核电站主空压机转子涂层脱落原因分析及解决方案研究

文志+陈万军

摘 要：该文以相关核电项目建设现场出现的主空压机高压转子涂层脱落问题为切入点，通过深入的调研和大量的数据及材料的对比研究，分析了高压转子涂层脱落的原因，并提出了建设性的解决方案。

关键词：空压机  转子  涂层  核电站

中图分类号：TH45 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）11（b）-0034-02

Research on Main Air Compressor of Nuclear Power Station Rotor Peeling Coating Cause Analysis and the Scheme of Problem Solving

Wen Zhi Chen Wanjun

（Equipment Procurement and Supply Division， China Nuclear Power Engineering Company LTD，Shenzhen of Guangdong Prov. 518124， China）

Abstract：This thesis mainly Based on the related nuclear power project construction site of the main air compressor high pressure rotor peeling coating problem as the breakthrough point， through research and comparative study on the large amounts of data and materials， Analyze the cause of the high pressure rotor peeling coating， and puts forward some constructive solutions.

Key Words：Air Compressor;Rotor;Peeling Coating;Nuclear Power Station

压缩空气生产系统主空压机组作为核电站压缩空气的主要来源，承担着为全厂动力设施和气动装置提供压缩空气的任务，空压机设备能否安全运行关系到整个电站压缩空气的来源是否稳定可靠。该文以相关核电项目建设现场出现的空压机高压转子涂层脱落问题为切入点，通过深入的调研和大量的数据及材料的对比研究，深入分析了高压转子涂层脱落的原因，并提出了建设性的解决方案，对后续核电项目有着重要的参考价值和普遍的借鉴意义。

1 问题描述

2012年6月，空压机服务工程师在处理A核电项目现场问题时，发现现场安装的空压机高压转子涂层存在脱落的情况，随后，在B核电项目及C核电项目分别对各自现场的空压机作了相关检查，发现设备均出现了类似问题。

各项目现场的图片如下。

A核电项目现场图片如图1。

B核电项目图片如图2。

C核电项目图片如图3。

由于无油水冷螺杆式空压机没有润滑油的润滑及带走细小颗粒，转子涂层与高速高压含杂质的流动气体直接进行摩擦，故转子涂层对转子本身起着重要的保护作用，其完好程度是确保空压机长期稳定运行的关键因素。

转子涂层脱落直接影响空压机运行性能。转子涂层脱落后将使空压机的压缩转子直接暴露在未经干燥过滤处理的压缩空气中，容易造成螺杆锈蚀、二级出气压力低、高压转子工作效率降低等一系列问题，从而降低空压机使用寿命，影响核电站机组的正常运行。

2 原因分析

三个核电项目的转子涂层剥落情况基本相同，可以排除由于使用地点的差异带来的涂层剥落问题造成的影响。经分析，造成高压转子涂层脱落的主要原因如下。

（1）设备存储时间较长且存储环境较差。

经了解，上述三个项目的交货期及安装调试时间如表1所示。

从上表可得出各项目的空压机交付后到安装调试时间全部超过了1年甚至1年半以上的时间。核电站位于海边，现场环境潮湿，空压机现场储存时间较长，设备出厂时放置在空压机内的干燥包（正常使用周期为半年）逐渐失去功效，从而导致空压机内部尤其是高压转子内部湿度较大，从而对转子涂层的性能产生一定的影响。

（2）吹扫空气品质较低，冷凝水破坏高压转子涂层。

为在空压机停运期间对其高压转子进行干燥保养，空压机需要引一路空气对其高压转子进行吹扫，考虑到设备集成、便于维护保养等因素，根据空压机供应商的原设计方案，相关管线集成在空压机设备本体上，吹扫空气引自空压机出口。由于空压机内的后冷却器疏水阀不能有效去除吹扫空气中的水分，从而导致该部分空气湿度较大，同时该部分空气未经过滤处理，所含杂质较多。

核电站备用空压机较多，空压机安装调试完毕后未能长时间的连续运行，空压机停机后高压转子内部将会残留高温饱和湿空气，而原设计方案中的吹扫空气又未能起到干燥高压转子的作用，由于主空压机高压转子阴阳螺杆啮合处间隙很小，设备冷却后饱和湿空气很容易产生冷凝水并附着于转子涂层表面，再次启动时，水滴在转子高速运动中撞击转子，从而破坏转子表面涂层。

3 处理方案

空压机高压转子涂层脱落的主要原因是空压机停机后，从空压机出口处引出的吹扫空气无法将高压转子内的高温饱和湿空气及时排出。为彻底解决相关问题，需对高压转子吹扫管线进行相应的改造。

