張昌會(huì) ，馮小梅 ，杜歡樂 ，李建偉

(1.河南神馬尼龍化工有限責(zé)任公司，河南平頂山 467000;2.黃河水文勘察測(cè)繪局，河南鄭州 450003)

硝酸生產(chǎn)裝置中壓縮機(jī)處于中心位置，原因有三個(gè):①壓縮機(jī)是硝酸裝置的動(dòng)力中心，我們只有通過壓縮機(jī)源源不斷的向工藝系統(tǒng)供應(yīng)壓縮空氣，整個(gè)裝置才能進(jìn)行動(dòng)力、熱力循環(huán)，為工藝系統(tǒng)提供反應(yīng)空氣;②硝酸裝置壓縮機(jī)組屬于大型機(jī)組，沒有備用設(shè)備，它的運(yùn)行情況好壞，直接決定硝酸裝置生產(chǎn)能力，所以必須做好硝酸壓縮機(jī)的計(jì)劃?rùn)z修工作;③硝酸壓縮機(jī)造價(jià)高，檢修費(fèi)用高，檢修周期長(zhǎng)，所以壓縮機(jī)的運(yùn)行維護(hù)特別重要。

針對(duì)壓縮機(jī)在硝酸生產(chǎn)裝置中所處位置的重要性，我們應(yīng)加強(qiáng)對(duì)壓縮機(jī)日常運(yùn)行的維護(hù)管理工作，做到及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，解決問題。

1 壓縮機(jī)出現(xiàn)的問題及采取措施

我公司硝酸裝置，自己有一臺(tái)大型離心式空氣壓縮機(jī)，該壓縮機(jī)是由英格索蘭設(shè)計(jì)生產(chǎn)的，設(shè)計(jì)打氣量為18 400 Nm3/h，打氣壓力為1.203 MPa。該壓縮機(jī)在生產(chǎn)運(yùn)行中，會(huì)出現(xiàn)壓縮機(jī)打氣量不足、打氣壓力達(dá)不到工藝設(shè)計(jì)要求指標(biāo)的現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了硝酸產(chǎn)能。

為了解決硝酸裝置壓縮機(jī)打氣量不足的問題，我廠于2005年5月對(duì)該壓縮機(jī)進(jìn)行一次大修，在檢修過程中，我們發(fā)現(xiàn)如下問題:①壓縮機(jī)中冷器后邊的流道內(nèi)壁鐵銹嚴(yán)重起皮、脫落，在隨后的表面清理中，清理出大量鐵銹。②壓縮機(jī)第二、第三、第四級(jí)擴(kuò)壓器導(dǎo)向葉片不同程度受到損傷，特別是第四級(jí)導(dǎo)葉受損傷最大，非常明顯，幾乎把導(dǎo)向葉片削成一個(gè)刀片。

經(jīng)過檢修，我們更換了受損傷嚴(yán)重的第四級(jí)擴(kuò)壓器，對(duì)壓縮機(jī)三個(gè)中冷器后邊的流道內(nèi)壁鐵銹做除銹處理，并對(duì)壓縮機(jī)流道內(nèi)壁進(jìn)行了防腐處理，此后開車，壓縮機(jī)各項(xiàng)工藝指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計(jì)要求指標(biāo)，此次檢修效果理想。

2 問題分析及總結(jié)

2010年，再次出現(xiàn)壓縮機(jī)打氣量不足問題，初步判斷壓縮機(jī)級(jí)間溫度高是主要原因，在對(duì)三個(gè)中冷器進(jìn)行化學(xué)清洗后，效果不太明顯，最后決定更換中冷器，問題得到根本解決。通過對(duì)該壓縮機(jī)兩次成功檢修，我們認(rèn)真整理了壓縮機(jī)在檢修中所反映出來的問題，分析和總結(jié)情況如下:

2.1 中冷器問題分析及指導(dǎo)意見

我廠壓縮機(jī)是一臺(tái)設(shè)計(jì)有四級(jí)壓縮級(jí)和三級(jí)中冷器的離心式空氣壓縮機(jī)，空氣在每?jī)杉?jí)壓縮級(jí)間所經(jīng)過的流程如下:空氣在第一級(jí)被壓縮后，進(jìn)入中間冷卻器，再進(jìn)入第二級(jí)壓縮級(jí)進(jìn)行下一級(jí)壓縮。

在該壓縮機(jī)中被壓縮的是空氣，其中含有一定的水分，具有一定的濕度，被壓縮空氣在流出中間冷卻器后，具有高壓低溫的條件，在此條件下空氣中的氣態(tài)水很容易凝結(jié)成為液態(tài)水，最終聚結(jié)成水滴，這些水滴被設(shè)置在壓縮機(jī)級(jí)間空氣流道內(nèi)的不銹鋼絲網(wǎng)除去，經(jīng)過級(jí)間疏水器排出壓縮機(jī)外。

