压缩机组由沈阳鼓风机厂制造，主空压机型号为DMCL1204+2MCL1203;增压压缩机型号为3BCL527。压缩机共分为三缸、六段、十四级，经四次中间冷却和两次水气分离。在增压机的出口还设置了末段冷却器。 原动机是由杭州汽轮机厂按引进西门子公司技术设计、制造的积木块系列制造的HNKS50/71/32型全凝式反动式汽轮机。变速机由MAGG公司设计制造。主空压机低压缸、中压缸、汽轮机、变速机和增压机之间均通过膜盘联轴器相联接[1]。

　　两套压缩机组在装置试车投用过程中出现一些问题，但在相关人员的共同努力下将运行中出现的故障逐一予以解决，并于2013年10月试车一次成功。

　　1、机组工艺流程介绍

　　项目(一期)配有2套空气离心压缩机组，该机组是由主空压缩机和增压机组成，由汽轮机拖动。汽轮机通过联轴器分别驱动空压机和增压机，如图1所示。机组采用双层布置，主机布置在二楼，辅机布置在一楼。

　　空气首先进入自洁式过滤器，后分两路进入主空压机，分别经过低压缸DMCL1204压缩后在出口蜗室混合，混合后的气体经过一次冷却和水气分离后进入下一级，即进入中压缸的一段进行压缩，气体经一段两级压缩冷却分离后，进入本缸内的二段进行一级压缩后排出，至此，空压机的全部压缩过程，达到主空压机的出口压力(251000Nm3/h，0.532MPa)要求。

　　从分子筛纯化器出来的干燥空气(137000Nm3/h，0.49MPa)进入增压机一段压缩，经过冷却器冷却后中抽一部分气体(4000Nm3/h，1.2MPa)。其余气体进入增压机二段压缩，经过冷却器冷却后中抽一部分气体(53000Nm3/h，2.74MPa)做膨胀气。最后一部分气体进入增压机三段压缩，经过最后一级冷却器冷却后进入冷箱高压板式换热器。

　　高压蒸汽(8.8MPa，510℃)经电动闸阀、速关阀、调速汽阀后进入汽轮机内膨胀做功。为了降低开车时的启动阻力矩，汽轮机配置了顶轴油泵和手动盘车装置。做功后的乏汽排入空冷器，在其中乏汽被冷凝为水，冷凝液由冷凝液泵送出界区。

　　2、机组试车中的故障分析及处理

　　2.1 试车准备中真空度过低

　　在试车准备工作中，汽轮机建立的真空度一直临近跳车值，效果不是很好，一旦汽轮机暖机冲转时，很可能因为真空度降低而跳车。查看相关设备的真空度试验报告，结果合格。现场人员开始全面检查凝汽系统，检查时可用轻盈的布条靠近设备及管道的法兰或螺纹的密封处，观察是否有吸粘现象。最终原因为汽轮机排气压力测点引气管的螺纹连接点密封不好。旋紧螺纹后还是轻微泄露，而且由于汽轮机在暖机期间，只能涂抹密封甘油隔绝密封，待停车后需要重新处理。

　　2.2 机组回油不畅通，大量油烟外排

　　在压缩机组试车前期，压缩机组联轴器护罩的全部排油烟管出现大量油烟并伴随有喷油现象，且回油管线一直趋于满管回油状态。现场技术人员研究决定加高排烟管线以减少喷油量，并将回油管线沿回油方向降低高度。经改变后仍然有大量油烟外排。排查原因时发现排烟风机排气量很小，油箱未能保住微负压，初步怀疑是其功率不满足条件。后检查排烟风机时发现，虽然风机在旋转排烟，但由于接线问题，使其反转导致叶轮叶片由后弯型变成了前弯型，大大降低了排烟能力。修正后排烟管线不再出现油烟，并有倒吸现象，证明了油箱、轴承箱、联轴器护罩及回油管线存在微负压现象。

