劉世東 趙申劍 于童

摘 要：某煤化工企業(yè)甲醇合成裝置合成氣壓縮機(jī)組由BCL805 + 2BCL707壓縮機(jī)和配套的ENKS63/71/64汽輪機(jī)組成。離心式壓縮機(jī)機(jī)組因泵驅(qū)動(dòng)電機(jī)抖動(dòng)斷電，導(dǎo)致聯(lián)鎖潤(rùn)滑油壓力低停機(jī)。分析了油液系統(tǒng)存在的一些設(shè)計(jì)缺陷，如蓄能器和壓力點(diǎn)位置錯(cuò)誤、泵出口管路空量不足、蓄能器根止回閥未整定等。針對(duì)問(wèn)題的原因，提出了一些解決方案，例如增加的聯(lián)鎖自起動(dòng)油泵的力量，優(yōu)化壓力測(cè)點(diǎn)的位置的自起動(dòng)信號(hào)備用泵，減少空氣管的位置在油泵的出口，在蓄電池底部加裝單向閥等，并進(jìn)行實(shí)施，一勞永逸地解決了這些問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：離心壓縮機(jī)組;油系統(tǒng);優(yōu)化改造

1原因分析

1.1蓄能器和油泵自啟取壓點(diǎn)位置設(shè)置不當(dāng)

1.1.1蓄能器1對(duì)PIA-6102A/B/C的自啟動(dòng)值和聯(lián)鎖值沒(méi)有穩(wěn)定影響。Pia-6102a/B/C復(fù)卷點(diǎn)設(shè)置在機(jī)組二樓（離地12m）， piA-1和Pia-6002復(fù)卷點(diǎn)設(shè)置在機(jī)組一樓，靜壓差為0.113 mpa。當(dāng)PIA-6102A/B/C為0.15 mpa， PIA-6002壓力為0.263 mpa時(shí)，電池1中的氮?dú)鈮毫ν耆尫拧Ｐ钅芷鞯闹匾饔檬翘岣哂蛪簭膫溆帽玫墓ぷ髦档铰?lián)動(dòng)值的時(shí)間，油壓從備用泵的工作值恢復(fù)的時(shí)間。在該系統(tǒng)中，蓄能器1在PIA-6102A/B/C達(dá)到0.15mpa之前被停用，未能充分發(fā)揮壓力緩沖和維護(hù)的作用，導(dǎo)致PIA-6102A/B/C備用泵自啟動(dòng)和低壓聯(lián)鎖幾乎同時(shí)觸發(fā)。

1.1.2蓄能器1和2延遲PIA-6102A/B/C和PIA-6501觸發(fā)自啟信號(hào)。根據(jù)波義耳定律：

式中：P0—蓄能器氣囊內(nèi)預(yù)充氣壓力，MPa;V0—蓄能器總?cè)莘e，m3;P1、V1—分別為蓄能器平衡工作點(diǎn)氣囊內(nèi)氣體壓力和體積，MPa、其中V1取0.001m3;P2、V2—蓄能器任意工作點(diǎn)氣囊內(nèi)氣體壓力和體積，MPa、其中V2取0.001m3。

①當(dāng)蓄能器在進(jìn)行工作的過(guò)程中，其體積的變化量會(huì)從式（1）向著式（2）進(jìn)行轉(zhuǎn)變，注：當(dāng)氣囊的放液速度過(guò)快時(shí)，此時(shí)氣囊當(dāng)中的氣體是沒(méi)有辦法和外界環(huán)境實(shí)現(xiàn)熱交換的，所以可以看做是絕熱過(guò)程，放液絕熱過(guò)程n=1.4。

②如果控油壓力不斷下降，當(dāng)數(shù)值低于備泵自啟壓力時(shí)，即小于0.6MPa時(shí)，可以用下式來(lái)對(duì)蓄能器2其釋放油量進(jìn)行計(jì)算：

因?yàn)槭艿轿恢渺o壓差的影響，在這種情況下，蓄能器1其壓力就會(huì)不斷下降，直到下降為0.713MPa，在此時(shí)，蓄能器1其平衡工作點(diǎn)的壓力是1.0MPa，通過(guò)對(duì)此時(shí)蓄能器1的釋放油量進(jìn)行計(jì)算，最終結(jié)果為38.73L，由此就可以得出，如果控制油壓力不斷下降直到備泵自啟壓力0.6MPa時(shí)，那么蓄能器1以及蓄能器2所起到的穩(wěn)壓時(shí)間應(yīng)當(dāng)為：穩(wěn)壓時(shí)間=蓄能器釋放體積÷機(jī)組用油量。