由于在壓縮機(jī)流道內(nèi)有大量水分凝結(jié)，壓縮機(jī)流道內(nèi)壁又是由鑄鐵材料制成，在水分和氧氣存在條件下，壓縮機(jī)流道內(nèi)壁很容易發(fā)生氧化腐蝕，生成氧化鐵粉末，時(shí)間久遠(yuǎn)，就會(huì)出現(xiàn)壓縮機(jī)內(nèi)壁銹蝕起皮和脫落的現(xiàn)象。

壓縮機(jī)內(nèi)壁鐵銹脫落的現(xiàn)象很危險(xiǎn)，表現(xiàn)在四個(gè)方面:①脫落的鐵銹粉末在離心力作用下，會(huì)造成壓縮機(jī)各級(jí)擴(kuò)壓器導(dǎo)向葉片受到損傷，這方面的問題在壓縮機(jī)檢修過程中已經(jīng)得到驗(yàn)證;②壓縮機(jī)流道的腐蝕會(huì)導(dǎo)致壓縮機(jī)壽命嚴(yán)重縮短;③鐵銹粉塵會(huì)嚴(yán)重影響壓縮介質(zhì)質(zhì)量，鐵銹粉塵會(huì)隨壓縮空氣流到下游，會(huì)使下游鉑催化劑中毒，使硝酸裝置產(chǎn)能下降;④因?yàn)橹欣淦鹘Y(jié)構(gòu)原因，鐵銹夾雜在空氣流中，會(huì)堵塞中冷器氣側(cè)空氣通道，也會(huì)黏附在中冷器氣側(cè)內(nèi)表面，降低氣側(cè)空氣換熱效率，最終結(jié)果是降低壓縮機(jī)打氣量。

通過以上壓縮機(jī)流道內(nèi)鐵銹來源及影響分析作出總結(jié):壓縮機(jī)內(nèi)壁要及時(shí)做防腐處理，在運(yùn)行一定時(shí)間后，要及時(shí)對(duì)防腐情況進(jìn)行檢查，必要時(shí)要重新做防腐處理，比較合理的時(shí)間應(yīng)該在3～5 a之間，可以通過工藝催化劑運(yùn)行情況或者中冷器運(yùn)行情況綜合進(jìn)行判斷。

2.2 壓縮機(jī)檢修中出現(xiàn)的問題分析

根據(jù)離心壓縮機(jī)工作原理，被壓縮介質(zhì)在壓縮機(jī)葉輪上獲得高速動(dòng)能后，在離心力作用下，被甩向擴(kuò)壓器，此過程中，高速運(yùn)動(dòng)的被壓縮介質(zhì)必然會(huì)對(duì)擴(kuò)壓器導(dǎo)向葉片產(chǎn)生強(qiáng)烈沖擊作用，如果壓縮介質(zhì)是潔凈的空氣，沖擊力會(huì)很小，如果被壓縮介質(zhì)中含有硬性顆粒或者粉塵，則壓縮機(jī)擴(kuò)壓器導(dǎo)向葉片就會(huì)受到較大損傷。

對(duì)照實(shí)物，分析認(rèn)為，壓縮機(jī)第二、第三、第四級(jí)擴(kuò)壓器導(dǎo)向葉片受損傷，是因?yàn)楸粔嚎s介質(zhì)中含有的硬性顆?；蛘呋覊m強(qiáng)烈撞擊壓縮機(jī)導(dǎo)向葉片，在設(shè)計(jì)上，一、二、三、四級(jí)葉輪線速度依次增加，四級(jí)葉輪線速度最大，所以四級(jí)擴(kuò)壓器導(dǎo)向葉片受損傷也就最大。至于壓縮介質(zhì)中的硬性顆粒和灰塵來源，分析其可能性有如下兩點(diǎn):

①被壓縮介質(zhì)中含有的硬性顆粒或者灰塵是由于壓縮機(jī)進(jìn)口空氣沒被過濾，直接走短路所致，生產(chǎn)中就有這樣的經(jīng)驗(yàn)，壓縮機(jī)進(jìn)口雖然設(shè)有精度很高的空氣過濾器，但是由于檢修人員疏忽，導(dǎo)致壓縮機(jī)進(jìn)口濾芯裝不到位，濾芯密封不好，出現(xiàn)部分空氣走短路的現(xiàn)象。

②在壓縮機(jī)一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)中冷器后流道內(nèi)壁有鐵銹粉末，該鐵銹粉末隨壓縮空氣進(jìn)入流道，并隨空氣流到下一壓縮級(jí)，這也是壓縮介質(zhì)中硬性顆粒的一個(gè)主要來源。

