空分培训空分装置用50000Nm3h空压机组开停车总结_安自装置技术培训总结

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50000Nm3/h空分装置用空压机组开车总结

（卢子学 周夏）

（1.江苏灵谷化工有限公司，江苏 宜兴，214203；2.东方希望集团重庆万盛煤化有限责任公司，重庆 万盛，400805）【摘要】总结了某公司 50000Nm3/h 空分用空压机组原始开车过程中出现的问题，对问题原因进行了分析，最终将问题解决。

【关键词】空压机组 开车 问题 总结 1 引言

某公司 50000Nm3/h 空分装置配套的空气压缩机组由汽轮机[NKS63/80]拖动，汽轮机双出轴，一端拖动空压机[RIK 125-4] ,一端拖动增压机【RBZ45-7】。其作用是为空分装置提供带压原料气和膨胀机用气。

汽轮NKS63/80 采用杭汽从德国西门子引进的积木块反动式工业汽轮机技术设计、生产制造。汽轮机为双出轴凝汽式，双侧进汽，采用向上进汽和向下排汽的结构，带有保温材料和罩壳，汽缸上装有疏水阀，所有的疏水口最后都集中到疏水膨胀箱。汽轮机带有表面式冷凝器和液位自动调节装置,并配有两级射汽抽气装置以保证冷凝器能正常工作。空压机 RIK125-4 与增压机 RBZ45-7 由陕鼓动力有限公司与MANTURBO 合作设计制造。RIK125-4 等温型离心压缩机采用了轴向进气，并于进口处设置有进口导叶及调节装置，其转子由四级三元流叶轮构成。并且前三级叶轮每级后均布置两套气体冷却器管束，气体从叶轮出口直接通过冷却器进行冷却后再进入下一级压缩。冷却器管束置于机壳内，气体流程短，压力损失小，并且能使气体充分冷却。

RBZ45-7 离心压缩机,主要由筒形增压机本体和外置冷却器组成，机壳内安装七级叶轮。整个增压机分为七级三段，有两个段间冷却器和一个末级冷却器组成，增压机进、排气口均朝下。中间冷却器为列管式冷却器，末级端冷却器为浮头式冷却器。

增压机 齿轮箱 汽轮机 空压机 图 1 空压机机组的配置

在空压机组组织试车和开车的过程中，曾经出现过一些问题，经过分析和讨论后已经逐一解决，在此进行阐述和剖析。2 试开车过程中出现的问题与解决 2.1 3.8MPa蒸汽管线吹扫

3.8MPa 蒸汽供给汽轮机 NKS63/80 使用，蒸汽管路在安装过程中，难免有赃物进入管道，且管道内壁附有金属氧化物、焊渣等杂质，虽然速关阀中有滤网，但是小直径的颗粒仍可通过滤网高速进入通流部分，撞击、打毛叶片、汽封。汽轮机启动之前必须对蒸汽管路进行严格吹扫，其洁净程度直接影响汽轮机运行安全。蒸汽管线吹扫为锅炉出来蒸汽通过DN350mm、3.8MPa蒸汽管线到汽轮机速关阀前，将 速关阀前1.5 米蒸汽管线短节拆下，通过配置的临时管线延伸至压缩机组厂房外。初次配置吹扫临时管线为 DN250mm，计划用2.5MPa、300℃蒸汽吹扫，动量系数取 1.5，吹扫多次不合格，通过进一步计算，发现其能量头达不到吹扫时蒸汽对管路的冲刷力要求，排汽临时管线应与被吹扫蒸汽管道内径相同或大于被吹扫管内径，采取的措施是：重新配置与被吹扫管线相同内径的临时管路，很快打靶合格。2.2 汽轮机单体试车时低速下后缸温度高

汽轮机单体试车时，由于是汽轮机单试，所消耗蒸汽量小，虽然暖管时间比较长，但是出锅炉到汽轮机本体管线太长，导致蒸汽到汽轮机本体速关阀前过热度不够，基于这方面考虑决定汽轮机进行滑参数启动，但是要保证新蒸汽进口温度应该至少保持 50℃过热度，避免汽轮机损伤。最终速关阀前新蒸汽参数为：压力 3.3MPa、温度340℃。

蒸汽低速暖机阶段，由于初次开车，低速下运行时间 1 小时 20分，低速暖机时间偏长，导致排汽缸温度高至120℃，但汽轮机排汽压力为-90.5kPa。将汽轮机转速升高后情况得到缓解，至2800rpm冲临界前已经降至 48℃，但汽轮机排汽缸温度与排汽缸压力是相对应的，-90.5kPa下，其饱和蒸汽温度应该为45℃。正常情况下后缸的蒸汽是含湿的，但是在特殊情况下比如在低转速下运转时间过长，则有可能后缸温度出现过热。分析排汽缸温度高的原因有以下几点：

1）汽轮机工作是按正常参数下的工况工作，在转速比较低的情况下属于非正常工况：蒸汽流量小，通过喷嘴后虽然也是减温减压，但是由于到了最后几级，转速低，蒸汽做功不完善，温度没有降下来，所以-90.5kPa真空虽然好，但是后缸排汽温度依然较高。

2）在汽轮机启动、运行时，后汽封内侧是负压，为防止空气沿汽封漏入排汽缸而恶化真空，由封排汽管路将约10bar，210℃蒸汽供至后汽封的腔室，送入的蒸汽一部分经汽封内侧段漏入排汽缸，还有一部分经外侧段漏入另外一个腔室后经冒汽管及汽封间隙逸向大气。虽然汽封蒸汽经过汽封减压，但是进轴封的温度高，通过金属传热亦有可能使后缸测温计温度升高。

