李江濤

（安陽鋼鐵股份有限公司制氧廠，河南安陽455004）

23500 m3/h制氧機空壓機組喘振的現(xiàn)象及分析

李江濤

（安陽鋼鐵股份有限公司制氧廠，河南安陽455004）

一臺23500 m3/h制氧機組空壓機發(fā)生多次喘振，通過分析，找出其原因是空氣過濾器后消音器處濾網(wǎng)被柳絮等雜物堵塞導(dǎo)致空氣流通面積減少，空壓機吸入阻力增大。從5個方面采取措施，消除了喘振現(xiàn)象。

空壓機；喘振；空氣過濾器；堵塞

1 引言

安鋼制氧廠2#23500 m3/h制氧機于2006年投產(chǎn)，空壓機為蘇爾壽RK90-4機型，額定氣量125000 m3/h，配置的空氣過濾器為無錫安活的ZKG-4000自潔式過濾器，過濾氣量為4000 m3/min，共配置240個濾筒，正常阻力要求小于1200 Pa，高于1200 Pa時應(yīng)更換濾筒。空壓機在投產(chǎn)前由廠家人員做過喘振試驗，在實際運行中通過防喘振線來自動控制放空閥和進口導(dǎo)葉來調(diào)節(jié)負荷，減少放空量，在確保安全的前提下節(jié)能運行。

2 喘振現(xiàn)象

2013年8月4日根據(jù)調(diào)度安排，2#23500臨時停車11：00停空壓機組。按計劃16：31啟動空壓機組，16：33分自動加載，向空分送氣，17：23分，外供低壓氮氣，17：24分，空壓機組突然失壓。之后在查找、分析、調(diào)試、送氣期間，多次發(fā)生觸及喘振線和發(fā)生喘振后緊急輕載，具體現(xiàn)象及處理情況如下：

第一次（17：24：30）：機組自動輕載，查信息，觸及喘振線。

第二次（17：46：08）：再次加壓試驗，機組輕載，查信息，觸及喘振線；增加FI1002報警。

第三次（18：06：29）：再次加壓試驗，機組輕載，查信息，觸及喘振線；發(fā)現(xiàn)FI 1002報警，儀表更換變送器。

第四次（18：18：41）：計控更換進口壓差變送器后，微機控制防喘振閥手動切換為自動，放空閥由17%迅速關(guān)閉，機組發(fā)生了真正的喘振，隨即手動緊急輕載。

第五次（19：17：07）：再次加壓，發(fā)生喘振后緊急輕載。

第六次（19：49：12）：再次加壓送氣，發(fā)生喘振后緊急輕載。

3 對可能造成喘振的原因分析

3.1 空壓機后壓力控制點不準(zhǔn)

對比空壓機排氣壓力、出空冷塔壓力、分子篩后壓力第一次碰觸喘振線時的曲線，可以看出，碰觸前空壓機排氣壓力微高于之后測點壓力，曲線平直貼近，自動輕載后壓力下降。說明測量準(zhǔn)確?？諌簷C組止回閥也起作用。第一次曲線如圖1。

圖1 第一次喘振曲線

以第6次喘振前后壓力點曲線，依然平直貼近，說明壓力控制點準(zhǔn)確，排除此影響因素（如圖2）。

圖2 第6次喘振曲線

3.2 放空閥卡滯

三次喘振，操作員及時打開緊急防喘振閥，機組立即泄壓，喘振消失?，F(xiàn)場檢查防喘振閥開關(guān)靈活，外面放空氣量很大。排除此因素。

3.3 進口導(dǎo)葉卡滯、傳動機構(gòu)脫落

設(shè)定空壓機組排氣壓力0.47 MPa，微機自動加載，操作員觀察進口導(dǎo)葉開關(guān)靈活，放空閥逐漸關(guān)小。速率穩(wěn)定。說明應(yīng)不存在卡滯、傳動機構(gòu)脫落現(xiàn)象。就地拆開導(dǎo)葉執(zhí)行機構(gòu)保護罩，發(fā)現(xiàn)執(zhí)行機構(gòu)動作靈活。9月4日，利用檢修機會在進氣管道內(nèi)觀察導(dǎo)葉開關(guān)動作，未發(fā)現(xiàn)異常，可以排除此因素。

