【壓縮機(jī)網(wǎng)】2010年2月份，河南豫光金鉛股份有限公司制氧廠(chǎng)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(jī)制冷、無(wú)氫制氬、氧氮外壓縮流程，由開(kāi)封東京空分集團(tuán)公司設(shè)計(jì)成套供貨，DCS集散控制系統(tǒng)采用和利時(shí)MACS系統(tǒng)。其中氧氣壓縮機(jī)采用杭州某公司生產(chǎn)的3TYS72+2TYS58型氧氣透平壓縮機(jī)（簡(jiǎn)稱(chēng)氧透），產(chǎn)品代號(hào)T1YS52B，將空分裝置生產(chǎn)的10000Nm³/h低壓氧氣壓縮后送入廠(chǎng)區(qū)氧氣管網(wǎng)。

　　一、壓縮機(jī)組簡(jiǎn)介

　　該氧透組是高低壓雙缸、八級(jí)壓縮、五級(jí)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(jī)驅(qū)動(dòng)，經(jīng)齒輪增速機(jī)增速到16759r/min帶動(dòng)壓縮機(jī)同步運(yùn)轉(zhuǎn)。電機(jī)采用HTR型熱變電阻降壓?jiǎn)?dòng)。壓縮機(jī)、增速機(jī)、電動(dòng)機(jī)布置成一列，它們之間采用膜（疊）片聯(lián)軸器。機(jī)器參數(shù)如下表：

　　由于氧氣的強(qiáng)助燃特殊性，高純度氧氣透平壓縮機(jī)在設(shè)計(jì)方面采取了下列各項(xiàng)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(rùn)滑油漏入機(jī)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(jī)機(jī)殼和隔板進(jìn)行表面鍍銅防銹處理；5.防止鐵銹和鐵屑進(jìn)入機(jī)內(nèi)。機(jī)器和閥門(mén)進(jìn)氣前設(shè)置氧氣過(guò)濾器，位于氧氣吸入管路、密封氮?dú)夤苈?、高壓回流管路、密封氧氣回流管路上，共設(shè)置了4只過(guò)濾器，現(xiàn)場(chǎng)試車(chē)采用潔凈、干燥的氮?dú)?，長(zhǎng)期停機(jī)中，充氮保護(hù)；6.防止轉(zhuǎn)子與靜止元件相摩擦；7.禁止采用有機(jī)化合物。凡有可能與氧氣接觸部分，均不得用有機(jī)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(jī)體與缸蓋間用專(zhuān)用密封條密封；8.作為防止不正常的溫升、著火及燃燒的補(bǔ)救措施，在發(fā)生溫度異常升高時(shí)，報(bào)警、自動(dòng)停車(chē)系統(tǒng)動(dòng)作，關(guān)閉氧氣出口閥及進(jìn)口閥，并向壓縮機(jī)內(nèi)吹入氮?dú)猓?.防止壓縮機(jī)進(jìn)入喘振的控制系統(tǒng)；10.在線(xiàn)的振動(dòng)、軸位移檢測(cè)。

　　二、調(diào)試運(yùn)行以來(lái)各配套系統(tǒng)出現(xiàn)的問(wèn)題及消缺改進(jìn)措施

　　1.油站系統(tǒng)

　?。?）該機(jī)組采用的潤(rùn)滑油站是浙江某公司TPXYZ-750型油站，其僅配套一臺(tái)排煙風(fēng)機(jī)。作為動(dòng)設(shè)備，電機(jī)長(zhǎng)周期運(yùn)行會(huì)出現(xiàn)軸承磨損等電機(jī)故障，無(wú)備用風(fēng)機(jī)，一旦停機(jī)，油箱無(wú)真空度，機(jī)組回油不暢，二樓機(jī)身測(cè)振電纜出機(jī)身密封處漏油，對(duì)機(jī)器的安全運(yùn)行構(gòu)成威脅。

