簡析操作離心式壓縮機(jī)組

于 良，張學(xué)衡，曹志敏

(中昊光明化工研究設(shè)計(jì)院有限公司，遼寧 大連 116031)

1 前 言

隨著我國工業(yè)發(fā)展越來越快，生產(chǎn)設(shè)備更新迭代越加迅速，大型機(jī)組的運(yùn)行已經(jīng)由控制系統(tǒng)代替人員操作。但機(jī)組的第一步開車仍然需要操作人員去執(zhí)行，而離心式壓縮機(jī)這類大型機(jī)組設(shè)備是化工生產(chǎn)系統(tǒng)的心臟，若出現(xiàn)故障將對(duì)化工生產(chǎn)造成嚴(yán)重影響。因此，規(guī)范操作方式、認(rèn)真學(xué)習(xí)正確開啟大型機(jī)組的方法顯得尤為重要。本文介紹了離心式壓縮機(jī)組的使用方法及系統(tǒng)開車操作方式。

2 離心式壓縮機(jī)工作原理

離心式壓縮機(jī)的做功方式是氣體被吸入室吸入，并通過轉(zhuǎn)子對(duì)氣體進(jìn)行做功，以增加氣體壓力、速度和溫度，氣體進(jìn)入擴(kuò)散器以降低速度并進(jìn)一步增加壓力，最后一級(jí)的高壓氣體通過離心室和出口管排出，其中的彎曲回流裝置主要作用是引導(dǎo)氣體流向下一級(jí)繼續(xù)壓縮。由于壓縮過程中氣體溫度升高，氣體在高溫下壓縮時(shí)能耗會(huì)急劇增加。為降低壓縮能耗，高壓離心壓縮機(jī)在壓縮過程中采用中冷器降溫。也就是說，來自中間級(jí)出口的壓縮氣體不直接進(jìn)入下一級(jí)，而是被引入蝸輪室和出口管外進(jìn)行冷卻，冷卻后的低溫氣體通過吸入室進(jìn)入下一個(gè)壓縮級(jí)。離心式壓縮機(jī)由許多零件組成，根據(jù)其功能組成不同，分為轉(zhuǎn)子和機(jī)架部分，其中壓縮機(jī)的旋轉(zhuǎn)部件為轉(zhuǎn)子，非旋轉(zhuǎn)部件和組件為機(jī)架[1]。

3 離心式壓縮機(jī)正常開停車及操作注意事項(xiàng)

3.1 離心式壓縮機(jī)組正常工況啟動(dòng)

離心式壓縮機(jī)組是由汽輪機(jī)與壓縮機(jī)共同組成的一套設(shè)備組。

離心式壓縮機(jī)組在啟動(dòng)前應(yīng)在離心式壓縮機(jī)出口進(jìn)行放空處理，保持系統(tǒng)處于微正壓狀態(tài)。等工藝反應(yīng)結(jié)束后，把整個(gè)系統(tǒng)串在一起并繼續(xù)補(bǔ)充氮?dú)膺M(jìn)行系統(tǒng)置換。然后將系統(tǒng)充壓氣密，待合格后做好開車準(zhǔn)備。

首先進(jìn)行蒸汽暖管，壓縮機(jī)沖轉(zhuǎn)至1500 r/min，需要在此轉(zhuǎn)速下暖機(jī)20 min以上。全面檢查汽輪機(jī)的聲音、振動(dòng)、軸位移、油溫、油壓、缸體膨脹等參數(shù)，若發(fā)現(xiàn)異常，立即停車，待查清原因處理合格后方可重新啟動(dòng)。

待一階暖機(jī)達(dá)到時(shí)間后進(jìn)入二階暖機(jī)。壓縮機(jī)速率以300 r/min升至3000 r/min，需要在此轉(zhuǎn)速下再暖機(jī)20 min以上，檢查并記錄各運(yùn)行參數(shù)。

待二階暖機(jī)達(dá)到時(shí)間后進(jìn)入機(jī)組加速階段，壓縮機(jī)速率先以300 r/min升至3500 r/min，再以300 r/min的升速速率通過臨界轉(zhuǎn)速升速至4800 r/min，然后以600 r/min升速至8609 r/min。在此轉(zhuǎn)速下持續(xù)暖機(jī)20 min以上，檢查并記錄各運(yùn)行參數(shù)。