综合分析核电站压缩空气生产系统的实际情况，最终确定将高压转子吹扫空气的引气点移至干储气罐之后的压缩空气管线上，该处的压缩空气已经过干燥器及其配套过滤器的干燥过滤处理，湿度低，杂质少，能够有效满足空压机高压转子的吹扫要求，相关管线采用材质为304L的不锈钢管，设计温度与设计压力与压缩空气生产系统的设计温度和设计压力相同。为防止异物进入，在吹扫空气进入高压转子之前的管线上设置了一个过滤器，同时为方便管线检修，在吹扫管线的支线上配备了手动截止阀。

同时，在后续核电项目建设中，建议关注如下事项。

（1）重视设备到货进度与现场安装，调试进度的匹配性，缩短空压机现场存储时间确保空压机到达现场后尽快安装调试完毕。

（2）关注空压机储存问题，空压机到达现场后加强巡检，保持空压机内部的干燥。

（3）安装调试完毕后，应注意相关备用空压机的开机运行，避免备用空压机长期不运行而在高压转子内残存饱和湿空气。

（4）系统设计时应考虑吹扫空气的取气点及相关管线、阀门的设计。

4 结语

通过相关改造，可以确保空压机在停运期间高压转子处于干燥空气的保护，从而使高压转子涂层不受损伤。实践证明，采用该方案可以保证空压机组稳定可靠运行，安全地为核电站提供压缩空气，满足了机组正常运行的需求。

参考文献

[1] 陈济东.大亚湾核电站系统及运行[M].原子能出版社，1994.

[2] 广东核电培训中心.900MW压水堆核电站系统与设备[M].原子能出版社，2004（7）.

[3] 《岭澳核电工程实践与创新》辑委员会.岭澳核电工程实践与创新[M].原子能出版社，2002.endprint

摘 要：该文以相关核电项目建设现场出现的主空压机高压转子涂层脱落问题为切入点，通过深入的调研和大量的数据及材料的对比研究，分析了高压转子涂层脱落的原因，并提出了建设性的解决方案。

关键词：空压机  转子  涂层  核电站

中图分类号：TH45 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）11（b）-0034-02

Research on Main Air Compressor of Nuclear Power Station Rotor Peeling Coating Cause Analysis and the Scheme of Problem Solving

Wen Zhi Chen Wanjun

（Equipment Procurement and Supply Division， China Nuclear Power Engineering Company LTD，Shenzhen of Guangdong Prov. 518124， China）

Abstract：This thesis mainly Based on the related nuclear power project construction site of the main air compressor high pressure rotor peeling coating problem as the breakthrough point， through research and comparative study on the large amounts of data and materials， Analyze the cause of the high pressure rotor peeling coating， and puts forward some constructive solutions.

Key Words：Air Compressor;Rotor;Peeling Coating;Nuclear Power Station

压缩空气生产系统主空压机组作为核电站压缩空气的主要来源，承担着为全厂动力设施和气动装置提供压缩空气的任务，空压机设备能否安全运行关系到整个电站压缩空气的来源是否稳定可靠。该文以相关核电项目建设现场出现的空压机高压转子涂层脱落问题为切入点，通过深入的调研和大量的数据及材料的对比研究，深入分析了高压转子涂层脱落的原因，并提出了建设性的解决方案，对后续核电项目有着重要的参考价值和普遍的借鉴意义。

1 问题描述

2012年6月，空压机服务工程师在处理A核电项目现场问题时，发现现场安装的空压机高压转子涂层存在脱落的情况，随后，在B核电项目及C核电项目分别对各自现场的空压机作了相关检查，发现设备均出现了类似问题。

各项目现场的图片如下。

A核电项目现场图片如图1。

B核电项目图片如图2。

C核电项目图片如图3。

由于无油水冷螺杆式空压机没有润滑油的润滑及带走细小颗粒，转子涂层与高速高压含杂质的流动气体直接进行摩擦，故转子涂层对转子本身起着重要的保护作用，其完好程度是确保空压机长期稳定运行的关键因素。

转子涂层脱落直接影响空压机运行性能。转子涂层脱落后将使空压机的压缩转子直接暴露在未经干燥过滤处理的压缩空气中，容易造成螺杆锈蚀、二级出气压力低、高压转子工作效率降低等一系列问题，从而降低空压机使用寿命，影响核电站机组的正常运行。

2 原因分析

三个核电项目的转子涂层剥落情况基本相同，可以排除由于使用地点的差异带来的涂层剥落问题造成的影响。经分析，造成高压转子涂层脱落的主要原因如下。

（1）设备存储时间较长且存储环境较差。

经了解，上述三个项目的交货期及安装调试时间如表1所示。

从上表可得出各项目的空压机交付后到安装调试时间全部超过了1年甚至1年半以上的时间。核电站位于海边，现场环境潮湿，空压机现场储存时间较长，设备出厂时放置在空压机内的干燥包（正常使用周期为半年）逐渐失去功效，从而导致空压机内部尤其是高压转子内部湿度较大，从而对转子涂层的性能产生一定的影响。

