離心壓縮機(jī)的監(jiān)測及故障診斷

馮明義 張晨

隨著國內(nèi)鋼鐵企業(yè)的蓬勃發(fā)展，制氧設(shè)備的發(fā)展呈現(xiàn)出大型化的趨勢，而與空分裝置相配套的大型離心式壓縮機(jī)的使用越來越普遍、地位越來越重要。作為一名制氧操作工加強(qiáng)壓縮機(jī)基本理論知識的學(xué)習(xí)、注重總結(jié)實(shí)際工作中的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)、全面提高自身的綜合素質(zhì)，維護(hù)和操作好自己所轄的離心壓縮機(jī)，就顯得非常重要。

我們知道，一臺(tái)離心式壓縮機(jī)組是由電氣、機(jī)械、潤滑、冷卻、控制等各個(gè)密不可分的部分組成的一套完整的系統(tǒng)。系統(tǒng)的任何一個(gè)部分發(fā)生故障都將影響到整臺(tái)機(jī)組的平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)造成機(jī)組停運(yùn)，影響相關(guān)系統(tǒng)正常運(yùn)行。因此，操作工如何及時(shí)檢查和發(fā)現(xiàn)離心壓縮機(jī)存在的故障,并迅速診斷出發(fā)生故障的原因，維持機(jī)組的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，避免發(fā)生重大設(shè)備和人員傷害事故，為檢修人員提供科學(xué)的依據(jù)，保證制氧裝置的平穩(wěn)高效運(yùn)行，有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。

一、學(xué)習(xí)理論知識、了解機(jī)組構(gòu)造

加強(qiáng)理論知識學(xué)習(xí)和專業(yè)技能的培訓(xùn)是操作離心壓縮機(jī)的基礎(chǔ)，了解自己所轄機(jī)組的基本構(gòu)造是診斷離心壓縮機(jī)故障的前提。我們需要學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)資料有：《制氧工問答》、《壓縮機(jī)工》、《機(jī)械基礎(chǔ)》、《電機(jī)故障診斷技術(shù)》，以及相關(guān)機(jī)組的操作說明書，如：《沈鼓空壓機(jī)操作說明書》、《杭氧氧壓機(jī)操作說明書》、《英格索蘭氮壓機(jī)操作說明書》等相關(guān)資料。了解機(jī)組基本構(gòu)造最直接的辦法是利用檢修人員對壓縮機(jī)檢修安裝、拆卸時(shí)到現(xiàn)場觀摩，了解壓縮機(jī)各部件的形狀、位置、組合等等。

通過對壓縮機(jī)基本理論知識的學(xué)習(xí)提高我們的專業(yè)理論水平，通過現(xiàn)場觀摩和學(xué)習(xí)增強(qiáng)我們對壓縮機(jī)感性的認(rèn)識，研究透各種類型離心壓縮機(jī)的設(shè)計(jì)原理，了解其各不相同的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，掌握機(jī)組在不同的運(yùn)行條件下相關(guān)操作方法，全面提高我們的操作運(yùn)行水平。這樣才能使我們在日常工作中，在檢查、診斷離心壓縮機(jī)出現(xiàn)的故障時(shí)得心應(yīng)手。

例如2^＃14000制氧機(jī)共有四臺(tái)大型離心壓縮機(jī)，分別由三個(gè)國內(nèi)、外知名廠家提供。其中為空分提供原料的空壓機(jī)采用了沈陽鼓風(fēng)機(jī)廠生產(chǎn)的DH90型透平壓縮機(jī)，系單進(jìn)氣、雙軸、齒輪式、四級等溫壓縮，設(shè)計(jì)壓力0.52MPa，流量75500m³/h，由一臺(tái)電壓10000伏，功率7400KW的上海電機(jī)廠生產(chǎn)的同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)。壓縮產(chǎn)品氧氣的氧壓機(jī)采用了杭氧生產(chǎn)的3TYS90+2TYS60型透平壓縮機(jī)，系雙缸、十級、水平剖分型式，設(shè)計(jì)壓力2.9MPa，流量16000Nm³/h，配置了一臺(tái)功率3400KW的上海電機(jī)廠生產(chǎn)的異步感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。壓縮產(chǎn)品氮?dú)獾膬膳_(tái)透平壓縮機(jī)均為美國英格索蘭公司生產(chǎn)，其中4C90M×4N₂型氮壓機(jī)系單進(jìn)氣、四軸、離心式壓縮機(jī)，設(shè)計(jì)壓力1.0MPa, 設(shè)計(jì)流量14921m³/h；2CII35M×3N₂型氮壓機(jī)系單進(jìn)氣、三軸、離心式壓縮機(jī)，設(shè)計(jì)壓力2.2MPa,設(shè)計(jì)流量5042m³/h，驅(qū)動(dòng)電機(jī)均為德國西門公司的異步電機(jī)。這些設(shè)備的共同特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)精度高、運(yùn)行周期長，但每臺(tái)機(jī)組的結(jié)構(gòu)形式又各不相同。由此可見，加強(qiáng)理論知識的學(xué)習(xí)、掌握機(jī)組的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和強(qiáng)化各相關(guān)專業(yè)知識是非常重要的。

