空分裝置空壓機組安裝工序和技術要點

王建民

中國化學工程第十一建設有限公司 河南開封 475002

1 項目概述

陜西中煤榆橫煤化工空分裝置的空氣壓縮機組主機由空氣壓縮機、空氣增壓機、蒸汽輪機組成，以上設備均為MAN 公司制造，由杭氧股份有限公司成套供貨。其中空氣壓縮機分為底座（包括下殼體）、上蓋、轉子和內置式空壓機氣體冷卻器，需要現場組裝；空氣增壓機和汽輪機為整體到貨。此機組附屬設備包括空氣增壓機氣體冷卻器（4臺）、潤滑油站、油站冷卻器、高位油箱、頂軸油泵、空壓機出口消音器和放空消音器。機組均分布在壓縮廠房一層和二層的基礎上，空氣壓縮機為離心式，與空氣增壓機共用一臺透平汽輪機驅動。本壓縮機組為空分裝置的核心關鍵設備，蒸汽透平系統復雜、安裝精度高、工作難度大。壓縮機的主要技術參數見表1。

表1 壓縮機組的主要技術參數

2 機組安裝工序

機組安裝工序流程見圖1。

圖1 機組安裝工序流程圖

2.1 基礎驗收

基礎驗收前，基礎上模板應拆除干凈，保證表面無雜物，平面中心線、標高線齊全；基礎表面應平整、無裂紋、孔洞，蜂窩、麻面和露筋等缺陷?；A驗收以基礎基準軸線為準復核其他螺栓孔的中心位置。對于錨板式地腳螺栓孔(空壓機、增壓機和汽輪機本體均為此類型)，應采用在地腳螺栓孔套管中心吊線墜的方法檢查其垂直度滿足H/ 1000 的要求，避免因基礎螺栓孔垂直度偏差過大造成地腳螺栓穿入困難的情況。機組安裝前對基礎的復測驗收是一項重要工序，應盡早會同土建進行，如果發現問題也有充裕的時間處理。

基礎驗收合格后即可進行基礎表面處理工作。將二次灌漿的部位基礎表面疏松層徹底鏟除干凈，確保二次灌漿層的粘合度。本機組全部采用MAN 自帶的螺旋頂絲調節水平、標高，如圖1—圖3 所示。

圖1 螺旋調整頂絲

圖2 基礎驗收

圖3 螺旋調整頂絲埋設

此方法和傳統的墊鐵調整相比，在機組的水平、對中精調中更方便快速，也節省了大量鋼材，缺點是底座內側的個別調整頂絲由于位置和空間所限最終擰緊時比較困難。機組就位前預先將預埋頂絲位置的安裝坑打好，用高強灌漿料將頂絲按圖紙設計位置預埋好。本機組共設置62 組螺旋頂絲，其中增壓機24 組、汽輪機共12 組、空壓機共26 組。考慮到機組就位后還要進行位置移動，可加設機組臨時墊鐵以方便調整，待位置調好后再將機組落在頂絲上進行最終的精調。在實際施工中，通過臨時墊鐵調整省事方便，機組移動時穩定性好，也避免了移動設備時損壞頂絲。

2.2 汽輪機安裝

汽輪機安裝就位前，應先將汽輪機排氣出口天方地圓部件裝上。如果汽機就位后再做此工作，里側的一排螺栓將無法把緊。首先法蘭口要清理干凈，在墊片的兩面和螺栓絲扣部位涂抹密封膠。螺栓緊固時從中間開始往兩側逐步進行，螺栓緊固力度也分幾遍進行，做到一次成功，一旦漏氣返工，會造成很大困難。

汽輪機就位后，要首先確定汽輪機中心標高，使其與基礎縱橫軸線吻合。按照廠家提供的機座各部坐標水平點進行粗調，水平坐標點是MAN 廠家在試車平臺上對該機進行組裝試車后的各部水平測點。供現場安裝時要確保機座整體平行度，防止局部受力后扭曲變形給機組安裝平面帶來不利影響。