通過(guò)計(jì)算得到，由于蓄能器1以及蓄能器2的穩(wěn)壓作用，導(dǎo)致6501其油壓低觸發(fā)泵的自啟時(shí)間會(huì)出現(xiàn)延遲，延遲的時(shí)間為2.21s。通過(guò)采取同樣的方法得出，隨著壓力的不斷降低，直到速關(guān)閥關(guān)閉壓力為0.36MPa時(shí)，蓄能器1和2起到的延緩機(jī)組停機(jī)時(shí)間為。在此時(shí)，速關(guān)油壓力從0.874MPa不斷下降的時(shí)候，降到0.388MPa所用的時(shí)間是3s，由于在進(jìn)行理論計(jì)算的過(guò)程中，沒(méi)有對(duì)自立調(diào)節(jié)閥返回油量造成壓力下降的影響沒(méi)有做到充分考慮，因此所花的時(shí)間要小于理論計(jì)算所花時(shí)間。而此時(shí)潤(rùn)滑油的壓力PIA-6102A/B/C也會(huì)不斷下降，當(dāng)中壓力下降到0.15MPa時(shí)，蓄能器1以及蓄能器2所起到的穩(wěn)壓時(shí)間是。該項(xiàng)導(dǎo)致的PIA-6102A/B/C油壓低觸發(fā)備泵其自啟所用的時(shí)間為7.6s。

1.2油泵出口管道空體積

在機(jī)組的實(shí)際運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中，油箱其液位應(yīng)當(dāng)為1310mm，而油泵其出口安全閥的高度應(yīng)當(dāng)為2200mm。備用泵處于待機(jī)狀態(tài)時(shí)，工作水平高于泵出口超過(guò)40毫米由于螺桿泵之間的差距和泵出口壓力相反，以便所有前面的空管道安全閥和回流閥是空的。雖然出廠設(shè)置閥門(mén)1解決了這個(gè)問(wèn)題，但實(shí)際測(cè)量的管道體積仍然是空的。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)管的體積計(jì)算，管的體積為39.64L，這可能會(huì)導(dǎo)致油泵響應(yīng)時(shí)間延遲0.88s。

2對(duì)策和處理

2.1油泵電機(jī)增設(shè)電氣聯(lián)鎖互啟

油系統(tǒng)中的兩個(gè)泵都是由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的。在原有的低油壓起動(dòng)泵的基礎(chǔ)上，增加了泵的電聯(lián)動(dòng)。實(shí)現(xiàn)了備用泵的瞬時(shí)自啟動(dòng)，有效地消除了蓄能器布置對(duì)備用泵自啟動(dòng)的延時(shí)影響。電氣聯(lián)鎖的原理是從A泵的KM接觸器中取一個(gè)常閉觸點(diǎn)，連接到B泵KM接觸器電路中常開(kāi)輔助觸點(diǎn)的兩端。當(dāng)A泵停止運(yùn)行時(shí)，B泵KM接觸器正常關(guān)閉，然后B泵自鎖回路，B泵KM接觸器線圈電氣閉合，使B泵啟動(dòng)。同樣地，通過(guò)同樣的類(lèi)比，B泵停機(jī)可以自動(dòng)啟動(dòng)A泵。

2.2蓄能器連接管道增加單向閥

在蓄能器進(jìn)口上增加一個(gè)止回閥，并在止回板上打開(kāi)一個(gè)6mm的節(jié)流孔。既解決了蓄能器對(duì)油壓恢復(fù)時(shí)間的影響，又有效地消除了蓄能器在線校準(zhǔn)時(shí)油壓波動(dòng)的風(fēng)險(xiǎn)。

2.3消除備泵出口管道空體積

將泵出口管道和安全閥降低到罐操作水平以下，以消除由于出口管道容量空而造成的壓力恢復(fù)延遲。

2.4調(diào)整油系統(tǒng)備泵自啟測(cè)壓點(diǎn)的位置

取消PIA-6102A/B/C的自啟動(dòng)功能，增加PIA-6002低油壓備用泵的自啟動(dòng)功能，將油壓自啟動(dòng)值設(shè)定為0.29mpa。經(jīng)過(guò)優(yōu)化后，油系統(tǒng)的流量基本相同，但PIA-6102A/B/C為“LL三取二聯(lián)鎖停機(jī)”。

3處理效果

2020年4月9日，經(jīng)過(guò)上述改造和設(shè)計(jì)優(yōu)化后，在機(jī)組啟動(dòng)和提速過(guò)程中，在機(jī)組在線運(yùn)行時(shí)的預(yù)熱2000r/min階段，對(duì)手動(dòng)停機(jī)油泵進(jìn)行了兩次油壓波動(dòng)試驗(yàn)。由于電氣聯(lián)鎖觸發(fā)，備用油泵自動(dòng)啟動(dòng)。提高和優(yōu)化了油系統(tǒng)的抗波動(dòng)能力，解決了油系統(tǒng)的抗波動(dòng)能力問(wèn)題。

4結(jié)語(yǔ)

通過(guò)以上分析計(jì)算和措施，石油離心壓縮系統(tǒng)中的設(shè)備流量和分布嚴(yán)格符合API614標(biāo)準(zhǔn)，基于實(shí)際需求的本地優(yōu)化設(shè)計(jì)確保了系統(tǒng)的安全和穩(wěn)定性。當(dāng)兩個(gè)油泵都由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)，油泵必須有電氣聯(lián)鎖裝置。優(yōu)化系統(tǒng)流程設(shè)計(jì)和管道布局，消除潛在的空容量問(wèn)題，消除油泵、油冷卻器等設(shè)備切換和蓄能器的風(fēng)險(xiǎn)。蓄能器在穩(wěn)定油壓方面起著重要作用，因此需要仔細(xì)選擇確定相關(guān)參數(shù)，建立并嚴(yán)格執(zhí)行定期維護(hù)檢查制度。

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