【壓縮機網(wǎng)】2010年2月份，河南豫光金鉛股份有限公司制氧廠建成投產(chǎn)一套KDONAr－10000/3600/320型空分裝置，采用分子篩吸附凈化、增壓透平膨脹機制冷、無氫制氬、氧氮外壓縮流程，由開封東京空分集團公司設計成套供貨，DCS集散控制系統(tǒng)采用和利時MACS系統(tǒng)。其中氧氣壓縮機采用杭州某公司生產(chǎn)的3TYS72+2TYS58型氧氣透平壓縮機（簡稱氧透），產(chǎn)品代號T1YS52B，將空分裝置生產(chǎn)的10000Nm³/h低壓氧氣壓縮后送入廠區(qū)氧氣管網(wǎng)。

　　一、壓縮機組簡介

　　該氧透組是高低壓雙缸、八級壓縮、五級冷卻、水平剖分離心式。采用額定功率2000kW、額定電流137A的異步電機驅(qū)動，經(jīng)齒輪增速機增速到16759r/min帶動壓縮機同步運轉(zhuǎn)。電機采用HTR型熱變電阻降壓啟動。壓縮機、增速機、電動機布置成一列，它們之間采用膜（疊）片聯(lián)軸器。機器參數(shù)如下表：

　　由于氧氣的強助燃特殊性，高純度氧氣透平壓縮機在設計方面采取了下列各項防火措施：

　　1.所有部件脫脂處理；2.所有與氧氣接觸部分采用鍍銅鋼板、鍍銅鑄鐵、銅合金和不銹鋼；3.完全防止漏油、漏氣。為了防止氧氣外漏空氣和潤滑油漏入機內(nèi)，采用差壓控制的迷宮式密封；4.防止生銹。為了排除產(chǎn)生鐵銹的根源，軸和葉輪采用不銹鋼，氣體迷宮密封采用銅制造，壓縮機機殼和隔板進行表面鍍銅防銹處理；5.防止鐵銹和鐵屑進入機內(nèi)。機器和閥門進氣前設置氧氣過濾器，位于氧氣吸入管路、密封氮氣管路、高壓回流管路、密封氧氣回流管路上，共設置了4只過濾器，現(xiàn)場試車采用潔凈、干燥的氮氣，長期停機中，充氮保護；6.防止轉(zhuǎn)子與靜止元件相摩擦；7.禁止采用有機化合物。凡有可能與氧氣接觸部分，均不得用有機化合物；管道上高壓墊片用纏繞墊片，低壓用聚四氟乙烯包裹的墊片；機體與缸蓋間用專用密封條密封；8.作為防止不正常的溫升、著火及燃燒的補救措施，在發(fā)生溫度異常升高時，報警、自動停車系統(tǒng)動作，關(guān)閉氧氣出口閥及進口閥，并向壓縮機內(nèi)吹入氮氣；9.防止壓縮機進入喘振的控制系統(tǒng)；10.在線的振動、軸位移檢測。

　　二、調(diào)試運行以來各配套系統(tǒng)出現(xiàn)的問題及消缺改進措施

　　1.油站系統(tǒng)

　?。?）該機組采用的潤滑油站是浙江某公司TPXYZ-750型油站，其僅配套一臺排煙風機。作為動設備，電機長周期運行會出現(xiàn)軸承磨損等電機故障，無備用風機，一旦停機，油箱無真空度，機組回油不暢，二樓機身測振電纜出機身密封處漏油，對機器的安全運行構(gòu)成威脅。

　　為此，購買同型號排煙風機并聯(lián)安裝，各配套安裝一個出口閥，能夠運行中倒換。因吸入口負壓，未裝進口閥，需拆檢一臺時，用一橡膠墊即能封堵其吸入口，保證另一臺排煙風機正常運行，滿足油箱真空度要求。排煙風機運行作為氧透啟動條件之一，為此，將兩臺電機運行狀態(tài)點并聯(lián)進入DCS，即任開一臺，DCS上能夠顯示排煙風機運行狀態(tài)。改為一用一備后，在主排煙風機故障停機時，能及時切換為備用排煙風機，并對其展開維修。

