【壓縮機網】引言
目前,煉油廠最常使用的離心式壓縮機機型有筒型、水平剖分型、軸流型。絕大部分筒型及軸流型壓縮機為1段壓縮,水平剖分型多為2段壓縮或3段壓縮。為防止出口溫度過高,避免造成壓縮機耗功上升后果,介質經每段壓縮后都要進中間冷卻器冷卻一次。
1、離心式壓縮機的相關工作原理
1.1壓縮機的種類
工業行業經常使用的壓縮機根據工作原理,可具體歸納為離心式和容積式壓縮機兩種。離心式壓縮機按照壓力等級由低到高又分為離心式通風機、離心式鼓風機、離心式壓縮機。離心式通風機壓力等級較低,應用廣泛,比較普遍。離心式鼓風機又稱為軸流式風機,多應用于冶金冶煉行業,在煉油廠內主要應用為重油催化裝置主風機。離心式壓縮機又稱為透平式壓縮機,是煉油廠內應用最多的一種壓縮機。
1.2壓縮機的結構
離心式壓縮機由兩部分構成:①包括葉輪和軸的轉子;②定子。定子的構成部分較為復雜,一般包括氣缸、進氣管、排氣管和擴壓器裝置。轉子與定子之間軸端密封形式一般為梳齒式和機械式,主要根據輸送介質性質選擇。
1.3壓縮機的工作原理
壓縮機在工作過程中,首先氣體隨著壓縮機葉輪的旋轉受離心力作用的影響,進入擴壓器內甩出。此過程,氣體不斷循環進入甩出,同時氣體隨著葉輪的旋轉不斷被壓縮并保持持續流通。由于壓縮機的不利條件,長時間的工作會出現一系列故障。為應對各類故障,進行故障分析是關鍵。
2、離心式壓縮機常見故障分析及解決辦法
2.1離心壓縮機振動過大
輕微的振動是離心壓縮機正常工作的表現之一,離心式壓縮機振動過大一部分原因可能是壓縮機內部出現機械故障,另外一部分原因可能為生產工藝波動導致。
2.1.1機械原因
(1)機組不對中。重新校核對中,消除管道外力影響的同時,考慮進行熱態對中檢查。
(2)轉子動不平衡。在工作轉數區間內重新校核動平衡,必要時選用G1.0級精度等級。如果為撓性轉子,要合理避開臨界轉速,以免對轉子造成損壞。在考慮轉子動不平衡的同時,應一并考慮聯軸器及機械密封的動平衡情況,必要時隨轉子同時校核。
(3)轉子熱彎曲。造成轉子彎曲的主要原因為壓縮機停機后沒有繼續盤車,沒有讓轉子充分冷卻。出現該問題最好將轉子返壓縮機制造廠處理。
(4)轉子葉輪開裂、松動。當出現此問題時,如果是新壓縮機,首先考慮加工制造質量問題;其次考慮輸送介質成分是否對主軸、葉輪材質有腐蝕,例如輸送氫氣介質時是否有含硫介質的進入,加劇轉子的氫脆腐蝕。
(5)軸承問題。主要檢查軸承間隙與軸承接觸情況。其中,檢查軸承接觸情況時,不僅檢查主軸與軸承接觸情況,也應檢查軸承體與軸承箱的接觸情況。油膜渦動主要原因也是軸承結構不合理導致,應聯系壓縮機生產廠解決。
(6)動、靜部件摩擦,地腳螺栓松動。該問題主要出現在新壓縮機安裝時。出現該問題后,應調整壓縮機本體同心度,保證動靜部件最小配合間隙,緊固地腳螺栓。
(7)軸頸測振部位機械跳動或電跳動過大。通過研磨手段消除軸頸部位機械跳動及電跳動誤差,加強壓縮機檢修時軸頸的保護。
(8)潤滑油油溫、油壓不正常。檢查潤滑油各注入點是否通暢,保證各潤滑點的潤滑油注入量。定期檢查油冷卻器,避免潤滑油溫度過高,影響潤滑效果及油膜剛度。
