影響離心式空氣壓縮機平穩運行的原因分析及措施

蒲霞　張家麟

【摘 要】通過分析潤滑油溫度、機間風溫、葉輪結垢、中間冷卻器堵塞對壓縮機平穩運行造成的影響，結合空分車間設備運行實際情況提出相應的控制措施，解決了影響壓縮機長周期運行的關鍵因素，確保壓縮機組平穩運行、煉油生產裝置工業風平穩供應。

【關鍵詞】壓縮機；油溫；風溫；葉輪結垢；平穩運行

0.引言

空分車間是公司煉油系統的風氮供應中心，是動力系統的重要組成部分。第一空壓站及新建空分空壓裝置主要設備是大型離心式空氣壓縮機組，機組能否平穩運行直接關系到風氮系統安全。本文從機組關鍵潤滑油溫度、機間風溫、葉輪結垢和中間冷卻器堵塞等方面入手，探索保證壓縮機安全運行的控制手段。

1.潤滑油溫度超標對壓縮機影響

我們常用的離心式壓縮機使是一種高速運轉的設備，為保證機組安全運行，在機組軸瓦和變速齒輪等處必須使用潤滑油進行潤滑，因此潤滑油的溫度高低對機組運行狀況起著決定性的作用。

油溫過低一般發生在壓縮機開機前，停用的壓縮機在開機前必須將機組油溫加熱到30℃以上，否則開機后容易加大機組傳動部位的摩擦，設備得不到充分潤滑，造成設備危害。油溫過低主要發生在冬季，應加強廠房的密封和采暖保溫，室內可關閉油冷器循環水閥門，保持油溫在30℃以上。

機組油溫過高主要發生在機組運行中。以英格索蘭機組為例，它的油溫要求控制在40℃-45℃之間，高于49℃則可能使油質變差，潤滑油起不到潤滑效果，加大設備的磨損。導致油溫過高的因素較多，且主要發生在夏季，其中主要因素有：氣溫過高；循環冷卻水的溫度較高或油冷卻器堵塞；油冷卻器效率低等。

針對夏季循環冷卻水的水溫居高不下導致的油溫升高，應及時采取降溫措施，降低循環水溫或增大循環水量。目前我們已對機組原有油冷卻器進行了改造，用板式換熱器代替原有管束式換熱器，有效提高了油冷器換熱效率；通常油冷卻器堵塞也是油溫升高的原因之一， 因此應定期檢查冷卻器的使用效果，發現油冷卻器堵塞要及時清理， 以保證油冷卻器的冷卻效果和設備的正常運行。

2.中間冷卻器溫度對機組運行的影響

中間冷卻器有壓縮機之肺的形象比喻，它的冷卻效果和可靠性直接影響壓縮機的整機效率。中間冷卻器通過降低進入下一級壓縮空氣溫度達到降低壓縮功率，有助于增加設備效率。在離心式空氣壓縮機中 ，中冷器的冷卻效果不好可能會引起某一級葉輪進入喘振工作區 ，從而導致整個機組喘振。影響中間冷卻器效果的原因有：

①供水量不足?？諝獾臒崃坎蛔阋员焕鋮s水帶走，造成氣溫升高。在運行中一般通過監視冷卻水溫度和控制供水量來保證換熱效果。

②供水溫度太高。水溫高使水、氣之間溫差縮小，傳熱冷卻效果差，同樣的冷卻水量，使氣體冷卻后溫度仍然很高。

③冷卻水管內水垢多或被泥沙、有機質堵塞，或者冷卻器氣測冷卻后有水分析出，未能及時排出，都會影響傳熱工況，影響冷卻效果。

圖-1是壓縮機由實驗得出的當冷卻水溫度由10℃升到30℃時的性能曲線變化。此外，當下級吸氣量減少時，造成前一級壓出的氣量無法全部“吃進”，容易使前一級的工作進入喘振區，在該級發生喘振。通過長期的操作摸索，我們得出中間冷卻器的溫度應控制在30℃～38℃之間為宜，溫度過低會使空氣中水分大量析出，排放不及進入下一級易導致機組振動升高發生喘振或葉輪損壞；溫度過高三級出口溫度升高，則使機組功耗增大、效率下降，易導致機組末級溫度超高而聯鎖停機。