　　2.3 联动试车中增压机瓦温过高

　　空分Ⅱ系列压缩机组自2013年7月27日至8月8日，三机联动运行共三次，增压机两块支撑瓦四个温度测点中三个温度测点出现超过报警值。其中7月27日转速升至3452rpm，一个测点温度达到跳车联锁值;8月1日转速升至4294rpm，两个温度测点分别达到报警，8月8日转速升至333.6rpm，两个温度测点分别达到跳车联锁值。

　　停车后对增压机轴瓦进行拆检，结果为驱动端侧径向轴瓦过热，下瓦损伤0.01-0.02mm，非驱动侧轴瓦无磨损，温度探头安装正常。此支撑瓦为美国沃克沙公司制造的可倾瓦轴承，经对轴瓦、进油压力及回油量和温度进行研究，分析原因可能为：1、轴瓦径向间隙过小，瓦块的支撑点不正确导致进油后形成不了油楔;2、瓦背进油流道过小，不满足正常运行时的进油量;3、回油不畅通，导致在轴瓦里的油无法顺利带走热量。处理结果为：1、修正轴瓦径向间隙，下瓦块进油侧加开10um*8mm油楔;2、瓦背进油流道开宽8mm;3、增加挡油环的径向间隙，在下瓦回油外槽和上瓦挡油环出开孔槽减小回油阻力。后经再次三机联动，之的试运行过程中增压机轴瓦温度已趋于正常。

　　2.4 汽轮机集液箱液位异常

　　汽轮机排汽系统中热井和集液箱底部与上部都由管道联通，将两设备的气侧及水侧都使之联通。在Ⅱ系列汽轮机单机试车过程中，出现热井与集液箱的液位不同的现象。集液箱的液位显示已经为满液位，但热井还没到高液位联锁(本装置热井液位过高时会联锁启动备用凝结水泵)。现场看来是热井内部凝结水由凝结水泵打入抽气器换热器中，经换热后又回流到热井中，此时凝结水由于在一定真空状态下温度过高导致大量汽化。气侧平衡管由于管道口径过小，热井上部压力大于集液箱上部压力，使集液箱内凝结水无法顺利流入热井中产生液位不同现象。后经过外送冷凝液及向热井中补充脱盐水，使凝结水温度降低到饱和温度后，两设备的液位基本达到平衡。

　　2.5 增压机出口管道振动剧烈

　　空分Ⅰ系列压缩机组于9月1日三机联动试车，转速升至3400rpm时，增压机一段出口管线发生剧烈的振动现象并伴随着强烈噪音，查看一段冷却器后压力测点，显示压力未满足工艺指标，变速器低速轴振动值及支撑瓦温度值都加剧上升，最终达到报警值，试车被迫停止。

　　停车后经拆检发现，增压机二段进气侧轴端密封磨损并发生粘连现象，增压机轴端轴端密封口环向外窜动2mm。后经设备故障排查认定增压机一段冷却器进出口存有盲板，导致增压机一段出口阻力加大且二段入口流量降低而引起机组喘振。建议后续装置试车阶段，加大试车前的检查力度，对开车条件逐一检查并登记造册，明确职责，以保证设备平稳、安全运行。

　　2.6 机组盘车脱扣时轴振动过高

　　本机组采用电动盘车装置配套带有SSS离合器，SSS表示“同步自动移位” ，即离合器的驱动和被驱动齿牙是分阶段进行，然后自动转移到转动轴啮合时完全相同的速度运行，当输入速度相对于输出速度减慢，离合器自动分离，也就是说当盘车转速小于汽轮机转速时，盘车工作就自动停止。

　　在机组刚刚启动转速很低时，增速器的振动值在某一时刻瞬间升高，并达到联锁值导致跳车，振动探头检查后没有发现问题，后又经几次启动，虽然没有跳车，但振动也达到了接近联锁值，后随着转速增加，振动值降低到正常值。分析此现象初步得出结论为，SSS离合器在自动脱扣时会使其输出轴跳动，导致增速器低速轴振动瞬间升高，这也说明SSS离合器在盘车装置中应用还需进一步改进。

