化工設(shè)計(jì)通訊空壓機(jī)入口導(dǎo)葉波動(dòng)的原因分析與處理張喜萍，趙責(zé)富海洋石油天野化工股份有限公司年產(chǎn)300kt合成氨，520 kt尿素裝置是上世紀(jì)90年代初成套引進(jìn)的。用于氧取出量23000m3/h空氣分離的有空氣壓縮機(jī)和氮?dú)鈮嚎s機(jī)兩臺(tái)離心式壓縮機(jī)。其中，空壓機(jī)為瑞士蘇爾壽公司生產(chǎn)的徑向等溫離心式壓縮機(jī)，共有5級(jí)，由蒸汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)；壓縮機(jī)主要設(shè)計(jì)參數(shù)如下：轉(zhuǎn)速5出口溫度128°C正常功率原料空氣首先經(jīng)自潔式空氣過(guò)濾器除去灰塵及其他機(jī)械雜質(zhì)，通過(guò)入口導(dǎo)葉控制流量進(jìn)入葉輪進(jìn)行壓縮。空氣在前三級(jí)葉輪每進(jìn)行次壓縮后，都經(jīng)過(guò)設(shè)在氣缸兩側(cè)的內(nèi)部冷卻器冷卻，并在與之匹配的疏水器中分離冷凝下來(lái)的水分后，再在第四、五級(jí)壓縮，進(jìn)入后冷卻器，冷卻后的空氣進(jìn)入空氣冷卻塔。在后冷卻器前有一條防喘振放空管線，用于開停車或異常工況時(shí)出口壓力助理工程師，在中海石油天野化工鐵路倉(cāng)儲(chǔ)部工作。

　　C（注意溫度的控制和測(cè)量的準(zhǔn)確性，待溫度均勻了再測(cè)量）；（4）用氬弧對(duì)缺陷部位進(jìn)行補(bǔ)焊處理，焊后回火處理，溫度680720 C，保溫時(shí)間2h；（5）用專用工具（）車削缸體隔板凹槽。

　　車削專用工具假軸用汽輪機(jī)的軸承安裝在軸承座上，1kW的輸出電機(jī)帶動(dòng)行星減速器（20r/min），直接帶動(dòng)假軸。人工調(diào)節(jié)刀頭絲杠和頂絲，找正隔板凹槽后再車削，保證車削后的尺寸。最后用100砂紙打磨隔板凹槽，以保證表面粗糙度。回裝隔板，測(cè)量配合間隙，符合要求。

　　3結(jié)語(yǔ)汽輪機(jī)缸體隔板槽的修復(fù)，解決了隔板槽配合間隙的超差和腐蝕問(wèn)題，為汽輪機(jī)安全運(yùn)行奠定了基礎(chǔ)，延長(zhǎng)了缸體的使用壽命，節(jié)約了維修資金，為以后汽輪機(jī)的維修嘗試了一條新路。

　　化工設(shè)計(jì)通訊的調(diào)整，以防止空壓機(jī)落入喘振區(qū)運(yùn)行。

　　空壓機(jī)設(shè)計(jì)為定轉(zhuǎn)速操作，其流量調(diào)節(jié)通過(guò)入口導(dǎo)葉開度，即旋轉(zhuǎn)角度的改變，使得入口氣流方向和流道面積發(fā)生變化，進(jìn)而控制進(jìn)氣量，調(diào)節(jié)范圍是9°110°入口導(dǎo)葉是單支撐葉片，動(dòng)作時(shí)由DCS發(fā)出信號(hào)，經(jīng)閥門定位器使活塞式執(zhí)行機(jī)構(gòu)帶動(dòng)連桿控制導(dǎo)葉，實(shí)現(xiàn)流量控制。

　　2存在的問(wèn)題2010年2月21日入口導(dǎo)葉開始出現(xiàn)波動(dòng)現(xiàn)象，在裝置穩(wěn)定運(yùn)行沒(méi)有對(duì)工況進(jìn)行調(diào)整的情況下，空氣流量在20s的時(shí)間內(nèi)變化了1 000m3/h左右，由于變化不太明顯，沒(méi)有危脅到1裝置的正常運(yùn)行，原因也沒(méi)有明確，只能暫時(shí)將其打手動(dòng)控制并觀察，同時(shí)分析查找波動(dòng)原因。但隨后波動(dòng)幅度和頻率越來(lái)越大，到3月13日，流量變化幅度增長(zhǎng)到4000m3/h，頻率也從開始的12次/d增加到45次/d.為此，不得不對(duì)連桿行程進(jìn)行限位，使其只能在一定范圍內(nèi)動(dòng)作，不至于瞬間大幅波動(dòng)影響裝置的穩(wěn)定運(yùn)行。