　　為此，購(gòu)買(mǎi)同型號(hào)排煙風(fēng)機(jī)并聯(lián)安裝，各配套安裝一個(gè)出口閥，能夠運(yùn)行中倒換。因吸入口負(fù)壓，未裝進(jìn)口閥，需拆檢一臺(tái)時(shí)，用一橡膠墊即能封堵其吸入口，保證另一臺(tái)排煙風(fēng)機(jī)正常運(yùn)行，滿(mǎn)足油箱真空度要求。排煙風(fēng)機(jī)運(yùn)行作為氧透啟動(dòng)條件之一，為此，將兩臺(tái)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)點(diǎn)并聯(lián)進(jìn)入DCS，即任開(kāi)一臺(tái)，DCS上能夠顯示排煙風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)。改為一用一備后，在主排煙風(fēng)機(jī)故障停機(jī)時(shí)，能及時(shí)切換為備用排煙風(fēng)機(jī)，并對(duì)其展開(kāi)維修。

　?。?）因油霧器長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后濾芯變臟，阻力增大，油箱內(nèi)潤(rùn)滑油通過(guò)∮12回油鋼管上升到油霧器內(nèi)并升至排煙風(fēng)機(jī)進(jìn)口，曾造成排煙風(fēng)機(jī)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(dāng)因?yàn)V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(jìn)入油霧器前就予以更換濾芯，杜絕了排煙風(fēng)機(jī)出口帶油故障的再次發(fā)生。

　　（3）在試產(chǎn)時(shí)，作為氧透啟動(dòng)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(kāi)始大量噴油，最終通過(guò)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(wèn)題。

　　2.DCS儀電系統(tǒng)

　?。?）氧透正常停機(jī)程序是：點(diǎn)正常停車(chē)按鈕后→顯示正常停車(chē)，進(jìn)口壓力、軸封差壓聯(lián)鎖解除，高壓放空閥V3304打開(kāi)，全開(kāi)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(kāi)，三個(gè)閥門(mén)全開(kāi)反饋到位→停主電機(jī)、氧氣送氣閥V3306全關(guān)，延時(shí)2min后→關(guān)氧氣進(jìn)口切斷閥V3301，全關(guān)反饋到位→3min后，關(guān)V3304，停車(chē)結(jié)束。

　　曾出現(xiàn)正常停車(chē)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(wú)法釋放儀表氣，V3302仍舊全關(guān)，程序不能繼續(xù)往下運(yùn)行，主電機(jī)不能及時(shí)停機(jī)，通過(guò)關(guān)閉V3302儀表氣閥放氣后才打開(kāi)，行程開(kāi)關(guān)反饋到位，程序繼續(xù)運(yùn)行，主電機(jī)停機(jī)。為此，將V3301、V3302、V3306、噴氮閥V3315、噴氮閥V3316這些關(guān)鍵的全開(kāi)全關(guān)動(dòng)作的氣動(dòng)閥門(mén)儀表氣路上各串聯(lián)一只同型號(hào)的電磁閥，這樣即使其中一個(gè)電磁閥卡住，另一個(gè)電磁閥動(dòng)作正常也能釋放儀表氣讓閥門(mén)正常動(dòng)作。并在機(jī)組每次停機(jī)后，主動(dòng)去調(diào)試所有氣動(dòng)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(shí)，要先打開(kāi)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(kāi)V3306。否則若止回閥內(nèi)漏，一旦出口閥V3306直接打開(kāi)，中壓管網(wǎng)氧氣會(huì)因止回閥內(nèi)漏突然倒入機(jī)組，對(duì)各管道膨脹節(jié)、換熱器的安全構(gòu)成不利影響。

