打破10#机组长周期运行瓶颈，延长机组运行周期

张家麟 瞿军业 张德忠

摘 要：通过分析影响第一空压站10#压缩机长周期运行的因素，找到有效途径改善10#机运行环境，保证10#压缩机长周期运行。

关键词：影响因素;原因分析;解决措施

0 引言

兰州石化公司第一空压站装置10#压缩机组是由美国库伯压缩机生产型号为TA-11000/30，于2003年安装并投入运行，为兰州石化公司关键机组，给炼油区生产装置提供生产过程所需的压缩空气，该机组自2003年投入运行至今通过总结10#机组检修履历发现：影响10#机组长周期运行的主要因素为中冷器泄漏、机组叶轮结垢、电机定子温度高，现场控制柜电源板损坏等，直接影响10#压缩机组长周期运行，通过提出改进措施，彻底解决了影响10#机组长周期运行的瓶颈因素。

1 影响10#机组长周期运行因素分析

该机组自2003年投入运行至今通过总结10#机组检修履历发现：针对10#机组运行过程中发生故障及隐患检修共16次，其中电机定子温度高原因检修3次，叶轮结构造成机组振动值升高检修4次，中冷器泄漏造成4次，由于控制电源故障停机检修3次。

2 10#机组长周期运行影响因素分析

2.1 电机定子温度高检修原因分析

由于10#压缩机的现场布局，油箱上排烟系统距离电机进风口较近，油箱内温度较高的油烟气通过排烟系统排出后，使电机周围环境温度升高，且部分油烟可能会进入电动机进风口，与空气中灰尘凝聚，形成油泥，使电机定子冷却效果下降，导致电机定子温度升高，且电机吸入口与电机排风口均向下，易造成排出热空气又被吸入。由于低压厂房设计时无轴流风机，且10#进口压缩机由原10#国产压缩机基础上改造建成，机组位置不佳，机组东、南、西侧窗户位置不佳，厂房通风效果较差，造成冷却电机空气流通不畅，环境温度较高，吸入电机风道入口冷却空气无法有效冷却电机，严重影响机组正常运行。通过打开厂房窗户，测量环境温度、电机吸入口温度对比分析电机定子温度的变化，证实了电机定子温度高不仅与电机内部油泥多有关，而且电机所处环境温度高也是电机定子温度高的原因之一。

根据测得数据可以发现：10#机电机定子温度与电机风道入口温度有直接关系，当电机风道入口温度降低时，电机定子温度也适当降低。

2.2 机组叶轮结垢造成检修原因分析

压缩机叶轮表面结垢是一种常见现象，特别是入口过滤器长时间使用以后，机组叶轮结垢会造成机组动平衡破坏，振动上升的速度相对较快。叶轮结垢主要原因是在压缩机壳体内的压缩空气经过压缩后接近饱和空气，饱和空气所夹带的灰尘凝结在叶轮表面形成硬垢，造成机组叶轮动平衡破坏，易发生机组振动联锁停机。

2.3 机组中冷器泄漏造成检修原因分析

10#压缩机中冷器结构为板翅式换热器，管程为冷却循环水，壳程高温压缩空气通过换热器芯子翅片后进行降温，原厂家中冷器芯子管束材质为1.5mm厚的铜管，在运行过程中换热器管束附近会产生局部汽化，水中的有害物质就在壳程裂管处蒸发析出而沉淀结垢。这种结垢物的主要成分是有机油泥、盐及其它杂质的混合物，不溶于冷、热水，靠自身循环也不易冲刷下来，这样就极易发生各种形式的电化学腐蚀，（如垢下厌氧腐蚀、小孔腐蚀、氧浓差腐蚀等），再由于工艺水长期呈弱碱性，且此处水温较高，管束的腐蚀;也由于管口与管板采用胀接连接，在受压环境长时间运行导致胀口渗漏，这也是换热器管束泄漏的原因。

2.4 机组控制电源故障造成检修原因分析

10#机现场控制柜设计离压缩机本体较近，由于运行中的压缩机本体温度在110℃左右，导致控制柜内温度长期在50℃左右，造成控制柜内主板元件受热损坏。虽然加装了隔离板，但效果不佳，现场控制柜内温度依然居高不下，影响机组长周期运行。