(9)管道應力。新機體安裝時要考慮消除管道熱應力,避免讓壓縮機管口承受過大的管道熱應力。
2.1.2生產工藝原因
(1)喘振。出現該問題,應立即調整防喘振閥門開度,先使壓縮機回到正常運行狀態。然后通過調取運行參數,分析喘振原因。如果在生產工藝正常,且壓縮機工作點在正常工作區間內的情況下,壓縮機出現喘振,則應與壓縮機設計者、壓縮機控制系統設計者共同探討重新標定防喘振曲線。
(2)輸送氣體帶液、氣流激振。離心式壓縮機主要為輸送氣體的設備,如果出現帶液及氣流激振情況,對壓縮機傷害非常大,應及時調整生產工藝,極力避免該現象出現。
2.2溫度過高
離心壓縮機溫度過高故障包含軸承溫度高、排氣溫度高。離心壓縮機在正常工作情況下,溫度處于穩定均衡狀態。當壓縮機機體內部進水或者排氣堵塞,機體內排氣溫度會急劇升高。在這種狀態下大多數機器必須立即停機,否則會造成機體損傷。
2.2.1軸承溫度過高的原因
(1)潤滑油。潤滑油冷后溫度過高,對軸承冷卻效果不好。潤滑油注入或回流不通暢,注入壓力低,油中含水、含雜質、乳化等原因均會造成軸承溫度上漲。
(2)軸承問題。軸承磨損,軸承間隙改變,接觸不良,均會導致潤滑效果不理想。
(3)壓縮機載荷變化。載荷變化主要體現在軸位移及推力軸承溫度變化。載荷過大,導致推力盤與推力軸承間隙過小,潤滑油進入量少,導致軸承溫度升高。
(4)測溫探頭安裝位置。如果軸承測溫采用埋入式測溫元件,出現軸承溫度高現象,應考慮探頭埋入位置是否距離軸瓦表面太近,或者探頭埋入孔加工精度存在問題。
2.2.2排氣溫度高的原因
主要考慮是否存在氣路堵塞,流通不暢;環境溫度高,中冷器冷卻效果不夠理想。排氣溫度的高低應盡量考慮相對值的變化,而不是絕對值。
2.3軸位移減小或增大
離心壓縮機軸位移變化是以輸送介質組成變化為主要原因,包括流量的變化、密度的變化,在功耗上可以很明顯的體現出來。還有容易被忽略的一點是機組劇烈振動后,軸位移發生變化的情況。一旦發生這種情況,就要考慮是否機體內部在振動發生時,級間密封、軸端磨損,進而影響轉子軸向力,最終導致軸位移的變化。
2.4效率下降
轉子是影響離心壓縮機效率的重要部件,在振動頻率較大的過程中,壓縮機負荷也隨之增大。更甚者,轉子及缸體流道有時會因生產工藝波動而產生結垢現象,影響轉子的轉速及工作效率,在一定程度上影響離心壓縮機內部的正常運轉。
3、結束語
壓縮機是煉油廠運行過程中必不可少的重要機體。離心式壓縮機在運轉中經常由于自身及外部情況出現停機狀態。產生停機狀態的原因一般是機體內部造成阻塞、轉子出現問題以及自身材料質量問題。針對這些問題,為更好地促進機體良性運轉,需采取措施來改善上述狀態。通常情況下,及時清理機體內部及進行設備的維護保養是必不可少的措施。
參考文獻
[1]祁金青,王莉,李旭昆.離心式壓縮機振動故障發生的原因及相應處理建議研究[J].化工管理,2015(29):109.
[2]周昆寧.離心式壓縮機運行中故障與檢修分析[J].中國新技術新產品,2012(23):135-136.