　?。?）氧透啟動(dòng)時(shí)用氮?dú)庠嚈C(jī)，通過(guò)DN25的氮?dú)庠囓?chē)進(jìn)口壓力控制閥V3317和導(dǎo)葉GV3301來(lái)調(diào)節(jié)氮?dú)庠囘\(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)氣壓力PIC3313在15～80KPa。氮?dú)饬髀飞系腣3316打開(kāi)，由于V3317和V3315是并行在一起，為防止有人誤點(diǎn)開(kāi)DN200的V3315閥使噴氮流路打開(kāi)，屆時(shí)0.50MPa的中壓氮?dú)鈬姷獩_擊進(jìn)氣過(guò)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(diǎn)開(kāi)閥門(mén)操作框去操作。停機(jī)后因調(diào)試需要人工操作該閥時(shí)，需輸入登錄賬號(hào)和密碼方可進(jìn)行操作，而運(yùn)行中工藝參數(shù)達(dá)到聯(lián)鎖條件程序進(jìn)行噴氮時(shí)則能自動(dòng)打開(kāi)V3315。且注意，在停機(jī)調(diào)試噴氮流路上的氣動(dòng)閥時(shí)，一定要先關(guān)閉氮?dú)夤苈飞系氖謩?dòng)截止閥后，并通過(guò)泄漏氣體排放閥V3318泄壓后再調(diào)試V3315和V3316，避免誤沖擊進(jìn)氣過(guò)濾器。

　?。?）氧透的啟動(dòng)過(guò)程是：按下準(zhǔn)備啟動(dòng)按鈕→顯示準(zhǔn)備啟動(dòng)→執(zhí)行V3302、V3303、V3309、V3316全開(kāi)，V3301、V3304、V3306、V3318全關(guān)，V3317可調(diào)節(jié)，進(jìn)口壓力、軸封差壓聯(lián)鎖解除，條件具備后→顯示可以啟動(dòng)氧透→現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)關(guān)合閘啟動(dòng)氧透，然后按下啟動(dòng)按鈕→啟動(dòng)警鈴響10S后停電鈴，電機(jī)運(yùn)行3min后→V3302全關(guān)，V3303、V3304可調(diào)節(jié)→延時(shí)到顯示等待打開(kāi)V3301，全開(kāi)反饋到位后→V3309可調(diào)節(jié)，20S后，關(guān)閉V3316、V3317→顯示打開(kāi)V3318,執(zhí)行打開(kāi)V3318，進(jìn)口壓力、軸封差壓聯(lián)鎖投入，延時(shí)10S→顯示出口閥可以打開(kāi)，打開(kāi)后→顯示氧透運(yùn)行正常。一般每次開(kāi)機(jī)前試驗(yàn)聯(lián)鎖，當(dāng)程序走到等待打開(kāi)V3301時(shí)，停下油泵，讓油壓<0.10MPa來(lái)聯(lián)鎖主電機(jī)跳閘。

　　但是，偶爾一次在“啟動(dòng)警鈴響后10S停電鈴，電機(jī)運(yùn)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(yàn)還是不能跳閘，程序繼續(xù)往下走，在電機(jī)有運(yùn)行狀態(tài)3min后，進(jìn)入到下一步時(shí)主電機(jī)才跳閘。如果機(jī)組真正運(yùn)行起來(lái)，在這個(gè)3min階段，油泵停下主電機(jī)不跳閘，必將造成設(shè)備事故。與和利時(shí)聯(lián)系，在系統(tǒng)停機(jī)時(shí)來(lái)人將氧透程序予以完善，使得在這一步達(dá)到工藝參數(shù)聯(lián)鎖值時(shí)，主電機(jī)停機(jī)，同時(shí)V3303、V3304、V3306、V3309氣動(dòng)閥的電磁閥失電，任何階段都保證機(jī)組的安全。