3.4 電網(wǎng)波動

電網(wǎng)電壓的大幅波動可能會造成電機驅(qū)動的壓縮機喘振，在運行中，觀察電網(wǎng)電壓、電機功率一直保持穩(wěn)定。三次喘振前電流曲線顯示比較穩(wěn)定，可以排除此因素。

3.5 進口差壓變送器不穩(wěn)定

發(fā)生前三次碰觸喘振線之后，計控更換了新變送器，更換后未發(fā)現(xiàn)異常，也可以排除此因素。

3.6 空壓機吸入阻力大

空壓機進口前由空氣過濾器、消音器、不銹鋼濾網(wǎng)、進口管道組成?？諝膺^濾器有240個濾桶，上、下層分別布布置120個。2010年12月10日全部更換，更換后由于公司生產(chǎn)節(jié)奏放慢，2#23500制氧機間斷性運行。截至2013年6月19日，共計運行12個月，空氣過濾器在晴好天氣時阻力在800 Pa左右之間，但是在霧霾天氣時阻力短時間迅速上升，在6月19日時由于天氣原因迅速上升至3000 Pa，為確?？諌簷C的穩(wěn)定運行，臨時在運行期間，更換下層24個新濾桶。空氣過濾器阻力下降到1600 Pa左右（晴好天氣時在1000 Pa左右）；由于公司生產(chǎn)節(jié)奏加快，制氧機沒有停車機會無法更換濾筒，在7月26日又在空壓機運行時更換濾桶96個，合計120個。更換后，阻力下降到600 Pa。空壓機發(fā)生喘振時空氣過濾器在600 Pa左右，可以排除過濾器阻力大的可能，但是過濾器后消音器及不銹鋼濾網(wǎng)的阻力由于沒有儀表檢測，其阻力大小未知，在正常情況下如果沒有雜物堵塞，過濾器阻力可以忽略不計。

4 處理措施

4.1 應(yīng)急處理

第6次輕載后，通過對機組機械方面振動、位移檢查，機組運行穩(wěn)定。因生產(chǎn)需要。決定再次啟動。21：48再次送氣，空壓機導(dǎo)葉手動開至71%，22：41啟動氧透送氧；兩套中壓氮壓送各自系統(tǒng)氮氣；7：40啟動3#低壓氮，8：05啟動2#低壓氮。

為了防止發(fā)生喘振造成機組損壞，加強各主值班職責(zé)，空壓機組保持進口導(dǎo)葉71%開度下運行，降低空壓機的負荷。一旦喘振及時輕載，按停車處理。

4.2 消音器隔板脫落或者不銹鋼濾網(wǎng)堵塞驗證

由于生產(chǎn)需要，無法立即停機處理，但需要在開車情況下驗證進氣管道的堵塞情況，從而判斷喘振的直接原因。2013年8月6日9：20，機修人員在消聲器管道前鉆出兩個8 mm的孔，從小孔對其內(nèi)部肉眼觀查，消聲器隔板結(jié)構(gòu)完好。因光線太暗和距離不銹鋼絲濾網(wǎng)2 m，無法看清楚不銹鋼濾網(wǎng)狀況。

9：40在消聲器后管道鉆出兩個直徑8 mm的孔，10：06分檢查消聲器隔板結(jié)構(gòu)完好；不銹鋼絲濾網(wǎng)堵塞面積達10%，濾網(wǎng)下面有脫落的楊柳絮。初步分析為運行中更換濾桶吸進來的，由于喘振造成的氣流倒流，吹落到管道上。推測有部分會進入機組，附著在水冷翅片上。之后，使用8 mm螺絲封堵開孔，檢查結(jié)束。

