某动力厂区原料空压机的安装与管理

〔摘 要〕原料空压机中离心式压缩机和三相异步电动机安装过程危险性较高，安全风险大，结合某动力厂区原料空压机的吊装、安装实践，全面分析了原料空压机中离心式压缩机和三相异步电动机的吊装过程中相关参数的选择与计算，安装过程中对中、找正的具体注意事项。通过对安装数据细节的严格把控，保证机组安装后能够长期稳定运行。

〔关键词〕原料空压机；钢丝绳选择；吊车选型；三表法找正

中图分类号：TH138.21    文献标志码：Ｂ  文章编号：1004-4345（2024）02-0034-04

Installation and Management of Raw Material Air Compressor in a Power Plant Area

MA Haiyu

（Jiangxi Tongrui Project Management Co.， Ltd.， Nanchang， Jiangxi 330038， China）

Abstract  The centrifugal compressor and three-phase asynchronous motor in the raw material air compressor has high installation hazard and safety risk. According to the lifting and installation practice of the raw material air compressor in a power plant， a comprehensive analysis was conducted on the selection and calculation of relevant parameters in the lifting process of centrifugal compressor and three-phase asynchronous motor， as well as the specific precautions on centering and alignment during the installation period. By strictly controlling the details of the installation data， it ensures that the unit can run stably for a long time after installation.

Keywords  raw material air compressor; selection of steel wire rope; crane selection; three-gauge method for alignment

原料空壓机中离心式压缩机和三相异步电动机工艺复杂，精度要求高，且自重较大，吊装、安装过程危险性较高，施工难度大。设备就位后，压缩机组的对中找正过程直接决定着设备的使用寿命，也是后期设备运行稳定的关键。本文拟结合国内某大型铜冶炼厂动力厂区原料空压机的安装实践，对原料空压机的安装过程及注意事项进行总结。

1 项目概况

国内某大型铜冶炼厂的动力厂区采用国际先进的空分技术，以确保空分设备长期、稳定、可靠地运行，操作维修方便 。整套装置包括空气压缩系统、空气预冷系统、空气纯化系统、空气增压膨胀系统、冷箱系统、液体贮存、液体汽化系统、仪控系统、电控系统。氧气站采用规整填料塔的全精馏制氧工艺。

作为氧气站的核心设备，该站原料空压机选择采用SVK160-3S 型空压机，其主要部件包括离心压缩机、稀油润滑系统、高位油箱1 350 L、放空消声器、水站、临时过滤网、一段气体冷却器、二段气体冷却器、自洁式空气过滤器、润滑油路系统、气路系统、机组监测系统及其他辅助部件。该原料空压机主要技术参数如下：额定排气量为17 000 m3/h，进口压力为98 Pa，额定排气压力为0.57 MPa，排气温度为88 ℃，电机功率为14 900 kW。

2   设备吊装实践

2.1  吊装基础参数

1）主要吊装部件。原料空压机主要大件包括三相异步电机、离心式压缩机、一级冷却器、二级冷却器、自洁式空气过滤器，具体大件设备数据见表1。

２）主要起重指标。（1）最大起重质量。设备中质量最大的为离心式压缩机，其质量为55.5 t。只要能满足该设备的吊装要求，则其余设备均可满足要求。（2）被吊物就位高度为10.4 m。（3）回转半径为16 m。

2.2  钢丝绳的选择计算

1）钢丝绳型号选择。钢丝绳吊索可采用6 ×19 及6×37型钢丝绳，考虑到被吊物较重，选取6×37 型钢丝绳为宜。钢丝绳制作成环式或8股头式，其长度和直径应根据吊物的几何尺寸、质量和所用吊装工具、吊装方法确定。使用时可采用单根、双根、４根或多根悬吊形式。

2）吊索的安全系数。当利用吊索上的吊钩、卡环钩挂重物上的起重吊环时，安全系数不应小于6。

3）钢丝绳的选取。离心式压缩机质量为 55.5 t，钢丝绳安全系数取 6，则钢丝绳的破断拉力F≥333 t；按照吊装方式选取钢丝绳2根，每根长12 m，则每根钢丝绳的破损拉力F1≥83.25 t。

根据钢丝绳容许拉力表，该项目选取43 mm 的6×37 钢丝绳，其公称抗拉强度为1 400 MPa时，钢丝绳的钢丝破断拉力总和为97.55 t，满足要求。

2.3  汽车吊的选择计算

本项目吊钩选用80 t双钩，吊钩质量为1.2 t。钢丝绳、卸扣及专用吊具各2组，总质量为0.92 t。离心式压缩机质量m1为55.5 t。吊装荷载Q为：

Q=k1（m1+m2）=1.1×（55.5+0.92+1.2）=63.38 t

式中：Q为吊装荷载，t;k1为动载系数，一般取1.1;m1为被吊物质量，t; m2为吊索具质量，包括钢丝绳、卸扣、吊钩等质量，t。

1）汽车吊的选择。根据现场布置情况，初步选用 400 t汽车吊。吊车回转半径16 m，臂长26 m。吊装示意见图1。

2）起重机的起升高度确定。起升高度示意见图2。起升高度H应不小于h1、h2、h3、h4之和。其中，h1为从停机面算起至安装支座表面的高度，h1=10.4 m；h2为安装间隙，不小于0.2 m，按0.2 m计算；h3为构件吊起后底面至绑扎点的距离，h3=5.2 m；h4为索具高度，即自绑扎点至吊钩中心距离。计算得，H应不小于20.19 m。