汽輪機精平時，應先將臨時加在汽輪機貓爪螺栓上的臨時墊片取掉。因地腳螺栓的緊固，控制不好會造成機座的局部變形，破壞貓爪搭接面（機殼與機座搭接滑動面）。因此在汽機整個精平過程中，要同時復查貓爪與機座搭接面，以及機殼與機座熱脹滑動面的間隙，以確保機組安裝質量。由于汽輪機在制造廠已經試車完畢，故現場為整體安裝。汽輪機的精平，只需將汽輪機前后主瓦打開，在汽輪機進口側主軸頸上確定汽機的軸向水平，在軸瓦機座兩側加工面上確定機殼的橫向水平。由于汽輪機以高壓蒸汽為原動力，機器進汽端與排汽端存在較大溫度差使得兩端熱膨脹量不同。因此，軸向水平應以進汽端為基準向排汽端有0.06～0.10mm 的仰度，以保證工作狀態下轉子的水平度。詳見圖4—圖6。

圖4 汽輪機轉子水平度示意圖

圖5 機座熱脹滑動面間隙復測

圖6 汽輪機縱向水平度調整

2.3 空壓機安裝

汽輪機定位水平工作完成后，即可進行空壓機安裝工作。汽輪機作為基準原則上不再變動，空壓機和增壓機都已此為基準進行調整。

空壓機分上缸、下氣缸和轉子及內置冷卻器幾大部分。下氣缸就位后首先調整空壓機中心線與基礎中心線一致，允許偏差不大于5mm，標高偏差不大于3mm；然后進行粗平工作，復測下氣缸中分面的平行度。其縱向水平度允許偏差值為0.05mm/ m，橫向水平度允許偏差值為0.10mm/ m。待轉子、上機殼安裝緊固，安裝軸承蓋后在軸承座及轉子軸頸上重新測量水平度。下缸的水平調整和軸線定位應交叉反復進行，直至都在允許范圍內。下機殼找正后，可進行軸瓦的清洗檢查回裝工作。各部件拆除前要打好字頭，回裝時按順序回裝以免弄混，然后進行轉子吊裝。吊裝轉子前，要對主軸頸等處的軸徑圓度、圓柱度，以及各部件間隙進行復測調整，保證在允許偏差范圍內；使用隨機專用工具吊裝轉子，并配備一臺10t 手動葫蘆對轉子進行找平，吊裝轉子要緩慢降落并保持轉子水平狀態防止損壞軸瓦、氣封部件；就位后在軸頸處加潤滑油盤車應無卡滯現象，并檢查軸瓦接觸情況，最后安裝推力軸承。圖7 和圖8 為軸瓦清洗回裝和空壓轉子吊裝現場。

圖7 軸瓦清洗回裝

圖8 空壓機轉子吊裝

轉子定位后用內徑千分尺測量其與汽輪機之間的軸間距，要求誤差控制在0.20mm 以內。這是一項很重要的步驟，如果軸間距誤差過大開車后會加劇推力瓦的磨損造成事故。調整軸間距移動機體采用雙液壓千斤頂同時推移法進行。本機級間冷卻器設置在氣缸本體內，這點也是與其他壓縮機設計的不同之處。待上缸扣蓋后，冷卻器與下氣缸底部的密封墊片應涂抹防粘合劑。

空壓機的橫向水平在下機殼中分面上測定，測定的位置應作記號。機組橫向水平誤差的判斷標準為：只要兩側水平同時向里高，或同時向外高，正反方向相等一致即可。空壓機的軸向水平則以汽輪機轉子為基準，以符合設計的冷態對中曲線為最終標準來確定。軸對中采用三表法（圖9），以汽輪機為基準，按照廠家提供的冷態對中曲線通過底部螺絲頂來調整至兩軸同心，同時復測軸間距和空壓機橫向水平有無變化，符合技術要求后可進行上缸扣蓋工作。待扣蓋后，再次復查對中及軸距是否符合要求。

圖9 三表找正法示意圖

增壓機的安裝找正工作可同時穿插進行。增壓機的定位同樣以汽輪機為基準，按照廠家提供的冷態對中曲線進行調整，對中過程用內徑千分尺配合復測保證軸間距在誤差在范圍內。由于增壓機與汽輪機軸間距較長（1.8m），故對中按照MAN 廠家要求采用激光對中儀。