（2）吹扫空气品质较低，冷凝水破坏高压转子涂层。

为在空压机停运期间对其高压转子进行干燥保养，空压机需要引一路空气对其高压转子进行吹扫，考虑到设备集成、便于维护保养等因素，根据空压机供应商的原设计方案，相关管线集成在空压机设备本体上，吹扫空气引自空压机出口。由于空压机内的后冷却器疏水阀不能有效去除吹扫空气中的水分，从而导致该部分空气湿度较大，同时该部分空气未经过滤处理，所含杂质较多。

核电站备用空压机较多，空压机安装调试完毕后未能长时间的连续运行，空压机停机后高压转子内部将会残留高温饱和湿空气，而原设计方案中的吹扫空气又未能起到干燥高压转子的作用，由于主空压机高压转子阴阳螺杆啮合处间隙很小，设备冷却后饱和湿空气很容易产生冷凝水并附着于转子涂层表面，再次启动时，水滴在转子高速运动中撞击转子，从而破坏转子表面涂层。

3 处理方案

空压机高压转子涂层脱落的主要原因是空压机停机后，从空压机出口处引出的吹扫空气无法将高压转子内的高温饱和湿空气及时排出。为彻底解决相关问题，需对高压转子吹扫管线进行相应的改造。

综合分析核电站压缩空气生产系统的实际情况，最终确定将高压转子吹扫空气的引气点移至干储气罐之后的压缩空气管线上，该处的压缩空气已经过干燥器及其配套过滤器的干燥过滤处理，湿度低，杂质少，能够有效满足空压机高压转子的吹扫要求，相关管线采用材质为304L的不锈钢管，设计温度与设计压力与压缩空气生产系统的设计温度和设计压力相同。为防止异物进入，在吹扫空气进入高压转子之前的管线上设置了一个过滤器，同时为方便管线检修，在吹扫管线的支线上配备了手动截止阀。

同时，在后续核电项目建设中，建议关注如下事项。

（1）重视设备到货进度与现场安装，调试进度的匹配性，缩短空压机现场存储时间确保空压机到达现场后尽快安装调试完毕。

（2）关注空压机储存问题，空压机到达现场后加强巡检，保持空压机内部的干燥。

（3）安装调试完毕后，应注意相关备用空压机的开机运行，避免备用空压机长期不运行而在高压转子内残存饱和湿空气。

（4）系统设计时应考虑吹扫空气的取气点及相关管线、阀门的设计。

4 结语

通过相关改造，可以确保空压机在停运期间高压转子处于干燥空气的保护，从而使高压转子涂层不受损伤。实践证明，采用该方案可以保证空压机组稳定可靠运行，安全地为核电站提供压缩空气，满足了机组正常运行的需求。

参考文献

[1] 陈济东.大亚湾核电站系统及运行[M].原子能出版社，1994.

[2] 广东核电培训中心.900MW压水堆核电站系统与设备[M].原子能出版社，2004（7）.

[3] 《岭澳核电工程实践与创新》辑委员会.岭澳核电工程实践与创新[M].原子能出版社，2002.endprint

摘 要：该文以相关核电项目建设现场出现的主空压机高压转子涂层脱落问题为切入点，通过深入的调研和大量的数据及材料的对比研究，分析了高压转子涂层脱落的原因，并提出了建设性的解决方案。

关键词：空压机  转子  涂层  核电站

中图分类号：TH45 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）11（b）-0034-02

Research on Main Air Compressor of Nuclear Power Station Rotor Peeling Coating Cause Analysis and the Scheme of Problem Solving

Wen Zhi Chen Wanjun

（Equipment Procurement and Supply Division， China Nuclear Power Engineering Company LTD，Shenzhen of Guangdong Prov. 518124， China）

Abstract：This thesis mainly Based on the related nuclear power project construction site of the main air compressor high pressure rotor peeling coating problem as the breakthrough point， through research and comparative study on the large amounts of data and materials， Analyze the cause of the high pressure rotor peeling coating， and puts forward some constructive solutions.