3.空氣壓縮機葉輪結垢對壓縮機的影響

在對壓縮機運行的監控中，我們發現影響壓縮機運行的另一重要原因是壓縮機的振動。從運行維護角度來說，造成機組軸振動高的原因主要是機組葉輪結垢造成的機組轉子動平衡被破壞，尤其蘭州地處西北部沙塵較多的地區，機組葉輪結垢就更應值得重視。

3.1葉輪表面結垢對壓縮機的影響

葉輪表面結垢是一種常見現象，特別是入口過濾器長時間使用以后，機組葉輪結垢會造成機組動平衡破壞，振動上升的速度相對較快。在解決這一問題上，我們曾采取了很多方法，最終通過反復論證采取了以下措施：

①每年定期清洗機組葉輪和擴壓器，消除葉輪結垢。

②由于大氣質量差，粉塵含量高等問題，提高壓縮機入口過濾器濾芯的過濾精度。

③加強對入口過濾器壓差的觀察，當過濾器壓差>650Pa時及時更換過濾筒。

④消除氣體短路，對入口過濾器到一級葉輪部位的管道和外露部位加強密封，同時應注意過濾器本身的密封。

通過以上措施，在工藝方面能夠有效的控制機組軸振動在控制范圍內。

3.2減少葉輪磨損的方法

在機組檢修時，我們發現葉輪的葉片根部常有磨損現象，有時磨損還比較嚴重，這說明在氣體壓縮過程中有冷凝水進入了入下一級葉輪中。為了最大限度地減少冷凝水對葉輪的磨損，減少機組檢修維護次數，我們采取了以下措施：

①給壓縮機每個中間冷卻器都增加了電子疏水器，確保冷凝液能全部排出。同時將連接中間冷卻器與疏水器的旁通閥保持一定的開度，避免中間冷卻器內部積水進入下一級。

②控制機組中冷器出口風溫度大于30℃，防止過多的冷凝水析出。

③將壓縮機各級的進口鑄鐵管道內部進行防腐處理，避免管道產生鐵銹。

4.中冷器堵塞對壓縮機的影響

對于中冷器堵塞，主要原因是循環水質差，導致水管和冷卻器芯子中沉積有大量的污泥及油污堵塞了冷卻器芯子，造成流水不暢，導致各級排氣溫度急劇升高。特別是到了夏天，由于環境溫度的升高，這種情況還會加劇，大大超過了空壓機的正常溫度值，對安全生產帶來極大的隱患，也對空壓機的性能造成了損傷。對于英格索蘭壓縮機來說，最突出的現象是機組一、二級出口溫度偏高。為了保證生產正常， 2010年6月分別對中冷器進行了清洗，通過壓縮機正常運轉，驗證了此次清洗效果非常明顯，壓縮機一級、二級出口風溫比清洗前有明顯的降低，從而保證了壓縮機安全可靠運行。

5.結論

本文從機組關鍵溫度、葉輪結垢和中間冷卻器堵塞等方面分析了影響壓縮機組長周期運行的原因，結合裝置機組實際運行情況，通過對機組油溫高低、中冷器溫度、環境溫度、葉輪結垢和中間冷卻器堵塞等的因素進行分析，得出要將油溫控制在45℃-49℃之間；中冷器溫度控制在30℃-38℃之間為宜；通過采取通風措施將壓（下轉第107頁）（上接第73頁）縮機運行環境溫度控制在40℃以下；安裝中冷器電子疏水器，每年定期清洗葉輪減少葉輪結垢；定期清洗中冷器以保證機組中間溫度。通過以上手段能夠有效保證設備良好運行。預計在今后長周期運行中，每年檢維修次數將減少到1次即常規檢修，同時在很大程度上減少了人工維護工作量。雖然從目前看產生的經濟效益不是很大，但由此基本解決了制約大機組長周期運行的重要因素，杜絕了因工藝條件超限造成的設備停車，確保了煉油系統各生產裝置工業風的平穩供應，從安全保供方面產生的經濟效益將不可估量。 [科]

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