　　2.7 增压机轴振动过高在线监测分析

　　9月25日，Ⅰ系列压缩机组三机联动运行试车，增压机转速达到1967rpm时机组温度、振动正常。当转速升至3944rpm时，增压机振动测点达到联锁值，机组跳车。后再次启动了三次，转速分别为3246rpm、3173rpm、3177rpm时，其振动测点都达到联锁值，导致机组跳车。

　　由于多次启动，增压机进口流量均偏低，出口压力指示也达不到正常工况，疑似管线阻塞。将增压机二级出口管线止逆阀拆卸检查，发现阀门严重锈蚀。处理后再次开车，但转速升至3148rpm时，由于振动过高再次联锁跳车。

　　公司针对此次连续跳车现象，决定采用由河南电力中心实验所状态检修中心联合深圳创为实技术发展有限公司共同开发的S8000大型旋转机械在线状态监测与分析系统(以下简称S8000系统)[2]对增压机进行在线监测。通过图谱进行分析诊断，自振动趋势增大开始，对应的各转速下，一倍频明显，低频及高频成分不明显;心轨迹为标准椭圆;相位随工作转速渐变，振幅逐渐增大，重复性较好;判断为典型的不平衡现象。运行初期，介质纯净，不可能出现结垢，而且振幅不是阶梯行急剧增大，最终诊断为叶轮吸入某些异物，堵塞流道。

　　停机拆卸查看，发现增压机二段叶轮里塞有手套一只。再次开机时振值稳定。对于有开口的设备，施工安装及检修时必须用临时盲板堵死。以防止有杂物进入，影响机组安全运行。

　　2.8 因仪表故障导致机组跳车

　　10月20日下午5点25分，Ⅰ系列压缩机组增压机轴瓦温度突然超过联锁值导致机组跳车。机组轴瓦上安装的是分度号为Pt100的测温铂热电阻，测温元件检测出轴瓦温度信号引至控制室进行显示并监控[1]。当时在显示温度曲线上可以看出温度值开始时趋于平稳，突然在正常值与报警值之间跳动，后跳动幅度增大导致跳车。经过仪表人员怀疑是线路虚接，而且检查发现出厂时温度变送器设置为热电阻元件断路时，温度取值为无限高。

　　将温度变送器设置改为电阻断路时温度取值为零， 再次启动机组，达到正常运行时，该温度测点还是存在跳动，观察期间其值突然显示为零，经过一段时间后又速升到联锁值跳车。初步判断为热电阻元件的端子虚接或接触不良，导致开始时断开阻值无限大，温度显示为零，后又在虚接过程中使阻值降到联锁值以上且没超量程的状态，使之跳车。本人认为应在温度变送器后加时间延时，阻值无限大的时间一旦超过设定时间就默认为断路故障。这样就不会出现因为端子虚接或接触不良导致的跳车现象。

　　3、结语

　　随着空分行业未来的快速发展，配套压缩机组的应用将会更为广泛，我国大型离心压缩机组的制造和生产能力也逐步走向成熟。在机组的调试运行中总结经验、细致操作、故障深入分析，这些都会为以后空分装置顺利运行打下结实基础。(文/辽宁大唐国际阜新煤制天然气有限责任公司 王健男 崔文雯)

　　参考文献

　　[1] 沈阳鼓风机集团股份有限公司，DMCL1204+2MCL1203+3BCL527离心压缩机使用说明书

　　[2] 李力等，S8000大机组状态监测系统在河南姚孟电厂的应用，大型发电机组振动和转子动力学学术会议论文集 2003

　　作者简介：

　　王健男 男，毕业于沈阳工业大学过程装备与控制工程，现在辽宁大唐国际阜新煤制天然气有限责任公司从事空分设备管理工作。

　　崔文雯 女，助理工程师，毕业于沈阳工业大学应用化学，现在辽宁大唐国际阜新煤制天然气有限责任公司从事设备运行工作。