制氧机组在安装调试中的问题处理

（江阴兴澄特种钢铁有限公司能源部，江苏 江阴 214429）

当时光进入21世纪时，国内的钢铁企业进入了快速发展期，江阴兴澄特种钢铁有限公司（以下简称兴澄特钢）也进行了较大规模的移地改造，在滨江厂区原一期基础上建设了二期项目，新上了高炉、100 t转炉等项目，在此情况下，原6 000 NM3/h的制氧机已无法满足一、二期项目的用氧需要，因此兴澄特钢决定投资建设一套10 000 NM3/h的制氧机，整个制氧机项目于2002年立项启动，于2003年7月建成投产，历时一年时间。

本文针对10000NM3/h制氧机组中的空气增压机在安装调试中出现的问题进行了研究探讨，以期对此类压缩机的共性问题进行归纳总结，供其他厂家或专业人士一起学习。

1 工艺流程及特点

1.1 工艺流程

这次新建的10 000 NM3/h的制氧机，不同于原有的6 000 NM3/h制氧机（外压缩流程），采用了当时国际上较为先进、国内刚起步的内压缩流程，其工艺流程为规整填料的精馏塔、全精馏提氩、常规分子筛净化、增压透平膨胀机、内压缩氧气产品、DCS控制系统的空分流程。主空压机为进口的COOPER公司的产品，空气增压机为INGERSOLL－RAND公司的产品，全套空分装置为四川空分设备有限责任公司提供的，整套机组由中国空分设备有限公司进行总成套。其生产的产品分三个工况，如表1所示。

表1 机组性能表

1.2 流程特点

这套内压缩流程机组，它采用高压液氧泵，在冷箱内将来自主冷凝器的低温液氧预先加压到所需的压力，然后在高压换热内复热汽化后送出冷箱供用户使用。它的优越性在于：

（1）用泵加压低温液氧安全性比离心式氧压机好，火险隐患小；

（2）产品氧气压力涵盖的范围大，只要大于5MPa，皆可用内压缩流程；

（3）装置占地面积远比外压缩流程小；

（4）泵的可靠性高，无故障运行时间可达17 000小时；

（5）工况调节范围大，液体产品多，适应范围也大；

（6）操作方便，控制简单。

由于内压缩流程的这些优越性，且能节约占地面积，因此兴澄特钢在以后的工程中采用的制氧机20 000NM3/H和38 000 NM3/h均为内压缩流程。

2 安装调试及问题处理

此套制氧机，空分装置由四川空分公司提供及安装，其余设备由上海安装公司承包安装，在业主、安装公司、中国空分公司的全力协作下，从2003年3月开始安装，至6月份安装结束，历时3个月时间，随后进入单机调试阶段。在单机调试阶段中，主要出现了以下两个问题。

一是，离心空气增压机的电机与压缩机在找对中时出现了特例。由于此压缩机为INGERSOLL－RAND公司生产的三级压缩的离心式空气增压机组，型号为C125MX3B（或5CⅡMX3）型，排气量为 32 000NM3/H，调节范围（75~105）%，吸入/排出压力为0.5MPa/4.2MPa，吸入/排出温度为26℃≤43℃，轴功率2 885 kW，电机功率（异步电机）4 000 HP，总冷却水量320M3/H。此压缩机为整体式的，电机和压缩机是在同一个底座上的，而此底座又设计成一个整体密封的油箱，即电机和压缩机同座在一个整体油箱上，当按照常规找对中安装好电机和压缩机后，电机比压缩机高0.5~0.76MM，联好联轴器，在单机调试中，压缩机在动行几小时后，轴振动逐渐升高，到最后报警跳车。

解决方法：由于此压缩机为INGERSOLLRAND公司生产的，机身材质为铸钢件，而电机是TECO—Westinghouse生产的，机身为钢板焊接的，由于电机与压缩机同座在油箱上，在正常运行时，油温在60~70℃，由于材质不同，压缩机与电机的热膨胀系数不同，故在运行几个小时后，对中位置发生偏差，由此轴振动逐渐升高引起报警跳车。因此，我们把此信息传给意大利厂家后，经过厂方的计算后，重新调整电机与压缩机的对中状态，使电机比压缩机低0~0.13MM，经过这样的调整后，增压机组运行正常，并经几年运行，未出现任何异常。

二是，离心空气增压机在单机试车中，在运行一段时间后，由于高速轴轴承温度升高而报警跳车，刚开始时，我们认为是轴瓦间隙不对引起的。所以，返复调整轴瓦间隙，多次试车，但最终还是失败。在多次开盖，返复压间隙过程中，我发现了一个问题，在一次打开盖子的时候，发现齿轮箱中油烟特别重，于是我认为问题可能就出在这里。

解决方法：此压缩机为INGERSOLL－RAND公司生产的三级压缩的离心式压缩机组，此机组的齿轮箱是垂直剖分的型式，一、二、三级高速轴齿轮呈三角形型式分布于大齿轮的周围，最上端为一级高速轴齿轮，二、三级高速轴齿轮分布于下方。高速轴的轴承密封是石墨碳环密封，石墨碳环密封不同于迷宫密封的特点是密封性能好，泄露量小，更换维修方便，但此密封需由外界通入仪表气，因此就有部份仪表气通过密封进入齿轮箱中，由此引起齿轮箱中的烟气量比较多，齿轮箱中的烟气随油流入油箱，再由油箱上的油气分离器排入大气中，而此油箱是正压形式的油箱，因此较多的烟气量来不及从油气分离器中排出油箱，而来不及排出的烟气就在齿轮箱中集中，经过齿轮的高速运转，使烟气得到再加热，从而使烟气的温度更高，以此影响高速轴轴承温度的升高而引起报警跳车。我们经过分析找到问题后，我们在齿轮箱的中上部位置，并经厂家同意后，开了两个排气孔，接上排气管和油气分离器，试车一次成功，至今运行平稳。

3 结束语

通过这次安装调试，我们意识到：国外进口的压缩机虽然在技术上要比我们先进，效率也比国内的要高些，但也会存在一些问题，因为，国外生产厂家在试车时，一般都在试车平台上进行，所以机组的运行条件基本上接近理想状态，大的问题在试车时一般都会解决，但局部细节不一定会考虑的很周全，因此，还是需要我们在现场根据实际情况进行判断，分析问题，最终解决问题，本文献给同行的人们作为参考与借签。