作者簡介
周富俊,男,1973年,甘肅景泰人,大學本科,工程師。工作單位:蘭州石化公司公用工程一部。1997年7月參加工作,一直從事離心壓縮機運行維護工作。
【壓縮機網】引言
目前,煉油廠最常使用的離心式壓縮機機型有筒型、水平剖分型、軸流型。絕大部分筒型及軸流型壓縮機為1段壓縮,水平剖分型多為2段壓縮或3段壓縮。為防止出口溫度過高,避免造成壓縮機耗功上升后果,介質經每段壓縮后都要進中間冷卻器冷卻一次。
1、離心式壓縮機的相關工作原理
1.1壓縮機的種類
工業行業經常使用的壓縮機根據工作原理,可具體歸納為離心式和容積式壓縮機兩種。離心式壓縮機按照壓力等級由低到高又分為離心式通風機、離心式鼓風機、離心式壓縮機。離心式通風機壓力等級較低,應用廣泛,比較普遍。離心式鼓風機又稱為軸流式風機,多應用于冶金冶煉行業,在煉油廠內主要應用為重油催化裝置主風機。離心式壓縮機又稱為透平式壓縮機,是煉油廠內應用最多的一種壓縮機。
1.2壓縮機的結構
離心式壓縮機由兩部分構成:①包括葉輪和軸的轉子;②定子。定子的構成部分較為復雜,一般包括氣缸、進氣管、排氣管和擴壓器裝置。轉子與定子之間軸端密封形式一般為梳齒式和機械式,主要根據輸送介質性質選擇。
1.3壓縮機的工作原理
壓縮機在工作過程中,首先氣體隨著壓縮機葉輪的旋轉受離心力作用的影響,進入擴壓器內甩出。此過程,氣體不斷循環進入甩出,同時氣體隨著葉輪的旋轉不斷被壓縮并保持持續流通。由于壓縮機的不利條件,長時間的工作會出現一系列故障。為應對各類故障,進行故障分析是關鍵。
2、離心式壓縮機常見故障分析及解決辦法
2.1離心壓縮機振動過大
輕微的振動是離心壓縮機正常工作的表現之一,離心式壓縮機振動過大一部分原因可能是壓縮機內部出現機械故障,另外一部分原因可能為生產工藝波動導致。
2.1.1機械原因
(1)機組不對中。重新校核對中,消除管道外力影響的同時,考慮進行熱態對中檢查。
(2)轉子動不平衡。在工作轉數區間內重新校核動平衡,必要時選用G1.0級精度等級。如果為撓性轉子,要合理避開臨界轉速,以免對轉子造成損壞。在考慮轉子動不平衡的同時,應一并考慮聯軸器及機械密封的動平衡情況,必要時隨轉子同時校核。
(3)轉子熱彎曲。造成轉子彎曲的主要原因為壓縮機停機后沒有繼續盤車,沒有讓轉子充分冷卻。出現該問題最好將轉子返壓縮機制造廠處理。
(4)轉子葉輪開裂、松動。當出現此問題時,如果是新壓縮機,首先考慮加工制造質量問題;其次考慮輸送介質成分是否對主軸、葉輪材質有腐蝕,例如輸送氫氣介質時是否有含硫介質的進入,加劇轉子的氫脆腐蝕。
(5)軸承問題。主要檢查軸承間隙與軸承接觸情況。其中,檢查軸承接觸情況時,不僅檢查主軸與軸承接觸情況,也應檢查軸承體與軸承箱的接觸情況。油膜渦動主要原因也是軸承結構不合理導致,應聯系壓縮機生產廠解決。
(6)動、靜部件摩擦,地腳螺栓松動。該問題主要出現在新壓縮機安裝時。出現該問題后,應調整壓縮機本體同心度,保證動靜部件最小配合間隙,緊固地腳螺栓。
(7)軸頸測振部位機械跳動或電跳動過大。通過研磨手段消除軸頸部位機械跳動及電跳動誤差,加強壓縮機檢修時軸頸的保護。
(8)潤滑油油溫、油壓不正常。檢查潤滑油各注入點是否通暢,保證各潤滑點的潤滑油注入量。定期檢查油冷卻器,避免潤滑油溫度過高,影響潤滑效果及油膜剛度。
