简析操作离心式压缩机组

2022-10-13张学衡曹志敏

低温与特气 2022年4期

于良，张学衡，曹志敏

(中昊光明化工研究设计院有限公司，辽宁大连 116031)

1 前言

随着我国工业发展越来越快，生产设备更新迭代越加迅速，大型机组的运行已经由控制系统代替人员操作。但机组的第一步开车仍然需要操作人员去执行，而离心式压缩机这类大型机组设备是化工生产系统的心脏，若出现故障将对化工生产造成严重影响。因此，规范操作方式、认真学习正确开启大型机组的方法显得尤为重要。本文介绍了离心式压缩机组的使用方法及系统开车操作方式。

2 离心式压缩机工作原理

离心式压缩机的做功方式是气体被吸入室吸入，并通过转子对气体进行做功，以增加气体压力、速度和温度，气体进入扩散器以降低速度并进一步增加压力，最后一级的高压气体通过离心室和出口管排出，其中的弯曲回流装置主要作用是引导气体流向下一级继续压缩。由于压缩过程中气体温度升高，气体在高温下压缩时能耗会急剧增加。为降低压缩能耗，高压离心压缩机在压缩过程中采用中冷器降温。也就是说，来自中间级出口的压缩气体不直接进入下一级，而是被引入蜗轮室和出口管外进行冷却，冷却后的低温气体通过吸入室进入下一个压缩级。离心式压缩机由许多零件组成，根据其功能组成不同，分为转子和机架部分，其中压缩机的旋转部件为转子，非旋转部件和组件为机架[1]。

3 离心式压缩机正常开停车及操作注意事项

3.1 离心式压缩机组正常工况启动

离心式压缩机组是由汽轮机与压缩机共同组成的一套设备组。

离心式压缩机组在启动前应在离心式压缩机出口进行放空处理，保持系统处于微正压状态。等工艺反应结束后，把整个系统串在一起并继续补充氮气进行系统置换。然后将系统充压气密，待合格后做好开车准备。

首先进行蒸汽暖管，压缩机冲转至1500 r/min，需要在此转速下暖机20 min以上。全面检查汽轮机的声音、振动、轴位移、油温、油压、缸体膨胀等参数，若发现异常，立即停车，待查清原因处理合格后方可重新启动。

待一阶暖机达到时间后进入二阶暖机。压缩机速率以300 r/min升至3000 r/min，需要在此转速下再暖机20 min以上，检查并记录各运行参数。

待二阶暖机达到时间后进入机组加速阶段，压缩机速率先以300 r/min升至3500 r/min，再以300 r/min的升速速率通过临界转速升速至4800 r/min，然后以600 r/min升速至8609 r/min。在此转速下持续暖机20 min以上，检查并记录各运行参数。

当转速达到8609 r/min保持正常运转约30 min后，各疏水阀全部关闭，暖至汽轮机蒸汽切断阀前。同时建立真空，轴封系统也要进行暖管。

复水系统投用，并确认复水泵流程的运行。关上外送调节阀的前后手动截止阀，切换到复水系统的自循环，给复水系统上水，注意观察复水器的液位。

此时抽真空系统投用，汽轮机轴封蒸汽暖至汽轮机压力调节阀前，打开压缩机蒸汽切断阀，暖管至汽轮机消音器，消音器过热后暖至速关阀前蒸汽导淋阀门，并可以切换到自动控制，等待随时开车。

工艺侧待气密合格且能保住压力后方可启动压缩机。开车后为氮气工况，待氧含量稳定后需要切至短循环，引工艺气进行置换。当复水器液位稳定之后尽快切换建立长循环。

3.2 操作离心式压缩机重点注意事项

在投用压缩机附属系统时，一定要注意参数是否正常。当复水泵在自循环的时候，发现热井液位保不住且外送，手动截止阀处于关闭状态，此时因为还没有开车，水封阀一直向外排水，且没有补充的新水。这时需要在开车前微开热井上水手动阀，待压缩机运行稳定后再打到全开状态。若复水器下方热井液位计没有液位，需要进行排气处理，直到保持住热井液位在满量程的70%～80%，否则就需要进行维修。

在此过程中还需要注意喷淋的流程，这是日常工作中经常被忽略的地方，因为冬天防冻凝的时候此处有加装盲板。在离心式压缩机暖机的过程中排气温度会非常高，为防止高温跳车，必须时刻注意确认蒸汽暖管的温度。一般要观察汽轮机速关阀前导淋的温度，此处的流动蒸汽状态较为稳定，比速关阀前的测量更为准确。另外汽轮机缸体排凝线要全部打开，避免缸体带液。

再者就是二次油的问题，在多次检修中，验证了二次油如果出现状况会造成机组的运行波动，这也是在操作中解决问题的思路。

开车后，按照升速曲线进行升速，要求达到预定转速后再停顶轴油泵。在第二次冲转稳定后，缸体排凝就可以关闭。当达到最小可调转速后，关闭现场放空阀，迅速提升转数，通过汽轮机防喘阀调节裕度。

运行过程中氧含量一直居高不下，在停车的时候可以忽略。但开车后若氧含量还是偏高就要引起重视，需要查整个系统的漏点。按照以往经验，在防喘阀位置、静态混合器位置和膨胀节吹扫导淋处等容易出现系统漏点[2]。

图1 压缩机暖机防喘曲线图

4 不正常现象和事故处理

4.1 机组紧急停车

当压缩机组出现事故紧急停车时，不允许立即对机组动手盘车，应在转子静止的位置作出记号。待油系统正常后，先将转子盘旋转180°后静待一段时间，待转子调直后再根据具体情况进行盘车及其它处理。

4.2 压缩机发生喘振现象

压缩机发生喘振时应立即开大防喘振阀，并根据喘振原因做出相应调整。若工艺气/N2比值偏高造成气体分子量降低而引起喘振，应调整工艺气/N2比至3∶1。若吸气压力降低造成喘振则是吸气过滤器发生堵塞，应立即进行吸气管线清扫。

若由于中冷器冷却水流动不畅或水温过高而造成换热效果降低，应及时处理。

蒸汽参数骤降导致机组转速下降，应及时调节。系统加减负荷时，汽轮机蒸汽量调解不当会造成升压速度大于升速速度或降速速度大于降压速度，此时是调速器故障造成的转速下降，应进行检查处理。

4.3 真空度下降

当机组真空度下降则需要降低负荷，开启开车抽负器并及时查找原因给予处理。若中冷器液位升高，应检查冷凝液泵的运行情况，必要时换泵检查液位调节器的功能和调节阀动作情况。若空气窜入真空系统，应检查汽轮机轴封供汽压力，若轴封压力低，则会造成空气漏入真空系统。同时检查安全阀密封水流动情况，防止因水封中断出现漏气。确保真空系统的设备、管线无漏气情况。

4.4 汽轮机的水冲击

若进气温度急剧下降，蒸汽带水造成水冲击的表现为：机组振动加剧，轴封排气为白色或测出水滴，蒸汽管内有水击声，转子轴向位移增大，表冷器真空度下降，推力轴瓦温度及回油温度升高。确认发生水冲击时，应采取如下措施：紧急停机迅速破坏真空，打开气缸及蒸汽管线上的疏水阀进行疏水，记录转子的惰走时间，并在惰走时仔细倾听机内有无异声，以判定内部有无损坏。