简述离心式空气压缩机平稳运行的措施

简述离心式空气压缩机平稳运行的措施

骆静蓉  ,李刚  ,柴树勇

兰州石化公司公用工程一部供水与空分区域   甘肃兰州   730000

摘要：通过对润滑油温度高低、叶轮结垢、中冷器堵塞对压缩机的影响，并结合生产中采取的行之有效的控制方法，得出只要严格控制好机组油温，中冷器温度，定期清洗叶轮和中冷器，管理好中冷器疏水器，就能够有效保证机组平稳运行。

关键词：压缩机；油温；风温；叶轮结垢；平稳运行

引言：

公用工程一部供水与空分区域是公司炼油系统的压缩空气和氮气供应中心，是动力系统的重要组成部分。第一空压站及制氮装置主要设备是大型离心式空气压缩机组，因此机组能否平稳运行直接关系到压缩空气和氮气系统安全。本文从机组关键润滑油温度、机间风温、叶轮结垢和中间冷却器堵塞等方面入手，探索保证压缩机安全运行的控制手段。

1.润滑油温超标对压缩机影响

我们常用的离心式压缩机是一种高速运转的设备，为保证机组安全运行，在机组轴瓦和变速齿轮等处必须使用润滑油进行润滑，因此润滑油的温度高低对机组运行状况起着决定性的作用。

润滑油温过低一般发生在压缩机开机前, 由于压缩机停用，导致润滑油温度低，因此开机前必须将机组润滑油温加热到30℃以上，否则开机后容易加大机组传动部位的摩擦,使设备得不到充分润滑,给设备造成危害。润滑油温过低主要发生在冬季, 可采用的方法主要有: 加强厂房的密封和采暖保温, 同时在室内可关闭油冷却器循环水阀门, 保持润滑油温在30℃以上。

机组润滑油温过高是另一个影响机组运行的因素。机组润滑油温过高主要发生在机组运行过程中，以我们目前所用的英格索兰机组为例，它的润滑油温度要求控制在40℃-45℃之间，高于49℃会造成润滑油油质变差, 润滑油起不到润滑效果, 这样会加大设备的磨损。导致油温过高的因素较多, 且主要发生在夏季,其中主要因素有: 气温过高； 循环冷却水的温度较高或油冷却器堵塞；油冷却器效率低等。可采取以下方法降低润滑油温:夏季循环冷却水的水温居高不下, 使油冷却器的效果不佳, 油温升高。应及时采取降温措施, 降低循环水温或增大循环水量。目前我们已对机组原有油冷却器进行了改造，用板式换热器代替原有管束式换热器，有效提高了油冷器换热效率；常油冷却器堵塞也是油温升高的原因之一, 因此应定期检查冷却器的使用效果，发现油冷却器堵塞时应及时清理,保持油冷却器的畅通,保证油冷却器的冷却效果和设备的正常运行。

2. 中间冷却器温度对机组运行的影响

中间冷却器有“压缩机之肺”的形象比喻，它的冷却效果和可靠性直接影响压缩机的整体效率。中间冷却器是用于冷却多级压缩机中级与级之间的压缩空气或气体使温度降低的器件。中间冷却器通过降低进入下一级压缩空气温度达到降低压缩功率以有助于增加效率。在离心式空气压缩机中 ,中冷器的冷却效果不好可能会引起某一级叶轮进入喘振工作区 ,从而导致整个机组喘振。对于我们所用的压缩机，影响中间冷却器效果的原因有：

① 循环水量不足。空气的热量不足以被冷却水带走，造成气温升高。在运行中一般通过检测冷却水温度和控制循环水量来保证换热效果。

② 循环水温度太高。循环水温高使水、气之间温差缩小，传热冷却效果差，同样的冷却水量，使气体冷却后温度仍然很高。

③ 冷却水管内水垢多或被泥沙、有机质堵塞，以及冷却器气测冷却后有水分析出，未能及时排出，这都会影响传热工况，影响冷却效果。冷却效果不好，使进入下一级的气温升高，影响下一级的性能曲线，使其出口压力和流量都降低。

3.空气压缩机叶轮结垢对压缩机的影响

在对压缩机运行的监控中，我们发现对压缩机运行产生影响的另一重大问题就是压缩机的振动。从运行维护角度来说，造成机组轴振动高的原因主要是机组叶轮结垢造成的机组转子动平衡被破坏，尤其兰州地处西北部沙尘较多的地区，机组叶轮结垢就更应该值得重视。