(9)管道應力。新機體安裝時要考慮消除管道熱應力,避免讓壓縮機管口承受過大的管道熱應力。
2.1.2生產工藝原因
(1)喘振。出現該問題,應立即調整防喘振閥門開度,先使壓縮機回到正常運行狀態。然后通過調取運行參數,分析喘振原因。如果在生產工藝正常,且壓縮機工作點在正常工作區間內的情況下,壓縮機出現喘振,則應與壓縮機設計者、壓縮機控制系統設計者共同探討重新標定防喘振曲線。
(2)輸送氣體帶液、氣流激振。離心式壓縮機主要為輸送氣體的設備,如果出現帶液及氣流激振情況,對壓縮機傷害非常大,應及時調整生產工藝,極力避免該現象出現。
2.2溫度過高
離心壓縮機溫度過高故障包含軸承溫度高、排氣溫度高。離心壓縮機在正常工作情況下,溫度處于穩定均衡狀態。當壓縮機機體內部進水或者排氣堵塞,機體內排氣溫度會急劇升高。在這種狀態下大多數機器必須立即停機,否則會造成機體損傷。
2.2.1軸承溫度過高的原因
(1)潤滑油。潤滑油冷后溫度過高,對軸承冷卻效果不好。潤滑油注入或回流不通暢,注入壓力低,油中含水、含雜質、乳化等原因均會造成軸承溫度上漲。
(2)軸承問題。軸承磨損,軸承間隙改變,接觸不良,均會導致潤滑效果不理想。
(3)壓縮機載荷變化。載荷變化主要體現在軸位移及推力軸承溫度變化。載荷過大,導致推力盤與推力軸承間隙過小,潤滑油進入量少,導致軸承溫度升高。
(4)測溫探頭安裝位置。如果軸承測溫采用埋入式測溫元件,出現軸承溫度高現象,應考慮探頭埋入位置是否距離軸瓦表面太近,或者探頭埋入孔加工精度存在問題。
2.2.2排氣溫度高的原因
主要考慮是否存在氣路堵塞,流通不暢;環境溫度高,中冷器冷卻效果不夠理想。排氣溫度的高低應盡量考慮相對值的變化,而不是絕對值。
2.3軸位移減小或增大
離心壓縮機軸位移變化是以輸送介質組成變化為主要原因,包括流量的變化、密度的變化,在功耗上可以很明顯的體現出來。還有容易被忽略的一點是機組劇烈振動后,軸位移發生變化的情況。一旦發生這種情況,就要考慮是否機體內部在振動發生時,級間密封、軸端磨損,進而影響轉子軸向力,最終導致軸位移的變化。
2.4效率下降
轉子是影響離心壓縮機效率的重要部件,在振動頻率較大的過程中,壓縮機負荷也隨之增大。更甚者,轉子及缸體流道有時會因生產工藝波動而產生結垢現象,影響轉子的轉速及工作效率,在一定程度上影響離心壓縮機內部的正常運轉。
3、結束語
壓縮機是煉油廠運行過程中必不可少的重要機體。離心式壓縮機在運轉中經常由于自身及外部情況出現停機狀態。產生停機狀態的原因一般是機體內部造成阻塞、轉子出現問題以及自身材料質量問題。針對這些問題,為更好地促進機體良性運轉,需采取措施來改善上述狀態。通常情況下,及時清理機體內部及進行設備的維護保養是必不可少的措施。
參考文獻
[1]祁金青,王莉,李旭昆.離心式壓縮機振動故障發生的原因及相應處理建議研究[J].化工管理,2015(29):109.
[2]周昆寧.離心式壓縮機運行中故障與檢修分析[J].中國新技術新產品,2012(23):135-136.
作者簡介
周富俊,男,1973年,甘肅景泰人,大學本科,工程師。工作單位:蘭州石化公司公用工程一部。1997年7月參加工作,一直從事離心壓縮機運行維護工作。


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