排汽缸温度高会导致汽轮机转子低压段后撬，转子中心偏离正常运转中心，从而导致振动高，对汽轮机危害比较大。所以，遇到这种情况时，应尽快将排汽缸温度降下来。

2.3 汽轮机单独托动空压机RIK125-4试车时发现异常响声。

汽轮机单独托动空压机RIK125-4试车，当汽轮机在低速暖机阶段700rpm 时，由于转速较低，机器噪音小，发现空压机平衡管排气处出现异常尖锐有规律的响声，用硬纸板堵塞平衡管后声音变小。经过分析认为转子上的密封片（叶轮轮盘口或级间密封片），在机器转动后切入密封软瓦中，经分析认为，密封片在安装过程中如果由于某种原因发生变形，就会导致密封片紧贴在密封软瓦边上，从而由于摩擦引起尖锐而有规律的响声。通过这种有规律的声响，也可以推测出，转子上的密封片只是在圆周上的某一个部位发上变形。等到机组试车完毕，平衡管处的尖锐响声已经没有了，说明密封片与软瓦不再摩擦了。

2.4 空压机组换热器故障与解决 2.4.1空压机内置式换热器更换

RIK125-4 等温型离心压缩机，前三级叶轮每级后均布置两套气体冷却器管束。冷却器管束置于机壳内，这种内置式冷却器气体流程短，压力损失小，并且能使气体充分冷却，机器结构紧凑、占地面积小，且检修方便，并且可以降低机器噪音。

初次开车过程中，发现空压机在打气量为230000Nm3 /h、压力5bar左右时出口温度高达132℃，经过减小负荷至打气量为180000Nm3/h，出口温度降低不明显。空压机出口气体温度指标为小于98℃.经过仔细观察，发现每一级的出口温度均高，最末一级温度高的原因是各级换热器出口温度高的一个累计，我们认为可能是以下原因造成：

1）冷却用循环水水路布置不合理； 2）换热器本身有问题； 3）气体在换热器内走短路。

在试车结束后，对循环水路布置做了合理改动后，问题依然没有解决。然后对换热器进行抽出检查，发现折流板与管束贴合不严，造成换热效果极差。经过讨论将六组内置式换热器全部更换，另外委托厂家重新制造。重做时，同时对设备内部沟槽做了封堵，防止气体走短路。经过上述处理，再次启动后空压机出口打气量为 246000Nm3/h、压力5bar左右时出口温度降至84℃以下，整个机组能耗明显降低。2.4.2 增压机RBZ45-7 段间冷却器问题

RBZ45-7 增压机其中间冷却器、末端冷却器在试开车过程中三个冷却器均出现泄露问题。

在增压机停车期间，循环水没有断，开一段冷却器气侧排污，发现有大量水流出来，因此判断冷却器泄露。一段和二段冷却器的结构一样，对二段冷却器气侧排污，同时也发现有大量水，判断二段冷却器也存在泄露。经对换热器抽芯检查，发现垫子破损。更换垫子后问题解决。

增压机末端冷却器也因泄露严重导致空分装置停车。拆下封头后发现列管上有黄色结晶状污物，水侧通水后，发现有数十个列管向外漏水严重。连夜修补换热器，结果发现越堵列管漏的越多。出现大面积泄露已经无法堵漏，拖回厂家后也无法进行修补，不得已只好抓紧联系做新换热器。导致停车九天，生产损失严重。换热器在厂家拆开后发现高温端折流板处列管多处出现裂纹。结合换热器气侧温度逐步升高的现象，应该是换热器内的列管是由少到多一个一个破裂的。虽没有正式结论，但是材质有问题的可能性非常大。

2.5 防喘振阀门位置改造 图2 防湍振阀的设置 如图 2 所示，空压机 RIK125-4 出口设置防喘振阀门两个，设计布置在空压机厂房二层楼板上方，空压机出口管线从二层穿过楼板到一楼地面，平走一段距离然后再向上穿过楼板到厂房二层。一楼地面与二层楼板之间距离为8.8米。

试车时发现两个防喘振阀门振动非常大，严重时将防喘阀仪表空气电磁阀振脱落，不得不紧急停车，导致试车工作一度中断，虽然经过临时处理，用卡扣将防喘振阀固定，但是开车后振动仍然很大。经过分析，认为防喘阀安装位置较高，母管在一楼地面的振动传导至二层楼板的两个防喘阀时，会将振动放大，使防喘阀振动幅度加大。试车完毕后，将防喘阀管线改造，移至厂房一层，放空气体直接进入消音器底部。2.6 噪音防治

空压机组在开车期间，在离厂房5米的马路上噪音达到130分贝，噪音值远远超过标准，对周边环境形成噪音污染。分析噪音产生的原因，大致有以下几个原因：

1）机器运转产生噪音； 2）管道内气流冲击：

3）增压机三段压力7.3MPa，试车放空时经过放空阀直接进入放空管线，形成极大噪音（正常生产时，放空处于关闭状态，噪音应该没有）；

4）空压机组空气进口处空气过滤器噪音。针对噪音可能的产生原因，采取了以下措施：

1）将空压机厂房一层由敞开式变为密闭式，加装隔音墙，并在厂房顶部窗户处加装通风机；

2）将放空管线加保温隔噪音。3）空气过滤器加装隔音墙。

通过采取以上措施，噪音污染得到很大改善，在离厂房5 米的马路上噪音小于80 多分贝。结语 空压机组价值高、单系列，是空分装置乃至整套大化肥装置的关键设备，在试车过程中发现了一些问题并及时解决，提高了运行的稳定性和可靠性，为装置的以后平稳运行打下了坚实的基础。

作者简介： 卢子学，男，出生年月1972.5，籍贯：山东德州市，1993年毕业于河北轻工业学校，工程师，江苏灵谷化工有限公司空分车间生产主任。