　?。?）因油霧器長時間運行后濾芯變臟，阻力增大，油箱內(nèi)潤滑油通過∮12回油鋼管上升到油霧器內(nèi)并升至排煙風機進口，曾造成排煙風機出口帶油故障。后更換新濾芯得以解決，并將回油鋼管更換為透明鋼絲管。當因濾芯阻力增大，回油管內(nèi)油位上升，肉眼即能觀察，方便人員巡檢，在油位進入油霧器前就予以更換濾芯，杜絕了排煙風機出口帶油故障的再次發(fā)生。

　?。?）在試產(chǎn)時，作為氧透啟動條件之一，油壓需≥0.35MPa，但按照要求提高油壓到該值，高位油箱呼吸孔即開始大量噴油，最終通過將高位油箱回油管上的“幾”字彎往下移1米，減少回油阻力，得以解決噴油問題。

　　2.DCS儀電系統(tǒng)

　?。?）氧透正常停機程序是：點正常停車按鈕后→顯示正常停車，進口壓力、軸封差壓聯(lián)鎖解除，高壓放空閥V3304打開，全開反饋到位→中壓旁通閥V3302、高壓旁通閥V3303、混合氣排放閥V3309打開，三個閥門全開反饋到位→停主電機、氧氣送氣閥V3306全關(guān)，延時2min后→關(guān)氧氣進口切斷閥V3301，全關(guān)反饋到位→3min后，關(guān)V3304，停車結(jié)束。

　　曾出現(xiàn)正常停車程序執(zhí)行中因V3302的儀表氣管路上SMC VS3135-044型電磁閥閥芯卡住，雖然電磁閥失電，但無法釋放儀表氣，V3302仍舊全關(guān)，程序不能繼續(xù)往下運行，主電機不能及時停機，通過關(guān)閉V3302儀表氣閥放氣后才打開，行程開關(guān)反饋到位，程序繼續(xù)運行，主電機停機。為此，將V3301、V3302、V3306、噴氮閥V3315、噴氮閥V3316這些關(guān)鍵的全開全關(guān)動作的氣動閥門儀表氣路上各串聯(lián)一只同型號的電磁閥，這樣即使其中一個電磁閥卡住，另一個電磁閥動作正常也能釋放儀表氣讓閥門正常動作。并在機組每次停機后，主動去調(diào)試所有氣動閥，查看各電磁閥是否失電正常放氣。

　　需要注意的是，在調(diào)試V3306閥時，要先打開送氣閥后的氧氣純度分析閥V3324泄壓完畢，確定氧氣出口止回閥V3307有效，才能打開V3306。否則若止回閥內(nèi)漏，一旦出口閥V3306直接打開，中壓管網(wǎng)氧氣會因止回閥內(nèi)漏突然倒入機組，對各管道膨脹節(jié)、換熱器的安全構(gòu)成不利影響。

　?。?）氧透啟動時用氮氣試機，通過DN25的氮氣試車進口壓力控制閥V3317和導葉GV3301來調(diào)節(jié)氮氣試運轉(zhuǎn)進氣壓力PIC3313在15～80KPa。氮氣流路上的V3316打開，由于V3317和V3315是并行在一起，為防止有人誤點開DN200的V3315閥使噴氮流路打開，屆時0.50MPa的中壓氮氣噴氮沖擊進氣過濾器，造成不必要的損失，將V3315閥增加操作權(quán)限，不能像其它閥那樣直接點開閥門操作框去操作。停機后因調(diào)試需要人工操作該閥時，需輸入登錄賬號和密碼方可進行操作，而運行中工藝參數(shù)達到聯(lián)鎖條件程序進行噴氮時則能自動打開V3315。且注意，在停機調(diào)試噴氮流路上的氣動閥時，一定要先關(guān)閉氮氣管路上的手動截止閥后，并通過泄漏氣體排放閥V3318泄壓后再調(diào)試V3315和V3316，避免誤沖擊進氣過濾器。

　?。?）氧透的啟動過程是：按下準備啟動按鈕→顯示準備啟動→執(zhí)行V3302、V3303、V3309、V3316全開，V3301、V3304、V3306、V3318全關(guān)，V3317可調(diào)節(jié)，進口壓力、軸封差壓聯(lián)鎖解除，條件具備后→顯示可以啟動氧透→現(xiàn)場開關(guān)合閘啟動氧透，然后按下啟動按鈕→啟動警鈴響10S后停電鈴，電機運行3min后→V3302全關(guān)，V3303、V3304可調(diào)節(jié)→延時到顯示等待打開V3301，全開反饋到位后→V3309可調(diào)節(jié)，20S后，關(guān)閉V3316、V3317→顯示打開V3318,執(zhí)行打開V3318，進口壓力、軸封差壓聯(lián)鎖投入，延時10S→顯示出口閥可以打開，打開后→顯示氧透運行正常。一般每次開機前試驗聯(lián)鎖，當程序走到等待打開V3301時，停下油泵，讓油壓<0.10MPa來聯(lián)鎖主電機跳閘。

