“四合一”空壓機組安裝技術

張弘揚 王書銀 張二謙 劉志東

1.中國化學工程第十一建設有限公司 河南開封 475002 2. 新疆庫爾勒中泰石化有限責任公司 新疆庫爾勒市 841000

1 工程概述

新疆庫爾勒中泰石化有限責任公司120 萬t/ a PTA 項目的“四合一”空壓機組主機部分是由德國MAN 公司生產，分別由汽輪機（凝氣式）、工藝空氣壓縮機（離心式）、電動發電機和尾氣膨脹機組成。汽輪機動力源采用裝置0.35MPa/ 148℃副產蒸汽，尾氣膨脹機動力源則是0.84MPa/ 195℃的氧化尾氣（廢氣），尾氣經過兩級膨脹做功和汽輪機共同驅動壓縮機。另外，膨脹機也可帶動發電機向外輸送電源，做到了能量的循環利用。過濾空氣經過壓縮機5 級增壓至1.39MPa后，供氧化反應器使用。空壓機組主要設備參數如表1所示，整體機組分布和施工工序流程詳見圖1 和圖2。

2 施工要點

（1）彈簧隔振器的應用改變了部分傳統的施工工序，施工中需在各個階段對隔振器進行持續監測，以保證隔振器達到使用效果并不影響設備的安裝精度。彈簧隔震器示意圖及實物照片見圖3。

表1 空壓機組設備參數表

圖1 整體機組分布示意圖

圖2 施工工序流程圖

（2）設備安裝機組就位前，要進行彈簧隔振器的定位檢查與數據測量。

（3）機組部件的安裝方式：機組主機部分、凝汽器、中間加熱器均定位于壓縮機廠房內二層框架之上，利用大型履帶吊車在廠房完全封閉之前進行吊裝；3 臺中間冷卻器位于廠房內地面基礎之上，沿廠房軸線方向水平運輸至基礎。

（4）位于基礎臺板上的設備就位后，即可進行找正、粗對中等工作，并對彈簧隔振器進行數據復測。

（5）設備一次灌漿后，對凝汽器和3 臺級間冷卻器進行注水，使頂臺板承重達到運行重量。

（6）彈簧隔振器釋放、調整完成后，對汽輪機、壓縮機、尾氣膨脹機和發電機進行找正復查及精對中工作。

（7）機組軸系通過激光對中法進行對中監測，并預留軸系膨脹量。

（8）對管道支架進行精準安裝；對機組附屬管道進行安裝、調整，施工時不得將多余載荷作用于機組上。管道無應力檢查控制。

（9）機組灌漿控制：因為使用了隔振器，為保證設備、管道安裝環節的精度要求，改變一般機組灌漿的工序。

以上工作全部達標后，即可通蒸汽、電源，進入試車環節。

圖3 彈簧隔震器示意圖及實物照片

3 彈簧隔振器的應用說明及施工要點

彈簧隔振器的應用，改變了傳統樁基礎的減振形式，機組的動載荷傳導于頂臺板，通過隔振器的作用使立柱只承受靜載荷，從而可以有效防止基礎與機器產生共振。當機器運行產生振動，因基礎本身或機組重心不均勻分布導致基礎發生不均勻沉降，甚至發生地震時，通過彈簧隔振器可快速、平滑地調整，從而保證機組的安全運行。

3.1 安裝要點

（1）柱頂安裝角鋼框，角鋼框焊接在柱側預埋件上，既作為灌漿模板，又控制灌漿高度。角鋼框上緣標高為設計找平層高度（即彈簧支座安裝高度），灌漿料選用強度等級不低于60MPa 的無收縮灌漿料。灌漿前，柱頂鑿毛并灑水濕潤，但不能有積水。灌漿料頂標高誤差±0.5mm，平整度0.5mm。如不平整，可用手提砂輪打磨平整。

（2）隔振器安裝：在柱頂彈好隔振器定位中心墨線并打磨平整，標高誤差0.5mm，平整度誤差0.5mm；按廠家編號對應軸線位置安裝就位隔振器，吊裝時要保持平穩；隔振器標高可通過鋪設隔震墊調整，并達到接觸平穩；隔振器預埋件安裝前下表面需經防腐處理并進行調平，平整度誤差不大于0.5mm，還要通過底部隔震墊使鋼板底面與隔振器頂面緊密貼合；安裝后，四周用膠帶密封其與模板間的縫隙，并用釘子與臺板底模板固定牢固。

3.2 釋放前條件

（1）彈簧隔振器隨基礎安裝就位后，將臨時限位拆除。為保證汽機組的軸系精度，在每個柱頂布置測量點（見圖4），并使用千分尺測量并記錄與臺板之間的相對標高，以此為釋放基準參照。