當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到8609 r/min保持正常運(yùn)轉(zhuǎn)約30 min后，各疏水閥全部關(guān)閉，暖至汽輪機(jī)蒸汽切斷閥前。同時(shí)建立真空，軸封系統(tǒng)也要進(jìn)行暖管。

復(fù)水系統(tǒng)投用，并確認(rèn)復(fù)水泵流程的運(yùn)行。關(guān)上外送調(diào)節(jié)閥的前后手動(dòng)截止閥，切換到復(fù)水系統(tǒng)的自循環(huán)，給復(fù)水系統(tǒng)上水，注意觀察復(fù)水器的液位。

此時(shí)抽真空系統(tǒng)投用，汽輪機(jī)軸封蒸汽暖至汽輪機(jī)壓力調(diào)節(jié)閥前，打開壓縮機(jī)蒸汽切斷閥，暖管至汽輪機(jī)消音器，消音器過熱后暖至速關(guān)閥前蒸汽導(dǎo)淋閥門，并可以切換到自動(dòng)控制，等待隨時(shí)開車。

工藝側(cè)待氣密合格且能保住壓力后方可啟動(dòng)壓縮機(jī)。開車后為氮?dú)夤r，待氧含量穩(wěn)定后需要切至短循環(huán)，引工藝氣進(jìn)行置換。當(dāng)復(fù)水器液位穩(wěn)定之后盡快切換建立長循環(huán)。

3.2 操作離心式壓縮機(jī)重點(diǎn)注意事項(xiàng)

在投用壓縮機(jī)附屬系統(tǒng)時(shí)，一定要注意參數(shù)是否正常。當(dāng)復(fù)水泵在自循環(huán)的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)熱井液位保不住且外送，手動(dòng)截止閥處于關(guān)閉狀態(tài)，此時(shí)因?yàn)檫€沒有開車，水封閥一直向外排水，且沒有補(bǔ)充的新水。這時(shí)需要在開車前微開熱井上水手動(dòng)閥，待壓縮機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定后再打到全開狀態(tài)。若復(fù)水器下方熱井液位計(jì)沒有液位，需要進(jìn)行排氣處理，直到保持住熱井液位在滿量程的70%～80%，否則就需要進(jìn)行維修。

在此過程中還需要注意噴淋的流程，這是日常工作中經(jīng)常被忽略的地方，因?yàn)槎旆纼瞿臅r(shí)候此處有加裝盲板。在離心式壓縮機(jī)暖機(jī)的過程中排氣溫度會(huì)非常高，為防止高溫跳車，必須時(shí)刻注意確認(rèn)蒸汽暖管的溫度。一般要觀察汽輪機(jī)速關(guān)閥前導(dǎo)淋的溫度，此處的流動(dòng)蒸汽狀態(tài)較為穩(wěn)定，比速關(guān)閥前的測量更為準(zhǔn)確。另外汽輪機(jī)缸體排凝線要全部打開，避免缸體帶液。

再者就是二次油的問題，在多次檢修中，驗(yàn)證了二次油如果出現(xiàn)狀況會(huì)造成機(jī)組的運(yùn)行波動(dòng)，這也是在操作中解決問題的思路。

開車后，按照升速曲線進(jìn)行升速，要求達(dá)到預(yù)定轉(zhuǎn)速后再停頂軸油泵。在第二次沖轉(zhuǎn)穩(wěn)定后，缸體排凝就可以關(guān)閉。當(dāng)達(dá)到最小可調(diào)轉(zhuǎn)速后，關(guān)閉現(xiàn)場放空閥，迅速提升轉(zhuǎn)數(shù)，通過汽輪機(jī)防喘閥調(diào)節(jié)裕度。

運(yùn)行過程中氧含量一直居高不下，在停車的時(shí)候可以忽略。但開車后若氧含量還是偏高就要引起重視，需要查整個(gè)系統(tǒng)的漏點(diǎn)。按照以往經(jīng)驗(yàn)，在防喘閥位置、靜態(tài)混合器位置和膨脹節(jié)吹掃導(dǎo)淋處等容易出現(xiàn)系統(tǒng)漏點(diǎn)[2]。

圖1 壓縮機(jī)暖機(jī)防喘曲線圖

4 不正?，F(xiàn)象和事故處理

4.1 機(jī)組緊急停車

當(dāng)壓縮機(jī)組出現(xiàn)事故緊急停車時(shí)，不允許立即對(duì)機(jī)組動(dòng)手盤車，應(yīng)在轉(zhuǎn)子靜止的位置作出記號(hào)。待油系統(tǒng)正常后，先將轉(zhuǎn)子盤旋轉(zhuǎn)180°后靜待一段時(shí)間，待轉(zhuǎn)子調(diào)直后再根據(jù)具體情況進(jìn)行盤車及其它處理。