從檢查結(jié)果分析，不銹鋼絲濾網(wǎng)堵塞，造成吸入阻力大是這次喘振的主要因素之一，這也是運行中更換濾桶造成的弊端，會在拆卸舊濾筒時將舊濾筒上吸附的灰漬由濾筒接口吸入過濾器進氣口，進入進到消音器甚至空壓機葉輪及冷卻器內(nèi)。

4.3 進氣管道檢查

9月4日利用檢修機會進入過濾器內(nèi)部檢查，發(fā)現(xiàn)消音器濾網(wǎng)處有大量柳絮，同時由于阻力過大，在空壓機喘振時將最東側(cè)濾網(wǎng)破壞，可能會有大量柳絮等雜物進入壓縮機內(nèi)部，從此現(xiàn)象也可判斷出空壓機喘振的主要原因應(yīng)為濾網(wǎng)大面積堵塞，造成空壓機吸氣阻力大，雖然從空壓機過濾器處觀察到的阻力不是太大，但是到導(dǎo)葉之前的阻力過大，引起空壓機的喘振，在喘振過程中，由于氣流的反復(fù)沖擊，造成東側(cè)濾網(wǎng)的破損，破損后流通面積大幅增加，從而形成在導(dǎo)葉開度70%可以維持運行的現(xiàn)象。

4.4 一級冷卻器抽芯檢查

利用檢修機會對一級冷卻器抽出檢查，發(fā)現(xiàn)在捕霧器處有大量柳絮，同時氣側(cè)翅片較臟，灰塵較多，在一定程度上也影響空壓機的級間流通面積，清洗后回裝。

4.5 更換濾筒

將剩余120個濾筒更換完畢，同時清理凈氣室、進氣管道。確保沒有雜物殘留。

5 處理效果

9月6日空壓機啟動后未發(fā)生喘振現(xiàn)象，說明流通面積狹窄的情況得到根本緩解，可以保證空壓機導(dǎo)葉100%的滿負荷運行，但是由于2、3級冷卻器未清灰，可能也存在堵塞現(xiàn)象，目前2#23500空壓機的最大流量偏低，能耗較高。

6 經(jīng)驗教訓(xùn)

通過分析及后期檢修驗證，喘振的真正原因是空氣過濾器后消音器處濾網(wǎng)被柳絮等雜物堵塞，空氣流通面積減少，空壓機吸入阻力增大。間接原因是由于2013年春季氣候環(huán)境適宜楊柳絮的繁殖，造成楊柳絮多年不遇的泛濫，在設(shè)備工作中未引起足夠重視，同時由于節(jié)省備件費用的考慮未定期更換空氣過濾器濾筒，幾種因素的共同作用造成了此次喘振的發(fā)生。對于今后的設(shè)備管理還要以設(shè)備的穩(wěn)定運行為根本，定期更換易耗品，同時對于氣候環(huán)境的變化及時關(guān)注，排查影響制氧機安全運行的因素，如楊柳絮的泛濫、空氣中碳氫化合物的增加等。

Analysis of Gasp Vibrations of Air Separator for the 23500 m3/h Oxygen Generation Unit

LI Jiangtao
(The Oxygen Generation Plant of Anyang Iron&Steel Co.,Ltd.,Anyang,Henan 455004,China)

Through analysis of gasp vibration occurrences in the air separator of a 23500 m3/h oxygen generation unit,it was found out that reduction of air passage area and increase of suction resistance of the air compressor caused by blocking of silencer filter screen behind the air filter by catkin and other substances had been the reason.Measures were taken from five aspects which successfully eliminated gasp vibration.

air separator;gasp vibration;air filter;blocking

TH45

B

1006-6764(2014)06-0042-03

2014－02－20

李江濤（1981-），男，2004年畢業(yè)于中原工學(xué)院熱能與動力工程專業(yè)，工學(xué)學(xué)士學(xué)位，制氧工程師，現(xiàn)從事制氧生產(chǎn)管理工作。