　　但是，偶爾一次在“啟動警鈴響后10S停電鈴，電機運行3min”這一步，誤將油泵停下，油壓下降到聯(lián)鎖值并未跳閘，再次試驗還是不能跳閘，程序繼續(xù)往下走，在電機有運行狀態(tài)3min后，進入到下一步時主電機才跳閘。如果機組真正運行起來，在這個3min階段，油泵停下主電機不跳閘，必將造成設備事故。與和利時聯(lián)系，在系統(tǒng)停機時來人將氧透程序予以完善，使得在這一步達到工藝參數(shù)聯(lián)鎖值時，主電機停機，同時V3303、V3304、V3306、V3309氣動閥的電磁閥失電，任何階段都保證機組的安全。

　?。?）在試產(chǎn)階段，機組運行中出現(xiàn)一次高低壓供電系統(tǒng)斷電，機組停機。查看流程圖畫面，8個軸振測點全部顯示負值，為B－23.5um、兩個位移測點為B－1.47mm，均為超低量程數(shù)值，類似于斷線狀態(tài)?，F(xiàn)場軸振位移測量采用派利斯系統(tǒng)，軸振傳感器經(jīng)延長電纜送至儀表箱內(nèi)軸振變送器上，控制室220VAC分別進入高低壓缸旁儀表箱內(nèi)TM900電源輸出24VDC，為各自箱內(nèi)的四個軸振變送器、一個位移變送器供電。經(jīng)查，該派利斯測振系統(tǒng)220VAC供電是市電供電，未由UPS供電，因此，低壓電斷儀表無電，就顯示斷線。予以重新布線，改由UPS供電。

　?。?）由于二樓主機安裝有隔音罩，一樓有密閉防火墻，為防止氧氮氣泄露造成室內(nèi)空氣氧濃度異常，對進入其中的巡檢人員造成安全威脅，在這兩個室內(nèi)均安裝氧氣探測器（0-30%O2的測量范圍），其門口安裝控制器能同步顯示并設有報警，每次人員進入前，均先查看室內(nèi)氧氣濃度是否正常才可進入。后又增加煙感報警器、攝像頭監(jiān)控。

　　（6）2024年9月3日，正運行中的氧透突然自停，DCS畫面上顯示低壓缸軸位移聯(lián)鎖，切換到該畫面，看到低壓缸四個軸振均為B-23.5um、位移是-1.47mm，明顯是斷電狀態(tài)。檢查到現(xiàn)場儀表箱內(nèi)為軸振變送器、位移變送器供電的TM900電源模塊出現(xiàn)故障，額定輸出電壓24VDC，此時僅僅14V，在各變送器電源端子處測量電壓11V到8V明顯衰減。由于電壓不足，軸位移變送器無法工作，顯示斷線狀態(tài)-1.47mm，聯(lián)鎖值是軸位移絕對值≥0.8mm，因此位移聯(lián)鎖停機。于是，更換新的TM900電源模塊，恢復各軸振位移顯示，重新啟動氧透機組運行。

　　3.供電系統(tǒng)

　?。?）在試產(chǎn)時，電動機啟動時間過長保護設定值為21s，一次啟動正常，但后來多次出現(xiàn)需要啟動兩次才能成功開機的現(xiàn)象，直至設定保護值為30S，一次啟動均出現(xiàn)啟動時間過長保護跳閘，造成每次開機需要啟動兩次才能正常運轉(zhuǎn)。