3）主臂长度的确定。主臂长度L按照下式计算：

式中： L为起重机主臂长度，m；Ｈ为起重机吊臂顶端滑轮的高度，m；Ｓ为回转半径，m。

4）校核。经校核，在回转半径为16 m、臂长为26 m的工况下，离心式压缩机外边与吊车臂最近点距离为1.5 m，安全距离符合吊装安全要求。

根据《建筑施工起重吊装安全技术规范》（JGJ 276—2012）规定：吊装荷载不得超过起重机的额定起质量。按照汽车吊的工作半径、吊臂长度与起质量的关系，依照汽车起重机起重性能表经对比分析后选用额定起质量为70 t的汽车吊。根据2.3节，该车吊装载荷Q＝63.38 t（<70 t），因此吊车起重能力满足要求。

2.4  吊装过程注意事项

1）吊装钢丝绳与设备应采用生产商专用吊具吊装（或使用环抱式吊装）。2）将工器具绑扎安全可靠后，应先指挥汽车吊起钩，吊起设备离开地面200 mm，暂停起吊，再指挥汽车吊缓慢松钩将设备放回地面，如此反复两次和下降2次，检验汽车吊的制动性能，同时检查起升钢丝绳、吊装钢丝绳等部位有无异常情况。在确认各方面安全可靠后，方可正式起吊。

3   原料空压机的安装实践

3.1  安装顺序

根据厂家提供的安装说明，按照离心机，主电机，一、二段冷却器，自洁式过滤器的顺序逐个安装。安装前，须对基础进行检查，安装好底座，并进行一次灌浆。

3.2  离心式压缩机安装

离心式压缩机安装应注意以下事项：1）安装压缩机前，仔细检查压缩机，清洗压缩机本体底部表面，完全除去油污，处理压缩机本体不合理的毛刺和飞边。2）离心式压缩机吊装就位后，立即定位，按照放线时留下的基准点进行检查。3）进行水平度检查，用千斤顶加垫铁对离心机进行调平。4）将水平仪放在压缩机本体上测量水平度，用起升螺栓调整水平度（允许偏差为±0.05 mm/m）。5）用压缩机位置定位冷却器，并进行暂时性安装。6）安装主电机时须对准主电机轴线，调整水平度。7）记录找正工序及其挠度引起的偏差和定位结果。8）按照设备安装说明书要求使用可塑性灰浆进行二次灌浆，浇筑压缩机基础底板。9）安装离心机到冷却器的气体管道，按照图纸要求调整间隙，如果间隙超过规定，须调整冷却器位置。10）完成上述工作后，对主电机进行二次定位找正。

3.3  电机安装

1）安装前期准备。在安装主底板前，应清除基础表面杂物、污垢，在施工中不得使基础表面沾染油污；划出主底板中心线，并打出清晰印坑；用精密水准仪测量主底板上表面标高并做记录，用水平仪找平主底板；主底板和调整垫片之间要全面接触，用塞尺在侧面检查，并从侧面轻轻敲击调整垫片，以不松动为合格。

2）对中检查。电机吊装就位后立即按照基准位置进行定位检查与调整。对主电机进行轴对正检查，微调主电机，使得主电机轴与离心机轴同心度达到对中要求。本项目对中调整项目见表4。

冷态对中时，考虑到正常工作时，电动机的热膨胀量小于离心机的，因此离心机的中心标高应略低于电动机中心标高10～15道。热位移量按下式计算：

△H=α×H×△t×10^-6

式中：△H为热位移量，mm；α为热膨胀系数；H为设备中心高，mm；△t为温差，℃。

计算出热位移量后，对离心机和电动机进行冷态找正，如图3、图4所示。

3）设备找正。百分表找正法对联轴器操作技术要求高，操作上较为麻烦，但是能达到较高的精度，找正效果好。常用的百分表法找正分为双表法和三表法。双表法一般为轴向—径向双表组合测量，不用同时测量轴向窜量，故精度略低。三表法找正是指联轴器找正时使用1块百分表测量径向跳动，使用2个表分别测量轴向跳动和轴向窜量，通过同时测量水平方向和垂直方向的径向偏移，以及开口度可以更精准地判断联轴器的空间状态，以便采用相应的措施进行调整。三表法找正示意见图５，三表对中读数示意见表6。

如圖６所示，测量时，分别在4个测量位置（0 °、90 °、180 °、270 °）进行测量。根据读数，计算偏差值：垂直面偏差为RV=（a3-a1）/2；水平面偏差为R0=（a4-a2）/2；垂直面偏差为AV=（b3-b1）/2；水平面偏差为A0=（b4-b2）/2[2]。主电机与离心机轴对中精找正合格后，进行联轴器安装。如有必要可采用激光对中仪进行校核。

4   结语

原料空压机的安装过程中，离心式压缩机为最重设备，其吊装属于超过一定规模的危险性较大的分部分项工程，吊装过程的安全性至关重要。本文详细介绍了空压机吊装、安装过程中各类参数的计算校核，与对中找正应注意的具体事项。实践证明，吊装和找正作为是设备安装过程中重要的工序节点，必须进行严格地控制和有效地组织管理，才能保证设备安装后长期稳定地运行。

参考文献

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[2] 唐兴华.吊装钢丝绳受力计算与设计选型[J].矿山机械， 2014（11）：111-114.

[3] 住房和城乡建设部.建筑与市政施工现场安全卫生与职业健康通用规范：GB 55034—2022[S].北京：中国建筑工业出版社，2023.

[4] 郑宏飞.热力学与传热学基础[M]. 北京：科学出版社，2016.

[5] 佚名.离心式压缩机的三表法对中找正[EB/OL].（2018-10-10）http：//www.360doc.com/content/18/1010/15/35193064_793567799.shtml.

收稿日期：2023-06-13

作者简介：马海玉（1982—），男，高级工程师，主要从事工程设计及项目管理工作。