【壓縮機網(wǎng)】一、引言

　　化工裝置實際使用中的一些低壓和中壓壓縮機，往往采用多級壓縮。即設(shè)置中間冷卻器，對一級壓縮排出的高溫空氣經(jīng)過冷卻后，再吸入二級氣缸進行二級壓縮，以達到所需壓力。采用二級壓縮，是因為要用單級壓縮來獲得較高的空氣壓力。只有將壓縮比（排氣壓力與吸氣壓力之比）提高，這樣容積系數(shù)就會隨壓力比的提高而降低。此外，由于壓縮比的提高，壓縮后的空氣溫度就會更高，從而使壓縮過程及壓縮機出現(xiàn)如下缺陷：

　　1)壓縮比提高后所產(chǎn)生的大量熱量，因受冷卻條件與冷卻效率的限制，不能及時排除，就使多變壓縮線遠(yuǎn)離等溫壓縮線而偏近絕熱壓縮線，將大大增加動力的消耗。

　　2)壓縮空氣的溫度過高，由于熱交換，會使機體整體溫度升高，會使?jié)櫥褪ピ行阅埽缯扯冉档?，?dǎo)致壓縮機的潤滑不良而出現(xiàn)故障。嚴(yán)重時，還可能引起機內(nèi)潤滑油的燃燒。

　　采用多級壓縮，就能達到較高壓力的需要。它比單級壓縮時的耗功少。經(jīng)中間冷卻器冷卻過的壓縮空氣，溫度大為降低，其中的部分永分被析出，也為下一級壓縮提供較干燥的低溫空氣。多級離心式壓縮機通常需要設(shè)置級間冷卻器，經(jīng)壓縮機一級壓縮后氣體溫度高，通過級間冷卻器冷卻，機組效率提高，所以中冷換熱效果質(zhì)量也深刻影響壓縮機的性能。

　　二、機組概述

　　空壓站K-101C為某國外進口壓縮機機組，是一種可靠高效的高速離心式空氣壓縮機，用來為裝置提供無油的壓縮空氣。壓縮機為整體組裝，由電機驅(qū)動，壓縮機與電機采用齒式聯(lián)軸器連接，整個機組，包括潤滑油系統(tǒng)，控制系統(tǒng)及輔助部件，安裝在一個公共的鋼制臺板上。

　　整個壓縮機包括：

　　1.主電機直接驅(qū)動一個各級公用的大齒輪。

　　2.每一壓縮級包括一個工作葉輪，直接安裝在齒輪軸上。

　　3.轉(zhuǎn)子包括一個整體小齒輪，由大齒輪按其最佳轉(zhuǎn)速驅(qū)動。

　　4.在每一壓縮級后安裝有中間冷卻器。

　　5.在每個冷卻器后安裝有一個氣水分離器及一套氣水分離系統(tǒng)以分離冷凝水。

　　空壓機性能參數(shù)如下：

　　型號：C80M×3

　　額定流量：13234Nm3/hr

　　大氣壓力：1.01bar

　　進氣壓力：0.99bar

　　排氣壓力：10.5bar

　　進氣溫度：35°

　　冷卻水溫度：33°

　　冷卻水溫升：13°

　　第一級冷卻器水流量：556L/min

　　第二級冷卻器水流量：680L/min

　　油冷卻器冷卻水流量：395L/min

　　總計冷卻水流量：1631L/min

　　額定轉(zhuǎn)速：2975rpm

　　電機功率：2500HP

　　機組聯(lián)鎖項目及設(shè)定值：

　　原機組原級間換熱器內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示：

　　原機組理論設(shè)計，空氣走管內(nèi)，水走管外的空氣冷卻器具有以下幾個主要特點：水——接觸面與氣——接觸面是列管式冷卻器的兩倍，這樣使冷卻效果更好，溫升更低，并且使結(jié)垢后而引起機器運行性能變差的可能性更小。因此降低了冷卻水流量和冷卻器維護保養(yǎng)的工作量。中間冷卻器的設(shè)計避免了高溫管道進出空壓機的連接問題。在設(shè)計中沒有外露的管道，避免了在管路中采用價格昂貴的膨脹節(jié)。水走管外還起著隔絕氣流噪音的作用，空氣冷卻器可在運行時進行反沖或現(xiàn)場清洗。這兩種方法都最大限度地降低了清洗冷卻器所需的停機時間。

　　但現(xiàn)實環(huán)境由于循環(huán)冷卻水水質(zhì)問題，且機組安裝時并沒有配置相應(yīng)的循環(huán)冷卻水濾芯，換熱器沒有達到應(yīng)有的效果，實際運行中，壓縮機排氣溫度始終偏高。最終決定更換級間換熱器，實現(xiàn)國產(chǎn)化。如圖所示：