2.4 二次灌漿

灌漿前首先要依據基礎施工圖要求對地腳套管孔內進行注砂，注砂前要先在套管內注入高度為100mm 的細石混凝土，以防止細砂從下部錨板處泄露；待混凝土凝固后，將已炒干(或干燥的干砂)的均勻干砂注入套管內，注意要填充充實；注砂至套管孔頂部100mm 處，再使用細石混凝土對套管進行封閉，以防止套管內進入水和油等。灌漿前基礎要徹底清理干凈，檢查表面無油污、雜物，基礎表面用水沖洗干凈，并保持濕潤12h 以上，灌漿時用無油壓縮空氣吹凈表面積水。使用規定的高強灌漿料進行灌漿。灌漿料應從一側倒入至另一側流出，以徹底排出基礎與設備底座之間的殘余空氣，防止灌漿層出現空鼓現象。二次灌漿后，按要求用薄膜覆蓋并澆水進行養護，養護期不少于14d。按照MAN 公司技術文件要求，汽輪機定位后即可進行灌漿，增壓機待軸對中完成后進行灌漿，空壓機則需要在進出口管道配管完成并經過無應力檢測合格后方可進行灌漿。

2.5 管道無應力檢測

二次灌漿養護期滿后，復測機組對中最終數據，確認對中數值符合設計文件要求后方可進行管道連接工作。所有與機組相連的管道必須采取無應力連接，管道自重及介質重量必須由機組接管附近的管架進行支承。管道與機器連接前，在自由狀態下檢驗法蘭的平行度與同軸度，螺栓應能自由穿入，法蘭之間的間距應以在自由狀態下能順利插入墊片的最小距離為宜?？諝鈮嚎s機進出口管道、汽輪機主蒸汽進口、增壓機級間管道系統與機組法蘭最終連接時，要在聯軸器上架設百分表監視機組位移，如果百分表讀數變化超過0.10mm 要停止法蘭把緊，重新調整管道直至符合要求。

配管法蘭與機組管口法蘭的平行度、同心度，在自由狀態下應符合技術文件的規定，無規定時可按表2 要求進行。

表2 法蘭平行度同心度允許偏差

2.6 油系統清洗

潤滑油管路為壓縮機的軸承箱提供潤滑，具體原理為油站油箱里的潤滑油通過油站本體油泵使油在油站和壓縮機的軸承箱中組成循環回路，保證壓縮機的正常運行。本機油站以兩臺螺桿泵為動力。高位油箱的作用是在油站油泵突然斷電潤滑油無法正常供油的情況下，靠自身壓差回流入供油管保證機組安全。

油箱注油前應先清理檢查油箱內部，清潔度符合要求后封好油箱入口；油過濾器芯子要取出保管好，用120～200 目的臨時濾網芯子裝入過濾器中；油沖洗前，要在潤滑油上油管與回油管連接法蘭處加裝過濾網（開始加100目的過濾網，隨著沖洗的進行，換成180～200 目的過濾網使沖洗更干凈）。

啟動油泵加熱器將油箱油加熱至40～75℃，運行24h 后停加熱器；將油冷卻到20～30℃之間，再啟動油泵對油系統進行冷油循環連續24h，冷熱油交替反復進行。在油沖洗過程中，采用木榔頭敲打彎頭、三通、異徑管等處，以震落粘附在管壁上的附著物，還可向管路內通入氮氣進行加壓震蕩以達到更好的清洗效果。油循環期間要定期檢查更換過濾網，以目視濾網表面無硬質顆粒，每平方厘米可見軟質顆粒不超過3 點視為油洗合格。

安裝完成的空壓機組見圖10。

圖10 安裝完成的空壓機組

3 結語

在中煤榆橫煤化工空分裝置空壓機組安裝過程中，通過對機組設備開箱驗收、基礎處理、機組定位調平、基礎灌漿、軸對中等關鍵工序進行科學分析和嚴格的過程質量控制，確保了機組一次試車成功，各項指標均符合設計要求，也為以后同類設備的施工積累了經驗。整個安裝過程得到了業主方的高度認可，為公司進一步拓展西北地區施工市場奠定了堅實基礎。