3 10#机组长周期运行解决措施

3.1 电机定子温度高解决方案

针对10#机电机油泥在2013年4月1日对10#机进行的电机计划检修期间，我车间实施了对油箱排油烟筒的改造，经过焊接管线（Φ57*3.5），将原排油烟筒经过延长引至一楼。将油烟引至室外，防止油烟吸入电机风道入口，延缓油泥的形成时间。并对10#机所在厂房内加装轴流风机，且将厂房顶部塑钢窗改为百叶窗，加强空气流通，以降低10#机所处环境温度，有效减缓了10#机定子温度的升高，通过2013年改造后，10#机电机定子温度在夏天时的最高温度为2009年以来的最低值，彻底解决了影响10#机电机长周期运行的一大瓶颈。

2009-2011年间，10#机定子温度一直维持在140℃左右，在2012年进行电机清洗后，电机定子温度有明显下降趋势，但由于厂房内环境温度及油箱排油烟气的影响，电机定子温度在长时间运行后有明显上升趋势，在2013年初又有明显升高至130℃左右，但在采取厂房降温趋势及油箱排油烟改造后，10#机电机定子温度下将明显，且定子温度较为稳定，没有上升的趋势，基本消除了电机定子温度高的隐患。

3.2 机组叶轮结垢解决方案

通过对压缩机机组叶轮结构的分析，车间制定了以下措施来解决叶轮结垢情况：

①每年定期化学清洗机组叶轮和扩压器，以消除机组叶轮结垢;

②由于大气质量差，粉尘含量高等特点，车间提高了压缩机的过滤器滤芯的过滤精度，由过去的5μm降低到2μm;

③对入口过滤器压差加强观察，当过滤器压差>450Pa时及时清扫，当过滤器压差>650Pa时及时更换过滤筒，通过严格入口除尘器的管理有效监控吸入压缩机空气洁净程度，有效降低压缩空气在壳体内压缩时结垢几率;

④消除气体短路，对入口过滤器到一级叶轮部位的管道和外露部位加强了密封，严格按检修规程安装过滤器，对过滤筒密封胶圈质量、安装质量严格把关，有效改善机组叶轮结构情况。

3.3 机组中冷器芯子改进方案

加强循环水质管理，提高循环水质，改善中冷器芯子材质，原中冷器芯子由不锈钢管板、铜管束并结合导热率好的铝翅片构成，由于循环水质及空气的腐蚀作用，铝片在长期高温潮湿环境中成粉末状破损，为改善中冷器芯子使用，将原管束改为耐腐蚀的海军铜管束，翅片由铝片改为不锈钢翅片，自2008年安装至今未发生过一起因中冷器芯子原因造成的计划或非计划检修，2013年4月10#机检修拆检后发现翅片及管束完好，未发生泄漏情况说明对中冷器芯子的改进有效延长了机组长周期运行周期。

3.4 机组控制电源板损坏改善方案

针对10#机现场控制柜温度高，已损坏控制电源板的情况，车间决定从现场仪表气源引一路气源至现场控制柜后，在控制柜后的气源线上开φ8小孔，并封闭气源线远端，形成一道风幕，持续隔离压缩机本体对现场控制柜的热辐射现象，为现场控制柜降温。

根据10#压缩机加装气源线后控制柜及环境温度对比可发现：加装气源线对控制柜与压缩机运行产生的热量进行了有效的隔离，有效组织了压缩机二级蜗壳产生的热辐射，有效降低了现场控制柜温度，保证控制柜内元器件的使用环境，从而减少因受热元器件老化导致压缩机停机的几率。

4 结束语

车间在解决了影响10#机组长周期运行4个主要因素后，彻底打破了10#机组长周期运行瓶颈，延长机组运行周期，降低了关键机组的故障率，有效改善了第一空压站压缩风系统安全保供的形势，结合10#机故障检修原因分析也为今后空分车间关键机组长周期运行奠定了基础。

参考文献：

[1]李家民.炼化设备手册[M].兰州：兰州大学出版社，2008.