　　電機啟動超時一般由兩個原因引起：①電機軸瓦抱死，造成電機力矩增大；②電機端電壓過低造成啟動轉(zhuǎn)矩過小，而電機端電壓由水阻柜阻值確定。因每次開機前盤車正常，經(jīng)分析可能為水阻柜阻值變大。隨后用伏安法對水阻柜阻值進行測量，發(fā)現(xiàn)阻值和計算阻值存在很大偏差。造成了啟動時啟動轉(zhuǎn)矩偏小，啟動電流長時間降不到額定電流以下從而跳閘。找到問題所在后，對水阻柜阻值進行相應的調(diào)整，把純凈水倒入干凈的塑料盆中，將電液粉倒入純凈水中進行溶解，最后將溶解液倒入水阻柜水箱內(nèi)。然后，再用伏安法測量A、B、C三相水阻柜水箱內(nèi)水的阻值，直到三相阻值相近并在計算阻值范圍內(nèi)，再把啟動時間改為25S。之后在氧透開機時，效果顯著，一次啟動成功。因氧透啟動后連續(xù)運行時間較長，一般連續(xù)運行一年往上，在后來的每次停機中，復查阻值作為一項維保工作，發(fā)現(xiàn)異常進行調(diào)整，再也未出現(xiàn)過需啟動兩次才能正常運行的情況。

　　4.運行操作方面

　?。?）該氧透機組設計氣量10000Nm3/h，當后系統(tǒng)用氣量減小需減負荷時，可關(guān)小進口導葉。經(jīng)與制造商聯(lián)系，提供了機組實際運行參數(shù)，最終定為導葉最小開度DCS上是25%，對應現(xiàn)場約40%，運行氣量9000Nm3/h，保證機組不進入喘振區(qū)。氧透因其壓縮介質(zhì)的特殊性，安全運行放在第一位，其次再考慮節(jié)能。氧透高壓旁通閥V3303大開度只能用于開停機時使用，平時只作微量調(diào)節(jié)，不適用于正常運行階段大開度長時間使用，避免旁通閥前后管道振動偏大。將減負荷操作、高壓旁通閥操作都編入設備操作規(guī)程，嚴格遵守廠家的通知。

　　（2）氧透壓縮介質(zhì)是空分裝置出來的低壓氧氣，本身不含水分，但一二級中間冷卻器氣側(cè)壓力分別是0.11MPa、0.27MPa，低于0.30MPa的水壓。長期運行，中間冷卻器銅換熱管有串漏的可能，冷卻水會進入氣側(cè)被帶入主機。因此規(guī)定每次開機前先打開五臺中間冷卻器底部氣側(cè)吹除閥檢查是否有游離水，否則出水即意味著換熱器已竄漏。并在V3324分析閥后接入露點儀進行在線檢測送氣管道中氧氣露點，以便發(fā)現(xiàn)換熱器串漏能及時停機處理。

　　在氧透連續(xù)運行十年后的2021年秋天，出現(xiàn)該露點異常上升現(xiàn)象，于是開啟另一套空分裝置的備用活塞機壓送氧氣，停下該氧透拆檢各冷卻器。檢查到2#冷卻器銅管竄漏一根，予以兩端銅堵頭封堵，3#、4#冷卻器出現(xiàn)多根銅管與不銹鋼管板脹接處滲水，予以重新脹接。并吊開高低壓缸上蓋，檢查機殼內(nèi)壁鍍銅層和轉(zhuǎn)子，鍍銅層并未損壞、轉(zhuǎn)子并未結(jié)水垢。機組恢復運行，并采購五臺冷卻器芯子，于2022年春季全部更換上新的芯子。

　　三、結(jié)束語

　　氧透運行穩(wěn)定，自動化程度高，操作簡單、方便，但由于氧氣的強氧化作用，作為一種危險性氣體，尤其在高純度、高壓力、高流速的壓縮機中，人身和設備安全運行必須放在首位。供應商在設計、制造、安裝、運行都采取了必要的防范措施，作為最終用戶，我們制氧廠工作人員要嚴格遵照杭氧的技術(shù)規(guī)范和規(guī)定程序及使用維護說明書等進行各項工作，避免任何事故的發(fā)生，讓氧透發(fā)揮最大效益。系統(tǒng)停機期間須做好各項維保工作，如檢查各氣體過濾器和管道膨脹節(jié)、更換油箱潤滑油和油濾芯，各換熱器清洗、電機潤滑、調(diào)試各氣動閥、試驗各項聯(lián)鎖等，由于其在安全性和可靠性的特殊要求，機組的檢修工作必須引起足夠的重視，需邀請專業(yè)技術(shù)人員現(xiàn)場指導或直接委托專業(yè)制造廠按照說明書要求進行。

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