　　3原因分析3.1工藝方面在入口導(dǎo)葉波動(dòng)前，工藝參數(shù)沒(méi)有明顯異常，實(shí)際流量離喘振線也有很大距離，加工空氣量也未作調(diào)整，波動(dòng)發(fā)生時(shí)也不在分子篩切換期間，可排除工藝因素。

　　3.2設(shè)備方面入口濾網(wǎng)是前不久更換的，壓差為0.3kPa，也沒(méi)有破損，因空氣過(guò)濾室阻力過(guò)大導(dǎo)致流量波動(dòng)的可能性不存在。

　　從運(yùn)行參數(shù)看，各中間冷卻器入口和出口溫度沒(méi)有超過(guò)設(shè)計(jì)值，冷卻效果較好，不會(huì)導(dǎo)致空壓機(jī)打氣量下降或波動(dòng)。

　　再?gòu)膲嚎s機(jī)本體來(lái)看，影響流量的因素有葉輪、擴(kuò)壓器、彎道、回流器等通流元件，如果這些元件發(fā)生堵塞或結(jié)垢，首先會(huì)在振動(dòng)等參數(shù)方面表現(xiàn)出來(lái)。在振值沒(méi)有異常變化的情況下，顯然可以確定不是設(shè)備本身的問(wèn)題。

　　3.3儀表方面經(jīng)過(guò)以上分析，問(wèn)題集中在了儀表方面。檢查發(fā)現(xiàn)入口導(dǎo)葉儀表空氣中帶有大量粉塵，通過(guò)排放吹除后，導(dǎo)葉波動(dòng)次數(shù)有所減少，但還是時(shí)有波動(dòng)，判斷認(rèn)為閥門定位器內(nèi)部可能發(fā)生了堵塞等故障，接下來(lái)就是如何處理的問(wèn)題。

　　4問(wèn)題處理入口導(dǎo)葉在失氣時(shí)處于關(guān)閉狀態(tài)，而在空壓機(jī)運(yùn)行狀態(tài)下處理其定位器必須斷儀表空氣，因此首先對(duì)連桿限位進(jìn)行了加強(qiáng)，確保在斷儀表空氣時(shí)導(dǎo)葉不會(huì)動(dòng)作，相應(yīng)儀表方面的準(zhǔn)備工作也已就緒。4月3日拆開定位器檢查，發(fā)現(xiàn)噴嘴內(nèi)積有大量?jī)x表空氣干燥器中用于吸附水分的鋁膠分子篩粉塵，清理后回裝投用。檢查處理結(jié)果，印證了此前的判斷，入口導(dǎo)葉再未發(fā)生波動(dòng)。

　　5防范措施顯然，防范類似故障的關(guān)鍵在于加強(qiáng)儀表空氣的管理，為此采取了以下一些措施。

　?。?）全部更換了已部分粉化的儀表空氣干燥器吸附劑。

　?。?）通過(guò)改造，減小干燥器吸附劑再生時(shí)的泄壓速率，提高再生溫度和再生氣量，防止由于泄壓過(guò)快或再生不徹底導(dǎo)致吸附劑粉化。

　?。?）在入口導(dǎo)葉儀表空氣管線上加裝分離罐，對(duì)儀表空氣中可能帶來(lái)的粉塵進(jìn)行分離。

　?。?）密切監(jiān)控儀表空氣干燥器前后壓差，定期打開儀表空氣管線導(dǎo)淋，檢查是否有粉塵。

　　6小結(jié)空壓機(jī)入口導(dǎo)葉波動(dòng)嚴(yán)重威脅裝置的安全穩(wěn)定運(yùn)行。一方面，它會(huì)對(duì)空壓機(jī)本身的穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)嚴(yán)重影響，可能會(huì)造成壓縮機(jī)出現(xiàn)喘振、空載現(xiàn)象；另一方面，對(duì)空分工況和設(shè)備也會(huì)帶來(lái)很大的危害，若波動(dòng)幅度大、頻次過(guò)多導(dǎo)致空氣冷卻塔、分子篩壓差超過(guò)設(shè)計(jì)值，甚至?xí)斐伤宕捣?、分子篩粉化、床層不平等事故。在導(dǎo)葉波動(dòng)故障消除后不久，空分裝置出現(xiàn)了加工空氣量超過(guò)128km3/h就會(huì)把冷卻水帶入分子篩，入冷箱空氣C2超標(biāo)現(xiàn)象，不得不限負(fù)荷運(yùn)行。

　　到2011年8月大修，對(duì)空氣冷卻塔內(nèi)部檢查發(fā)現(xiàn)，部分塔板降液管損壞，分析認(rèn)為這就是入口導(dǎo)葉波動(dòng)造成的。因此，一旦發(fā)現(xiàn)入口導(dǎo)葉出現(xiàn)非正常波動(dòng)，必須首先對(duì)其進(jìn)行機(jī)械限位，然后再查找原因、采取相應(yīng)措施處理，以免帶來(lái)更嚴(yán)重的后果。