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        螺桿壓縮機長周期運行問題分析及對策

        2020-12-29 22:00:41李奇
        中國電氣工程學報 2020年6期
        關(guān)鍵詞:故障問題

        李奇

        摘要:此次研究重點分析螺桿壓縮機的運行問題,針對故障問題提出有效的檢修措施,全面維護螺桿壓縮機運行效益。通過檢修結(jié)果可知,螺桿壓縮機運行狀態(tài)穩(wěn)定,實現(xiàn)預期目標,整個裝置的運行安全性高。

        關(guān)鍵詞:螺桿壓縮機;長周期運行;故障問題;檢修對策

        某企業(yè)石蠟裝置中包含2臺螺桿壓縮機,均為淘汰壓縮機。2臺螺桿壓縮機的介質(zhì)均為氨,吸氣壓力為0.2MPa,排氣壓力為1.45MPa,功率為450Kw,轉(zhuǎn)速為每分鐘2960r。

        1、螺桿壓縮機工藝流程

        1.1氨系統(tǒng)流程

        蒸發(fā)氨氣可以利用人口過濾器進入到壓縮機設備中,在陰陽轉(zhuǎn)子作用下,氣體會被過度壓縮,此時壓力持續(xù)增加,溫度也會上升。潤滑油通過油泵注入壓縮機體,氨氣被壓縮后,可以吸收潤滑油的熱量,以此降低自身溫度。通過壓縮機排出后,氨氣會進入到油氣分離器,此時氨氣會利用分離器頂部進入到蒸發(fā)空冷系統(tǒng)中進行冷卻吹,在蒸發(fā)器中利用氣化釋放冷量方式冷卻,之后通過氣液分離器返回到壓縮機內(nèi)部。

        1.2潤滑油流程

        采用油泵可以將潤滑油注入到壓縮機內(nèi)部,充分混合壓縮氨氣之后,可以起到明顯的降溫效果。通過壓縮機排出之后,氨氣和潤滑油會一同進入到油氣分離器內(nèi),通過分離器底部排出潤滑油,利用油泵、冷卻器、過濾器和管道閥門進入到壓縮機內(nèi)部。

        壓縮機上具備能量調(diào)節(jié)設施,能夠?qū)τ腿恢玫臐櫥瓦M出進行控制,同時可以使油塞兩側(cè)壓力變化,促使滑閥在轉(zhuǎn)子腔內(nèi)位移,改變轉(zhuǎn)子工作長度,調(diào)節(jié)壓縮機能量,確保機組處于高效運行狀態(tài)。

        2、螺桿壓縮機運行問題分析

        2.1低油壓所致聯(lián)鎖停機

        在開啟壓縮機時,油壓處于1.2-1.3MPa內(nèi),出口壓力處于0.9-1.0MPa內(nèi),為了滿足聯(lián)鎖要求,必須確保油壓高于出口壓力。如果壓縮機負荷上升60%,則油溫度持續(xù)上升,油壓力降低1.1-1.2MPa,出口壓力上升1.0-1.1MPa,達到聯(lián)鎖保護臨界值。如果壓縮機負荷不斷上升,油溫度升高,會導致壓縮機出現(xiàn)聯(lián)鎖停機事故。盡管油溫度增加,但是聯(lián)鎖時的油溫正常。因此可以排除由于油溫升高所致油壓過低問題。針對低油壓所致聯(lián)鎖停機故障,可以采用以下措施處理:第一,更換新的潤滑油,疏通油管油路;第二,檢查和維修潤滑油循環(huán)泵,更換壓縮機機頭。如果采用上述處理措施沒有解決聯(lián)鎖停機問題,操作人員必須控制壓縮機操作負荷,同時觀察油壓和出口壓力數(shù)值。當接近聯(lián)鎖保護臨界值時,必須降低壓縮機負荷,避免出現(xiàn)聯(lián)鎖停機故障。

        2.2壓縮機嚴重振動

        螺桿壓縮機運行期間出現(xiàn)嚴重振動問題,按照檢修人員檢測的數(shù)據(jù)可知,前軸承垂直方向最大振動位移參數(shù)約為23.8μm,振動達到臨界值。因此必須綜合考慮多方面因素,同時采取合理有效的處理措施:第一,注重檢驗壓縮機的吸液、抽空現(xiàn)象;第二,聯(lián)合鉗工進行找正,同時檢查軸承完好性與地腳螺栓的緊固性;第三,聯(lián)合電工檢查電機軸承運行情況,注重更換機頭。通過上述措施,沒有改善設備振動問題。因此可能是由于機頭使用時間比較長,加大陰陽轉(zhuǎn)子的縫隙,從而導致陰陽轉(zhuǎn)子之間的穩(wěn)定性較差。在檢修期間,檢修人員采用舊機頭更換報廢機頭,因此沒有從根本上解決問題,