　　（4）在試產(chǎn)階段，機(jī)組運(yùn)行中出現(xiàn)一次高低壓供電系統(tǒng)斷電，機(jī)組停機(jī)。查看流程圖畫(huà)面，8個(gè)軸振測(cè)點(diǎn)全部顯示負(fù)值，為B－23.5um、兩個(gè)位移測(cè)點(diǎn)為B－1.47mm，均為超低量程數(shù)值，類(lèi)似于斷線(xiàn)狀態(tài)?，F(xiàn)場(chǎng)軸振位移測(cè)量采用派利斯系統(tǒng)，軸振傳感器經(jīng)延長(zhǎng)電纜送至儀表箱內(nèi)軸振變送器上，控制室220VAC分別進(jìn)入高低壓缸旁?xún)x表箱內(nèi)TM900電源輸出24VDC，為各自箱內(nèi)的四個(gè)軸振變送器、一個(gè)位移變送器供電。經(jīng)查，該派利斯測(cè)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(wú)電，就顯示斷線(xiàn)。予以重新布線(xiàn)，改由UPS供電。

　?。?）由于二樓主機(jī)安裝有隔音罩，一樓有密閉防火墻，為防止氧氮?dú)庑孤对斐墒覂?nèi)空氣氧濃度異常，對(duì)進(jìn)入其中的巡檢人員造成安全威脅，在這兩個(gè)室內(nèi)均安裝氧氣探測(cè)器（0-30%O2的測(cè)量范圍），其門(mén)口安裝控制器能同步顯示并設(shè)有報(bào)警，每次人員進(jìn)入前，均先查看室內(nèi)氧氣濃度是否正常才可進(jìn)入。后又增加煙感報(bào)警器、攝像頭監(jiān)控。

　?。?）2024年9月3日，正運(yùn)行中的氧透突然自停，DCS畫(huà)面上顯示低壓缸軸位移聯(lián)鎖，切換到該畫(huà)面，看到低壓缸四個(gè)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(chǎng)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(shí)僅僅14V，在各變送器電源端子處測(cè)量電壓11V到8V明顯衰減。由于電壓不足，軸位移變送器無(wú)法工作，顯示斷線(xiàn)狀態(tài)-1.47mm，聯(lián)鎖值是軸位移絕對(duì)值≥0.8mm，因此位移聯(lián)鎖停機(jī)。于是，更換新的TM900電源模塊，恢復(fù)各軸振位移顯示，重新啟動(dòng)氧透機(jī)組運(yùn)行。

　　3.供電系統(tǒng)

　?。?）在試產(chǎn)時(shí)，電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)保護(hù)設(shè)定值為21s，一次啟動(dòng)正常，但后來(lái)多次出現(xiàn)需要啟動(dòng)兩次才能成功開(kāi)機(jī)的現(xiàn)象，直至設(shè)定保護(hù)值為30S，一次啟動(dòng)均出現(xiàn)啟動(dòng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)保護(hù)跳閘，造成每次開(kāi)機(jī)需要啟動(dòng)兩次才能正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

　　電機(jī)啟動(dòng)超時(shí)一般由兩個(gè)原因引起：①電機(jī)軸瓦抱死，造成電機(jī)力矩增大；②電機(jī)端電壓過(guò)低造成啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩過(guò)小，而電機(jī)端電壓由水阻柜阻值確定。因每次開(kāi)機(jī)前盤(pán)車(chē)正常，經(jīng)分析可能為水阻柜阻值變大。隨后用伏安法對(duì)水阻柜阻值進(jìn)行測(cè)量，發(fā)現(xiàn)阻值和計(jì)算阻值存在很大偏差。造成了啟動(dòng)時(shí)啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩偏小，啟動(dòng)電流長(zhǎng)時(shí)間降不到額定電流以下從而跳閘。找到問(wèn)題所在后，對(duì)水阻柜阻值進(jìn)行相應(yīng)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(jìn)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(cè)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(jì)算阻值范圍內(nèi)，再把啟動(dòng)時(shí)間改為25S。之后在氧透開(kāi)機(jī)時(shí)，效果顯著，一次啟動(dòng)成功。因氧透啟動(dòng)后連續(xù)運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)，一般連續(xù)運(yùn)行一年往上，在后來(lái)的每次停機(jī)中，復(fù)查阻值作為一項(xiàng)維保工作，發(fā)現(xiàn)異常進(jìn)行調(diào)整，再也未出現(xiàn)過(guò)需啟動(dòng)兩次才能正常運(yùn)行的情況。

