畢啟玲,趙正軍

（新疆克拉瑪依職業(yè)技術學院,新疆 克拉瑪依 833600）

1 運行故障的分類排查

（1）振動異常與多次重啟。CO2壓縮機在進行啟動時往往會伴隨異常振動，并且這種振動的次數(shù)較為頻繁。根據(jù)資料統(tǒng)計顯示，CO2壓縮機在啟動時，其異常平均振動次數(shù)一般為5次。在實際的案例中，有相當一部分CO2壓縮機不僅在啟動時異常振動，在運行過程中還伴隨異常停機的突發(fā)情況，這都對我們的生產(chǎn)活動造成了極其不利的影響。

（2）段間冷卻器損壞。段間冷卻器是壓縮機的重要部件之一，在壓縮機的運行全過程中扮演著極為重要的角色。段間冷卻器的主要作用在于冷卻降溫。由于氣缸出口處氣體的溫度往往超過一百攝氏度，如果不對高溫氣體進行冷卻降溫，壓縮機就會因機體無法承受高溫而觸發(fā)報警系統(tǒng)，造成瞬間跳閘停機。設置段間冷卻器的目的主要就是為了提高機組的工作效率，降低材料的折舊率與使用等級。然而，段間冷卻器在實際運行過程中極易發(fā)生故障。

（3）喘振事故頻發(fā)。喘振是壓縮機運行過程中經(jīng)常發(fā)生的現(xiàn)象。在壓縮機入口空氣流量減少與出口壓力上升的雙重作用下，壓縮機的輸出達不到出口管網(wǎng)壓頭的要求，導致氣體反向輸入，振幅短時間內(nèi)急劇增大，從而引發(fā)強烈喘振。

2 導致故障的原因分析

（1）高低壓缸與轉子。高壓缸在CO2壓縮機啟動時，其自身的振動數(shù)值會隨著內(nèi)部壓力的變化而變化。在實際的生產(chǎn)過程中，為了保證設備的安全性與穩(wěn)定性，盡可能地排除由壓力變化造成的安全隱患，我們必須及時停機，等壓力回落到安全值后再重新啟動。

高壓缸振動的原因有：①壓縮氣體壓力高，具有較強的振蕩力。②在具體施工過程中，壓縮機的運行環(huán)境較差，影響了系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。③轉子性能不夠穩(wěn)定，平衡精度較低。④高壓缸實際運行轉速過快，最終引發(fā)共振。⑤潤滑油溫度逐漸升高，進氣口壓力逐漸降低。⑥壓縮機機座與高壓缸進氣口之間產(chǎn)生共振。同樣低壓缸的振動也會導致壓縮機在啟動時異常振動。造成低壓缸振動的原因有：細小的粉塵顆粒堵塞了過濾網(wǎng)，過濾網(wǎng)外層腐蝕嚴重；葉輪結垢，轉子動平衡性能降低，引發(fā)油膜振蕩；隔板流道堵塞，導致背壓短時間內(nèi)急劇上升；低壓缸和驅(qū)動汽輪機之間形成的相對膨脹差。除此以外，異常振動還與轉子有關，具體又分為兩個方面：其一，壓縮機在運行時轉子主跨中部出現(xiàn)摩擦故障。其二，在壓縮機的多次運行過程中，轉子不斷受到撞擊磨損，導致平衡感變差，振動幅度增大，同時，高壓缸轉軸與葉軸之間的動靜間隙達到最小值，最終使得間隙消失，進而導致振動異常。

（2）冷卻器的材料特性與設計缺陷。段間冷卻器損壞的原因主要存在于兩個方面：其一，U型管受損。U型管受損的主要原因是冷卻循環(huán)水中的過量氯離子對不銹鋼管造成強烈腐蝕。此外，U型管在定型過程中仍然留存了一定的殘余應力。其二，管束受損引發(fā)的氣體泄漏。由于冷卻器換熱面積過大，冷卻水流量少流速低，甚至出現(xiàn)停滯現(xiàn)象，導致?lián)Q熱不均應力增大。與此同時，進氣溫度值恰好處于不銹鋼應力腐蝕敏感溫度區(qū)間范圍內(nèi)，從而進一步導致氣體泄漏。

（3）喘振現(xiàn)象的成因。導致喘振現(xiàn)象發(fā)生的原因有很多，從主觀上講，在實際生產(chǎn)過程中，操作人員未能熟練掌握相關技術要領，無法及時有效地應對突發(fā)狀況?？陀^上講，又可以分為以下原因。從理論研究上看，我們只能預測喘振大致的波動趨勢，而無法知曉喘振的實際波動情況。從預防措施上看，防喘振系統(tǒng)尚不完善，防喘振閥尚未實現(xiàn)自動控制。從壓縮機自身性能上看，其實際運行工況區(qū)條件無法達到最佳設計要求；在葉輪氣流壓力產(chǎn)生巨大變化的情況下，高壓缸在旋轉時易發(fā)生失控、脫離等事故。從外部干擾因素上看，冷卻器的腐蝕所引發(fā)的CO2氣體泄露事故導致壓縮機入口的進氣量逐漸減少。從天氣條件上看，天氣的變化導致壓縮機運行狀態(tài)不穩(wěn)定。

3 處理故障的對策探究

（1）更換部件選用蒸汽汽輪機。為了解決CO2壓縮機在運行過程中的振動與重啟問題，我們可以從以下兩個方面進行考慮。第一，及時更換轉子與密封環(huán)以保證壓縮機的安全、穩(wěn)定、持續(xù)運行。第二，選擇蒸汽汽輪機來設計制造壓縮機。在實際的生產(chǎn)活動中，化工反應會產(chǎn)生大量的余熱，我們可以利用這些余熱建立蒸汽動力源，為新型壓縮機的設計與制造創(chuàng)造有利條件。

（2）強化功能與改進冷卻器設計。在設計段間冷卻器時，必須考慮以下三點：第一，冷卻水出口管線必須與氣體入口管線保持足夠遠的安全距離。第二，適當減小換熱器的換熱面積。第三，在滿足條件的情況下，適當加快冷卻水的流速。

（3）設置與完善防喘振系統(tǒng)。為減小喘振造成的損失，我們有必要進一步完善防喘振系統(tǒng)。具體的做法是分別設置高壓、低壓防喘振系統(tǒng)[4]。除此之外，改變高壓缸四段出口放空閥的位置，將其移至防喘振管路之后，與此同時設置單向閥以防止氣體倒灌，降低喘振發(fā)生的概率。更為重要的是，充分利用壓縮機自動控制系統(tǒng)的智能性,提高操作人員的技術水平，盡量避免喘振現(xiàn)象的發(fā)生。

4 結語

本文對CO2壓縮機在運行過程中出現(xiàn)的振動異常、跳閘停機、段間冷卻器損壞、喘振等問題進行了深入分析，并從更換部件、選用蒸汽汽輪機；強化功能、改進冷卻器設計；設置、完善防喘振系統(tǒng)等三個方面提出了具體解決方案，為提高CO2壓縮機的工作效率提供了有效措施。