        3、螺桿壓縮機長周期運行檢修與維護措施

        3.1更換新機頭

        由于螺桿壓縮機生產(chǎn)企業(yè)不再生產(chǎn)同型號的機頭,因此采用線機頭,該類機頭的壓縮效率很高。在更換機頭時,將原有滑動機頭轉(zhuǎn)變?yōu)闈L動軸承。由于該類軸承具備較大摩擦力,運行溫度比較高,如果軸承制冷劑出現(xiàn)閃蒸問題,將會破壞軸承潤滑油沫,從而導致軸承內(nèi)部金屬直接接觸金屬,極易損傷軸承。為了防止油沫破碎所致潤滑效果變差,必須通過油泵提升油壓力,確保壓力大于排氣壓力,防止供油部位壓力低,導致制冷劑閃蒸問題。滾動軸承的摩擦力比較小,因此不會產(chǎn)生高溫,可以在油沫狀態(tài)下運行,所以不需要使用油泵增加油壓力,潤滑油可以通過出入口壓差,實現(xiàn)機組內(nèi)循環(huán)運行。新型機頭聯(lián)鎖值的油壓必須高于出口壓力,以此處理壓縮機負荷加大、油壓下降所引發(fā)的聯(lián)鎖停機事故。

        3.2機組潤滑油油路改造

        此次改造項目所應用的新機頭與舊機頭的構(gòu)造區(qū)別比較大,因此必須聯(lián)合新技術(shù)改造油路。不僅包含去四通閥與去機頭油路,也包含前軸承、后軸承的注油點。由于增加注油點,可以確保不同點潤滑具備針對性,可以明顯減少潤滑油循環(huán)量,縮小改造后的油路管徑。由于減少循環(huán)油量,會使油泵功耗降低,陰陽轉(zhuǎn)子在攪拌潤滑油時,也可以減小功耗。完成改造升級后,進行試機操作,在開啟油泵之后會產(chǎn)生大油壓,之后全部開啟油泵循環(huán)閥,才可以確保油壓處于正常范圍。開啟后即使油溫上升,油壓也處于正常范圍,不會出現(xiàn)降低情況。

        在過壓縮工況下,容積比較高,壓縮機排氣壓力大于系統(tǒng)排氣壓力,氣體會從吸氣壓力壓縮到排氣壓力,由定容膨脹到系統(tǒng)排氣壓力,在排氣過程中,會產(chǎn)生額外功耗。在欠壓縮工況下,容積比交底,壓縮機排氣壓力小于系統(tǒng)排氣壓力。氣體從吸氣壓力壓縮到排氣壓力,此時工作容積和排氣口連接,排氣管道內(nèi)的氣體會呈倒流趨勢,此時工作容積氣體由定容壓縮到系統(tǒng)排氣壓力,之后完成排氣過程。

        3.3容積比的可調(diào)性

        隨著螺桿壓縮機轉(zhuǎn)子容積的縮小,轉(zhuǎn)子齒間容積會壓縮內(nèi)部氣體,直至工作容積和排氣口邊緣相連通,該過程被稱為內(nèi)壓縮過程。在壓縮末期,工作容積內(nèi)的氣體壓力被稱為壓縮終期壓力。壓縮鄰近終期時,才開始排氣。在部分工況下,壓縮終期壓力和機組排氣壓力不一致,會導致容積內(nèi)部氣體壓力突增或者突降,此時就會產(chǎn)生等容膨脹,使壓力與背壓相等時,再開展排氣過程。在應用螺桿壓縮機時,應當分析壓縮機容積比與系統(tǒng)容積比關(guān)系。

        4、升級改造的運行效果

        4.1降低聯(lián)鎖停機頻率

        在完成改造后,首次開車因重新配置潤滑油管道,所致油路過濾器堵塞聯(lián)鎖停機,之后壓縮機均處于平穩(wěn)運行狀態(tài),沒有出現(xiàn)聯(lián)鎖停機事故。

        4.2壓縮機振動減輕

        在檢修處理后,壓縮機的振動值明顯降低,確保設備長周期運行的平穩(wěn)性和安全性。

        5、結(jié)束語

        綜上所述,螺桿壓縮機升級改造支護,能夠減少設備的聯(lián)鎖停機此時,確保設備的運行能力與運行平穩(wěn)性。通過使用新型線機頭,改變潤滑油注油位置與注油量。應用容積比可調(diào)節(jié)技術(shù),明顯減少壓縮機運行電耗,經(jīng)濟效益顯著。

        參考文獻

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