4.2 壓縮機(jī)發(fā)生喘振現(xiàn)象

壓縮機(jī)發(fā)生喘振時(shí)應(yīng)立即開大防喘振閥，并根據(jù)喘振原因做出相應(yīng)調(diào)整。若工藝氣/N2比值偏高造成氣體分子量降低而引起喘振，應(yīng)調(diào)整工藝氣/N2比至3∶1。若吸氣壓力降低造成喘振則是吸氣過濾器發(fā)生堵塞，應(yīng)立即進(jìn)行吸氣管線清掃。

若由于中冷器冷卻水流動(dòng)不暢或水溫過高而造成換熱效果降低，應(yīng)及時(shí)處理。

蒸汽參數(shù)驟降導(dǎo)致機(jī)組轉(zhuǎn)速下降，應(yīng)及時(shí)調(diào)節(jié)。系統(tǒng)加減負(fù)荷時(shí)，汽輪機(jī)蒸汽量調(diào)解不當(dāng)會(huì)造成升壓速度大于升速速度或降速速度大于降壓速度，此時(shí)是調(diào)速器故障造成的轉(zhuǎn)速下降，應(yīng)進(jìn)行檢查處理。

4.3 真空度下降

當(dāng)機(jī)組真空度下降則需要降低負(fù)荷，開啟開車抽負(fù)器并及時(shí)查找原因給予處理。若中冷器液位升高，應(yīng)檢查冷凝液泵的運(yùn)行情況，必要時(shí)換泵檢查液位調(diào)節(jié)器的功能和調(diào)節(jié)閥動(dòng)作情況。若空氣竄入真空系統(tǒng)，應(yīng)檢查汽輪機(jī)軸封供汽壓力，若軸封壓力低，則會(huì)造成空氣漏入真空系統(tǒng)。同時(shí)檢查安全閥密封水流動(dòng)情況，防止因水封中斷出現(xiàn)漏氣。確保真空系統(tǒng)的設(shè)備、管線無漏氣情況。

4.4 汽輪機(jī)的水沖擊

若進(jìn)氣溫度急劇下降，蒸汽帶水造成水沖擊的表現(xiàn)為：機(jī)組振動(dòng)加劇，軸封排氣為白色或測出水滴，蒸汽管內(nèi)有水擊聲，轉(zhuǎn)子軸向位移增大，表冷器真空度下降，推力軸瓦溫度及回油溫度升高。確認(rèn)發(fā)生水沖擊時(shí)，應(yīng)采取如下措施：緊急停機(jī)迅速破壞真空，打開氣缸及蒸汽管線上的疏水閥進(jìn)行疏水，記錄轉(zhuǎn)子的惰走時(shí)間，并在惰走時(shí)仔細(xì)傾聽機(jī)內(nèi)有無異聲，以判定內(nèi)部有無損壞。

4.5 機(jī)組振動(dòng)加劇

停車時(shí)汽輪機(jī)軸彎曲較大會(huì)引起機(jī)組振動(dòng)，主要體現(xiàn)在開車升速時(shí)。應(yīng)立即降低轉(zhuǎn)速，延長低速暖機(jī)時(shí)間。若振動(dòng)逐漸增大，應(yīng)改變負(fù)荷試運(yùn)行，做頻譜分析查找振動(dòng)原因；若透平一級(jí)后壓力高，應(yīng)減輕壓縮機(jī)的負(fù)荷；若蒸汽流道結(jié)垢，情況嚴(yán)重時(shí)應(yīng)加負(fù)荷或停機(jī)進(jìn)行清洗。

5 結(jié) 論

在現(xiàn)代化工生產(chǎn)系統(tǒng)中，離心式壓縮機(jī)是一個(gè)重要的組成部分，因此它在化學(xué)工業(yè)中的應(yīng)用成為必須要掌握的內(nèi)容。而離心式壓縮機(jī)組的開車、停車、事故應(yīng)變措施及壓縮機(jī)組的維護(hù)保養(yǎng)是其中的重點(diǎn)部分，掌握好離心式壓縮機(jī)組的正確操作及合理的維護(hù)保養(yǎng)方法是離心機(jī)組平穩(wěn)運(yùn)行的根本保證。