　　進行國產(chǎn)化：

　　機組有兩個級間換熱器，分別為一級到二級之間，二級到三級之間。

　　機組原裝換熱器拆除，如圖所示：

　　新?lián)Q熱器氣路通道焊接支撐板。新舊換熱器內(nèi)部有差別，新?lián)Q熱器里面沒有絲網(wǎng)除沫器。下圖：

　　新?lián)Q熱器焊接安裝后外形圖：

　　三、換熱器支撐板脫落故障

　　機組新?lián)Q熱器改造后，換熱效果大大改觀，滿足了機組排氣溫度要求。運行半年后機組各項工藝參數(shù)指標(biāo)正常。2021年4月15日，機組在運行中突然出現(xiàn)聯(lián)鎖停機，儀表專業(yè)檢查聯(lián)鎖原因，確認(rèn)是二級轉(zhuǎn)子振動超標(biāo)聯(lián)鎖啟動聯(lián)鎖停機。

　　根據(jù)儀表監(jiān)測結(jié)果，首先對壓縮機二級轉(zhuǎn)子及二級進氣導(dǎo)管，擴壓器進行拆除檢查，經(jīng)過解體檢查發(fā)現(xiàn)，二級葉輪擴壓器中有上圖所示鐵塊，葉輪已經(jīng)被鐵塊打擊變形，盤車有刮蹭聲音。至此，決定將各級均打開檢查，最終發(fā)現(xiàn)，鐵塊是一級換熱器支撐筋板腐蝕脫落。經(jīng)過對腐蝕部位檢查分析認(rèn)為：支撐筋板強度尺寸弱，焊點沒有滿焊，裝置地處海邊，空氣中鹽分偏高，造成腐蝕異常，最終導(dǎo)致筋板腐蝕斷裂脫落，進入到二級葉輪處，造成葉輪損壞，導(dǎo)致機組振動聯(lián)鎖停機。最終對機組兩個級間換熱器都重新仔細(xì)檢查，沒有滿焊的筋板重新打磨焊接，一級與二級之間的換熱器也有一定腐蝕，重新打磨補焊，將強度弱的加強筋板進行更換。

　　四、分析檢查

　　通過對機組各級拆檢過程各部檢查說明，在日常機組定期例行保養(yǎng)上，存在檢查缺失項，沒有設(shè)置檢查附屬系統(tǒng)換熱器的各部位結(jié)構(gòu)腐蝕項目。并且機組三年大修時，換熱器管束只做了清洗打壓，沒有對整體筋板做進一步的減薄測量與防腐處理，沒有參照圖紙復(fù)核支撐結(jié)構(gòu)件的長周期腐蝕減薄量，這是造成此次設(shè)備事故的主要原因。而換熱器筋板設(shè)計偏薄、裝置環(huán)境地處近海、空氣潮濕、易產(chǎn)生鹽霧腐蝕是次要原因。本次設(shè)備事故暴露出機組特護設(shè)備在日常保養(yǎng)及檢修時，只重視機組主機范圍內(nèi)的檢查與測量，但機組輔助系統(tǒng)換熱器的檢查檢修流于常規(guī)檢查，只是清理疏通管束、除垢、除銹，沒有專業(yè)的對換熱器結(jié)構(gòu)尺寸進行減薄測量復(fù)核，且沒有對腐蝕部位進行防腐處理，最終導(dǎo)致機組出現(xiàn)設(shè)備事故。從此次設(shè)備事故，顯現(xiàn)出定期局部保養(yǎng)檢查的必要性。機組因所處環(huán)境不同，日常例行保養(yǎng)與定期檢查特殊項目必須檢查到位。為此，設(shè)備部重新修訂換熱器日常保養(yǎng)項目內(nèi)容，定期換熱器專項檢查檢測，檢修換熱器必要檢查隱患項目。做到機組各部全程監(jiān)測，處處質(zhì)量可控，特護機組每一個環(huán)節(jié)都應(yīng)特別對待。

　　五、回裝檢查

　　本次設(shè)備事故造成二級葉輪損壞，二級齒輪軸彎曲損壞，氣封磨損失效，油封磨損失效，擴壓器磨損，轉(zhuǎn)子徑向軸承碎裂脫落。

　　下圖為葉輪損壞圖：

　　葉輪在擴壓器內(nèi)部，葉輪拆除后，三元流扭葉被脫落的鐵塊擊打變形扭曲，給予更換。

　　二級擴壓器內(nèi)圓弧面因葉輪變形刮蹭，表面損傷，如圖所示：

　　二級擴壓器圓弧面經(jīng)激光熔覆修復(fù)后如圖所示：

　　下圖為二級齒輪軸磨損彎曲及舊氣封拆解：

　　舊二級齒輪軸與舊氣封分解圖：齒輪軸與氣封油封配合處已磨損出數(shù)道溝槽。舊二級齒輪軸與新齒輪軸對比圖：

　　舊二級齒輪軸因葉輪變形與擴壓器刮蹭后導(dǎo)致已彎曲變形，沒有修復(fù)價值，因而更換。

　　二級齒輪軸轉(zhuǎn)子總成進行整體更換，氣封與油封因齒輪軸彎曲造成損壞，給予更換。二級新轉(zhuǎn)子總成如圖所示：

　　二級轉(zhuǎn)子的損壞，使轉(zhuǎn)子振動加劇，也導(dǎo)致軸承接觸部位巴士合金出現(xiàn)局部碎裂脫落，徑向軸承拆出給予更換。由于軸承碎裂，巴士合金掉落齒輪箱，隨即將齒輪箱底清理徹底，潤滑油用過濾機進行過濾后使用。

來源：本站原創(chuàng)