3.1 叶轮表面结垢对压缩机的影响

叶轮表面结垢是一种常见现象,特别是入口过滤器长时间使用以后,机组叶轮结垢会造成机组动平衡破坏，振动上升的速度相对较快。在解决这一问题上，我们曾采取了很多措施，最终通过反复论证归纳如下：

① 每一年定期清洗机组叶轮和扩压器，以消除机组叶轮结垢；

② 由于大气质量差,粉尘含量高等问题,我们提高了压缩机的过滤器滤芯的过滤精度；

③ 对入口过滤器压差加强观察,当过滤器压差＞650Pa时及时更换过滤筒；

④ 消除气体短路,对入口过滤器到一级叶轮部位的管道和外露部位加强了密封，以及按检修规程安装过滤器,注意过滤器本身的密封。

    通过以上措施，我们目前在工艺方面能够有效的控制机组轴振动在控制范围内。

3.2 减少对叶轮磨损的方法

在机组检修时,我们发现在叶轮的叶片根部常有磨损的现象,有时磨损还比较严重，这说明在气体压缩过程中有冷凝水进入了下一级叶轮中。为了减少叶轮的磨损，我们采取了如下措施：

　  ① 给每个中间冷却器都增加了电子疏水器，确保冷凝水能及时快速排出。同时还将连接中间冷却器疏水器的旁通阀保持一定的开度，以避免中间冷却器内部积水进入下一级；

② 控制机组中间冷却器出口风温度大于30℃，防止过多的冷凝水析出；

③ 将各级的进口铸铁管道内部进行防腐处理,避免管道产生铁锈。

通过以上措施，我们目前能够最大限度地减少冷凝水对叶轮的磨损，同时也提高了机组运行的安全性，减少了机组检修维护次数，做到了机组长周期运行。

4.中冷器堵塞对压缩机的影响以及原因分析

对于中冷器堵塞，我们经过认真分析后发现循环水质差是主要原因。循环水质差导致水管和冷却器芯子中沉积有大量的污泥及油污，有时凉水塔填料破损进入循环水管线甚至会直接堵塞冷却器芯子，从而造成流水不畅，导致各级排气温度急剧升高。特别是到了夏天，由于环境温度的升高，这种情况还会加剧，大大超过了空压机的正常温度值，对安全生产带来极大的隐患，也对空压机的性能造成损伤。对于英格索兰压缩机来说，最突出的现象是机组一、二级出口温度偏高。为了保证生产正常，在2010年6月我们分别对中冷器进行了清洗，通过空气压缩机正常运转，验证了此次清洗工作效果非常的明显，为今后安全度夏打下了坚实的基础。

5.结论：

本文从机组润滑油温度超标、中间冷却器温度、压缩机叶轮结垢和中间冷却器堵塞四个方面对压缩机的影响入手，结合装置机组实际，通过对机组油温高低、中冷器温度、环境温度、叶轮结垢和中间冷却器堵塞等影响机组长周期运行的因素进行分析，得出要将油温控制在45℃-49℃之间；中冷器的温度控制在30℃-38℃之间为宜；通过采取通风措施将压缩机运行环境温度控制在40℃以下；安装中冷器电子疏水器，每年定期清洗叶轮减少叶轮结垢；同时定期清洗中冷器以保证机组中间温度。通过以上手段能够有效保证设备良好运行的基本工艺条件，预计在以后长周期运行中，每年检维修次数将减少到1次即常规检修，同时在很大程度上减少了人工维护工作量。虽然从目前看产生的经济效益不是很大，但由此基本解决了制约大机组长周期运行的重要因素，杜绝了因工艺条件超限造成的设备停车，确保了炼油系统各生产装置压缩空气的平稳供应， 从安全保供方面产生的经济效益将不可估量。

参考文献:

1 　[美]威廉，迪莫普朗等著， 压缩机指南[M] ，北京:烃加工出版社，1988.01，118～141

2 　王志清，离心式压缩机的调节与保护[M]1， 北京:机械工业出版社，1983.01，95～115

3   北京钢铁学院制氧教研组编，制氧工问答，冶金工业金出版社，1978.10，157