圖4 柱頭測量點布置

（2）凝汽器的熱井焊接完成、機體找正完成后，對與凝汽器相連的管道進行安裝，并在設備管程與熱井中注水達到運行狀態的重量。

（3）汽輪機、壓縮機、電動發電機和膨脹機全部就位（其中汽輪機、壓縮機完成安裝檢查及“扣蓋”工作），并完成找正、一次灌漿工作后，機組各段軸系進行粗對中獲得初始數據，作為彈簧隔振器調整的核查依據。之后，將各聯軸器脫開，確保各機器間無硬性連接。

（4）為保證彈簧隔振器符合機組運行的精度要求，坐落于頂臺板上的管道、支架、鋼平臺應盡量就位完成。對于暫不具備正式安裝條件的部分，必須將重量附加至頂臺板，總重量偏差不得大于5t。

（5）對臺板基礎與四周框架進行無剛性連接檢查，及時清理任何阻礙基礎臺板自由平衡的約束物；將基礎平臺上的各類材料、構件等額外載荷全部清理干凈；釋放期間嚴禁在頂臺板上裝卸重物，避免影響測量數據的準確性。

3.3 釋放、調整

（1）彈簧隔振器的釋放與調整由液壓調整系統完成，包括一個液壓泵和兩個液壓千斤頂。因該機組存在兩個平行的中軸線，達到運行重量時頂臺板各個設備的重心是不均勻分布的，所以釋放后每組彈簧產生的變量不同。

（2）釋放精度調整是依靠液壓調整系統，通過加、減隔振器頂部的調平鋼板來實現。調平鋼板的數量和厚度，取決于實際載荷，以及彈簧隔振器釋放后各設備底座高度的變化量。將彈簧間距逐個恢復至初始狀態，偏差控制在±0.25mm 內。隔振器調整實物圖見圖5。

圖5 隔振器調整實物圖

（3）在彈簧隔振器的釋放調整過程中，以保證機組的軸系在設計范圍內為原則，要對基準點標高、彈簧隔振器的高度進行反復測量。釋放工作完成后，調整螺母時要松開至螺栓的最底部，隔振器恢復后即可對機組對中進行復查及精對中。隔振器結構示意圖見圖6。

圖6 隔振器結構示意圖

4 機組軸系對中及質量控制

（1）機組對中以彈簧隔振器釋放工序為界線，粗對中在釋放之前完成，精對中在隔振器調整完成后方可進行。

（2）機組軸系對中采用激光對中法，不僅簡化了過程，而且相對于傳統工具，利用激光特性消減測量誤差使數據更加精準。軸系對中工序靠對汽輪機的盤車裝置自壓縮機→電機→膨脹機逐步進行，根據機器類型、振動、溫度、殼體固定點、軸的數量和合力等因素，各機器都有不同的膨脹或偏移，所以冷態軸對中不是以零點為準。以壓縮機為例，運行時兩個齒輪軸水平方向會向兩側發生膨脹，因此機器對中過程中，水平的徑向位移需向兩側預留偏移量，詳見圖7。

圖7 壓縮機轉子運行熱膨脹圖示

（3）以汽輪機與壓縮機的對中數據為例（見圖8）。通常汽輪機因熱膨脹作用，轉子中心會稍高于壓縮機。本套機組在壓縮機安裝時，壓縮機對汽輪機端的轉子有低斜度的要求，因此汽輪機轉子略高于壓縮機端。

圖8 機組對中預留量

（4）機組軸系精對中完成后，即可進行二次灌漿工作，灌漿過程中在機體架設百分表進行監測。

5 管道施工及質量控制

管道施工作為機組施工的另一個重點，由以下幾方面進行控制：

（1）安裝時需先安裝支、吊架（限位、活動支架，彈簧支、吊架），再安裝管道，支架必須嚴格按照圖紙進行定位，如需變更必須經過設計部門同意。

（2）彈簧支、吊架應事先與設計部門確認是否需要進行無應力調整還是可微應力調整，以免造成管道調整的重復工作。

（3）與機組連接的各管線法蘭口與機組對應法蘭應自然平行對中，嚴禁強行對中連接而對機組產生附加外力。

（4）管道無應力檢查：法蘭密封面間隙控制在5mm（墊片厚度的+1mm）；法蘭平行度按照0.5/ 1000取值（當法蘭大于1m 時取值0.5mm，當法蘭小于1m時按照比例換算選取）；設備連接口處的螺栓必須保持能夠無阻礙的自由穿入。

（5）管線與機組對應接口連接時，應使用力矩扳手分次、對稱進行緊固，并架設百分表監視其對機組的影響，監測位移不應大于0.05mm。若產生變化超標，對管線采取措施處理后，要重新安裝，直到符合要求。

6 結束語

新疆庫爾勒中泰石化有限責任公司120 萬t/ a PTA 項目的空壓機組的安裝方式不同于以往壓縮機組的安裝形式，在施工工序和施工要點中均有所變化，通過以上對本項目的總結，期望為今后類似項目的施工提供幫助和借鑒。