通過以上導(dǎo)致壓縮機(jī)各級(jí)導(dǎo)向葉片受損傷的原因分析，以及硬性顆粒來源分析，總結(jié)認(rèn)為，被壓縮介質(zhì)必須在進(jìn)壓縮機(jī)之前就過濾干凈，而且要避免壓縮機(jī)流道內(nèi)產(chǎn)生鐵銹粉末;壓縮機(jī)擴(kuò)壓器應(yīng)及時(shí)進(jìn)行檢查，必要時(shí)進(jìn)行擴(kuò)壓器修復(fù)，如果壓縮機(jī)擴(kuò)壓器不好判斷損傷情況，可以通過壓縮機(jī)的一些相關(guān)工藝指標(biāo)，輔助進(jìn)行判斷，如各級(jí)出口壓力指標(biāo)的變化，特別是四級(jí)出口壓力的偏低，如果低于正常指標(biāo)，應(yīng)考慮修復(fù)擴(kuò)壓器，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，壓縮機(jī)運(yùn)行4～5 a應(yīng)該考慮檢修擴(kuò)壓器導(dǎo)向葉片。

2.3 中冷器內(nèi)水側(cè)、氣側(cè)結(jié)垢的分析和處理

我廠在2010年壓縮機(jī)檢修中發(fā)現(xiàn)，中冷器水側(cè)和氣側(cè)都有較嚴(yán)重的結(jié)垢，此前，在壓縮機(jī)運(yùn)行間隙，我廠技術(shù)人員進(jìn)行過4次中冷器水側(cè)化學(xué)清洗，每次進(jìn)行化學(xué)清洗后，都會(huì)出現(xiàn)級(jí)間溫度降低現(xiàn)象，這是我們所期望的結(jié)果，但是，每次清洗后，都會(huì)出現(xiàn)這一次化學(xué)清洗后比上一次化學(xué)清洗后級(jí)間溫度出現(xiàn)上漲情況，根據(jù)這個(gè)情況，我們?cè)趯?duì)壓縮機(jī)中冷器水側(cè)進(jìn)行了4次化學(xué)清洗后，決定更換中冷器，級(jí)間溫度徹底下降，數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)如下頁表1所示。

通過統(tǒng)計(jì)表格數(shù)據(jù)，我廠技術(shù)人員結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行了分析:

壓縮機(jī)中冷器水側(cè)進(jìn)行反復(fù)化學(xué)清洗，出現(xiàn)反復(fù)結(jié)垢，說明中冷器有結(jié)垢的原因存在，具體如下:

①中冷器為銅質(zhì)換熱管，換熱效率比較高，由壓縮機(jī)一、二、三級(jí)擴(kuò)壓器出來的空氣是100℃以上的高溫氣體，這些高溫氣體經(jīng)過換熱效率極高的銅質(zhì)換熱管時(shí)，能夠快速冷卻，局部換熱面水溫可以超過50℃，循環(huán)水在超過50℃時(shí)容易在換熱器表面形成垢層，因?yàn)槿齻€(gè)中冷器殼程走的是循環(huán)水，所以容易結(jié)垢。

②循環(huán)水在換熱器內(nèi)流速慢，而且在換熱器內(nèi)有死角，水中顆粒物易沉積，導(dǎo)致中冷器易于結(jié)垢。

③循環(huán)水上水沒有設(shè)置過濾器，水里面雜質(zhì)多，加上中冷器列管換熱器列管排列緊密，導(dǎo)致中冷器因列管堵塞，致使循環(huán)水量不足，換熱效果不好。

依據(jù)表中數(shù)據(jù)，壓縮機(jī)中冷器每次化學(xué)清洗后，總比上一次化學(xué)清洗后級(jí)間溫度高，說明單純處理中冷器水側(cè)已經(jīng)不能解決問題了，原因可能是換熱器使用時(shí)間過長(zhǎng)，氣側(cè)沒有及時(shí)清洗，結(jié)垢嚴(yán)重，此時(shí)應(yīng)考慮更換中冷器。

表1 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表

依據(jù)上述分析，以及我們的檢修結(jié)果驗(yàn)證，特別提出壓縮機(jī)中冷器化學(xué)清洗及更換的超前分析預(yù)測(cè)方法:①如果中冷器進(jìn)行化學(xué)清洗后，級(jí)間溫度會(huì)出現(xiàn)較大幅度溫度降低現(xiàn)象，說明中冷器水側(cè)結(jié)垢嚴(yán)重，出現(xiàn)類似級(jí)間溫度高現(xiàn)象時(shí)，可以采用中冷器水側(cè)化學(xué)清洗的方法解決中冷器結(jié)垢問題;②每次中冷器化學(xué)清洗后，都會(huì)出現(xiàn)本次化學(xué)清洗后比上一次化學(xué)清洗后，級(jí)間溫度出現(xiàn)上漲現(xiàn)象，類似表1中四級(jí)入口溫度4次化學(xué)清洗后溫度依次是:35、37、43、46℃，依此可以判斷中冷器氣側(cè)結(jié)垢嚴(yán)重，此時(shí)應(yīng)該考慮更換中冷器。

通過對(duì)我公司壓縮機(jī)的檢修及檢修后的分析總結(jié)，我們認(rèn)為只要針對(duì)檢修中反映出的問題制定相應(yīng)的措施，就會(huì)使壓縮機(jī)在運(yùn)行中得到良好的維護(hù)，進(jìn)而可以延長(zhǎng)機(jī)組使用壽命，減少機(jī)組維修費(fèi)用，增加裝置產(chǎn)能。