二、研究設(shè)備特點(diǎn)、掌握運(yùn)行規(guī)律

在離心壓縮機(jī)整個(gè)服役期內(nèi)，設(shè)備故障發(fā)生的次數(shù)和使用的時(shí)間是有著其內(nèi)在的宏觀規(guī)律的。雖然對于一臺(tái)離心壓縮機(jī)而言，發(fā)生故障的時(shí)間、次數(shù)以及運(yùn)行壽命各不一樣，但都有以下一些共同特點(diǎn)：

1、離心壓縮機(jī)剛投運(yùn)的第一年，事故發(fā)生的頻率較高。其原因在于：設(shè)備在設(shè)計(jì)、制造、安裝過程中所存在的問題在運(yùn)行初期得以暴露以及操作人員對設(shè)備性能、運(yùn)行規(guī)律也需要一個(gè)學(xué)習(xí)和掌握的過程。以2^＃14000制氧機(jī)在安裝、調(diào)試和投運(yùn)后的第一年出現(xiàn)的問題為例，列表如下：

故障類別	舉例說明	故障原因
A、安裝方面	1、氧透‘氧氮密封氣’接反	1、未按要求施工
	2、空透電機(jī)振動(dòng)大	2、電機(jī)地基不牢固
	3、空透過濾器濾袋吹爛、脈沖氣源管脫落	3、脈沖氣源管固定不牢
B、設(shè)備方面	4、5000氮透油冷卻器泄露	4、油管質(zhì)量不過關(guān)
	5、空透電機(jī)振動(dòng)大	5、電機(jī)動(dòng)平衡不好
C、設(shè)計(jì)方面	6、5000氮透放空閥在高溫下頻繁動(dòng)作時(shí)多次卡死	6、放空閥應(yīng)設(shè)計(jì)在冷卻器后或放空閥選用耐高溫閥門
	7、檢修時(shí)無法切斷氮透水路系統(tǒng)	7、氮透水路系統(tǒng)無上回水總閥
D、操作方面	8、氧透聯(lián)鎖自動(dòng)停車五次	8、修改設(shè)定值失誤造成四次停車、就地聯(lián)鎖復(fù)位不及時(shí)造成一次停車、
	9、空透倒換油泵遺留隱患	9、對聯(lián)鎖控制認(rèn)識不夠

2、離心壓縮機(jī)的運(yùn)行從第二年開始，發(fā)生事故的頻率會(huì)明顯下降，設(shè)備進(jìn)入穩(wěn)定運(yùn)行區(qū)，一般只有個(gè)別突發(fā)事故的發(fā)生。其原因在于：設(shè)備自身存在的各種問題在第一年已經(jīng)得到暴露，并通過檢修人員的改造得以解決；隨著對設(shè)備性能、運(yùn)行規(guī)律的進(jìn)一步了解和掌握，使得操作人員的操作技能大幅提高。

3、離心壓縮機(jī)使用壽命一般可達(dá)15年以上，隨著時(shí)間的延長，設(shè)備的事故發(fā)生率還會(huì)逐漸提高。造成這一現(xiàn)象的原因是設(shè)備各部件的逐漸老化。

設(shè)備的這些共同特點(diǎn)，可以反映出機(jī)組在整個(gè)服役期間存在一定的運(yùn)行規(guī)律。我們在掌握了離心壓縮機(jī)這一宏觀運(yùn)行規(guī)律后，就可以對在不同的運(yùn)行期間的離心壓縮機(jī)采取不同的措施：

1、在設(shè)備安裝時(shí)，應(yīng)把好質(zhì)量關(guān)；

2、在設(shè)備調(diào)試時(shí)，應(yīng)把好驗(yàn)收關(guān)；

3、在設(shè)備投運(yùn)初期，應(yīng)當(dāng)縮短點(diǎn)檢周期、提高點(diǎn)檢質(zhì)量，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障，及時(shí)診斷處理；

4、應(yīng)該善于吸取同類設(shè)備的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，防止其它設(shè)備發(fā)生過的事故的再次發(fā)生 ；

例如：我廠1^＃14000制氧機(jī)配套的DH-90型的空壓機(jī)，因?yàn)榈退佥S轉(zhuǎn)子二級葉輪過盈量不足等原因共用34天時(shí)間進(jìn)行單機(jī)試車，嚴(yán)重影響了制氧機(jī)的建設(shè)工期和安鋼的生產(chǎn)。投產(chǎn)后又因?yàn)榭諌簷C(jī)的軸振動(dòng)逐步上升，最后經(jīng)過與生產(chǎn)廠家磋商，對機(jī)組的核心部位——壓縮機(jī)高、低速轉(zhuǎn)子軸承進(jìn)行換型改造，即由原橢圓滑動(dòng)軸承改造為可傾瓦軸承。改造后，可以使空壓機(jī)的軸振動(dòng)明顯降低，運(yùn)行至今基本保持平穩(wěn)。吸取以上的教訓(xùn)，2^＃14000空壓機(jī)也成功的應(yīng)用了此項(xiàng)改造，并取得良好的效果。

5、機(jī)組在進(jìn)入第二年后，必須堅(jiān)持正常的點(diǎn)檢工作，同時(shí)根據(jù)運(yùn)行參數(shù)是否變化，監(jiān)測設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)情況，防止突發(fā)事件的發(fā)生；

6、在設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)到逐漸老化的階段，必須適當(dāng)增加點(diǎn)檢次數(shù)，以便隨時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障的先兆，幫助診斷設(shè)備各部件的運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)檢修或更換，保證設(shè)備運(yùn)行安全，延長設(shè)備使用年限。