　　4.運(yùn)行操作方面

　?。?）該氧透機(jī)組設(shè)計(jì)氣量10000Nm3/h，當(dāng)后系統(tǒng)用氣量減小需減負(fù)荷時(shí)，可關(guān)小進(jìn)口導(dǎo)葉。經(jīng)與制造商聯(lián)系，提供了機(jī)組實(shí)際運(yùn)行參數(shù)，最終定為導(dǎo)葉最小開(kāi)度DCS上是25%，對(duì)應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)約40%，運(yùn)行氣量9000Nm3/h，保證機(jī)組不進(jìn)入喘振區(qū)。氧透因其壓縮介質(zhì)的特殊性，安全運(yùn)行放在第一位，其次再考慮節(jié)能。氧透高壓旁通閥V3303大開(kāi)度只能用于開(kāi)停機(jī)時(shí)使用，平時(shí)只作微量調(diào)節(jié)，不適用于正常運(yùn)行階段大開(kāi)度長(zhǎng)時(shí)間使用，避免旁通閥前后管道振動(dòng)偏大。將減負(fù)荷操作、高壓旁通閥操作都編入設(shè)備操作規(guī)程，嚴(yán)格遵守廠(chǎng)家的通知。

　?。?）氧透壓縮介質(zhì)是空分裝置出來(lái)的低壓氧氣，本身不含水分，但一二級(jí)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(zhǎng)期運(yùn)行，中間冷卻器銅換熱管有串漏的可能，冷卻水會(huì)進(jìn)入氣側(cè)被帶入主機(jī)。因此規(guī)定每次開(kāi)機(jī)前先打開(kāi)五臺(tái)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(diǎn)儀進(jìn)行在線(xiàn)檢測(cè)送氣管道中氧氣露點(diǎn)，以便發(fā)現(xiàn)換熱器串漏能及時(shí)停機(jī)處理。

　　在氧透連續(xù)運(yùn)行十年后的2021年秋天，出現(xiàn)該露點(diǎn)異常上升現(xiàn)象，于是開(kāi)啟另一套空分裝置的備用活塞機(jī)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?xún)啥算~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(kāi)高低壓缸上蓋，檢查機(jī)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(jī)組恢復(fù)運(yùn)行，并采購(gòu)五臺(tái)冷卻器芯子，于2022年春季全部更換上新的芯子。

　　三、結(jié)束語(yǔ)

　　氧透運(yùn)行穩(wěn)定，自動(dòng)化程度高，操作簡(jiǎn)單、方便，但由于氧氣的強(qiáng)氧化作用，作為一種危險(xiǎn)性氣體，尤其在高純度、高壓力、高流速的壓縮機(jī)中，人身和設(shè)備安全運(yùn)行必須放在首位。供應(yīng)商在設(shè)計(jì)、制造、安裝、運(yùn)行都采取了必要的防范措施，作為最終用戶(hù)，我們制氧廠(chǎng)工作人員要嚴(yán)格遵照杭氧的技術(shù)規(guī)范和規(guī)定程序及使用維護(hù)說(shuō)明書(shū)等進(jìn)行各項(xiàng)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(jī)期間須做好各項(xiàng)維保工作，如檢查各氣體過(guò)濾器和管道膨脹節(jié)、更換油箱潤(rùn)滑油和油濾芯，各換熱器清洗、電機(jī)潤(rùn)滑、調(diào)試各氣動(dòng)閥、試驗(yàn)各項(xiàng)聯(lián)鎖等，由于其在安全性和可靠性的特殊要求，機(jī)組的檢修工作必須引起足夠的重視，需邀請(qǐng)專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)或直接委托專(zhuān)業(yè)制造廠(chǎng)按照說(shuō)明書(shū)要求進(jìn)行。