Key Words：Air Compressor;Rotor;Peeling Coating;Nuclear Power Station

压缩空气生产系统主空压机组作为核电站压缩空气的主要来源，承担着为全厂动力设施和气动装置提供压缩空气的任务，空压机设备能否安全运行关系到整个电站压缩空气的来源是否稳定可靠。该文以相关核电项目建设现场出现的空压机高压转子涂层脱落问题为切入点，通过深入的调研和大量的数据及材料的对比研究，深入分析了高压转子涂层脱落的原因，并提出了建设性的解决方案，对后续核电项目有着重要的参考价值和普遍的借鉴意义。

1 问题描述

2012年6月，空压机服务工程师在处理A核电项目现场问题时，发现现场安装的空压机高压转子涂层存在脱落的情况，随后，在B核电项目及C核电项目分别对各自现场的空压机作了相关检查，发现设备均出现了类似问题。

各项目现场的图片如下。

A核电项目现场图片如图1。

B核电项目图片如图2。

C核电项目图片如图3。

由于无油水冷螺杆式空压机没有润滑油的润滑及带走细小颗粒，转子涂层与高速高压含杂质的流动气体直接进行摩擦，故转子涂层对转子本身起着重要的保护作用，其完好程度是确保空压机长期稳定运行的关键因素。

转子涂层脱落直接影响空压机运行性能。转子涂层脱落后将使空压机的压缩转子直接暴露在未经干燥过滤处理的压缩空气中，容易造成螺杆锈蚀、二级出气压力低、高压转子工作效率降低等一系列问题，从而降低空压机使用寿命，影响核电站机组的正常运行。

2 原因分析

三个核电项目的转子涂层剥落情况基本相同，可以排除由于使用地点的差异带来的涂层剥落问题造成的影响。经分析，造成高压转子涂层脱落的主要原因如下。

（1）设备存储时间较长且存储环境较差。

经了解，上述三个项目的交货期及安装调试时间如表1所示。

从上表可得出各项目的空压机交付后到安装调试时间全部超过了1年甚至1年半以上的时间。核电站位于海边，现场环境潮湿，空压机现场储存时间较长，设备出厂时放置在空压机内的干燥包（正常使用周期为半年）逐渐失去功效，从而导致空压机内部尤其是高压转子内部湿度较大，从而对转子涂层的性能产生一定的影响。

（2）吹扫空气品质较低，冷凝水破坏高压转子涂层。

为在空压机停运期间对其高压转子进行干燥保养，空压机需要引一路空气对其高压转子进行吹扫，考虑到设备集成、便于维护保养等因素，根据空压机供应商的原设计方案，相关管线集成在空压机设备本体上，吹扫空气引自空压机出口。由于空压机内的后冷却器疏水阀不能有效去除吹扫空气中的水分，从而导致该部分空气湿度较大，同时该部分空气未经过滤处理，所含杂质较多。

核电站备用空压机较多，空压机安装调试完毕后未能长时间的连续运行，空压机停机后高压转子内部将会残留高温饱和湿空气，而原设计方案中的吹扫空气又未能起到干燥高压转子的作用，由于主空压机高压转子阴阳螺杆啮合处间隙很小，设备冷却后饱和湿空气很容易产生冷凝水并附着于转子涂层表面，再次启动时，水滴在转子高速运动中撞击转子，从而破坏转子表面涂层。

3 处理方案

空压机高压转子涂层脱落的主要原因是空压机停机后，从空压机出口处引出的吹扫空气无法将高压转子内的高温饱和湿空气及时排出。为彻底解决相关问题，需对高压转子吹扫管线进行相应的改造。

综合分析核电站压缩空气生产系统的实际情况，最终确定将高压转子吹扫空气的引气点移至干储气罐之后的压缩空气管线上，该处的压缩空气已经过干燥器及其配套过滤器的干燥过滤处理，湿度低，杂质少，能够有效满足空压机高压转子的吹扫要求，相关管线采用材质为304L的不锈钢管，设计温度与设计压力与压缩空气生产系统的设计温度和设计压力相同。为防止异物进入，在吹扫空气进入高压转子之前的管线上设置了一个过滤器，同时为方便管线检修，在吹扫管线的支线上配备了手动截止阀。

同时，在后续核电项目建设中，建议关注如下事项。

（1）重视设备到货进度与现场安装，调试进度的匹配性，缩短空压机现场存储时间确保空压机到达现场后尽快安装调试完毕。

（2）关注空压机储存问题，空压机到达现场后加强巡检，保持空压机内部的干燥。

（3）安装调试完毕后，应注意相关备用空压机的开机运行，避免备用空压机长期不运行而在高压转子内残存饱和湿空气。

（4）系统设计时应考虑吹扫空气的取气点及相关管线、阀门的设计。

4 结语

通过相关改造，可以确保空压机在停运期间高压转子处于干燥空气的保护，从而使高压转子涂层不受损伤。实践证明，采用该方案可以保证空压机组稳定可靠运行，安全地为核电站提供压缩空气，满足了机组正常运行的需求。

参考文献

[1] 陈济东.大亚湾核电站系统及运行[M].原子能出版社，1994.

[2] 广东核电培训中心.900MW压水堆核电站系统与设备[M].原子能出版社，2004（7）.

[3] 《岭澳核电工程实践与创新》辑委员会.岭澳核电工程实践与创新[M].原子能出版社，2002.endprint