汽轮机驱动离心式压缩机开工难点分析

技术论坛工程技术2015年8月·87·
汽轮机驱动离心式压缩机开工难点分析
靖焕粉王海鹏
山东华鲁恒升化工股份有限公司,山东德州 253024透平式压缩机
摘要:离心式压缩机常常运用在汽轮机或者是电机中,在实际的工作过程中,汽轮机的驱动离心式压缩机常常会随着转速以及负荷的控制导致故障,往往在实际生产过程中难以解决,本文从氨压机实际建设生产出发,分析汽轮机驱动离心式压缩机开工难点。
关键词:汽轮机;驱动离心式压缩机;开工难点
中图分类号:TH452 文献标识码:A  文章编号:1671-5586(2015)46-0087-01
前言
汽轮机驱动离心式压缩机由透平和压缩机设备本体、油路及盘车系统、干气密封系统、蒸汽系统、循环水及抽真空系统和工艺系统组成。其中的开工难点,主要体现在油路系统的油运、汽轮机调速器的稳定性、干气密封的稳定运行、工艺系统的吹扫以及防喘振操作等方面。
1 油路系统的油运
高速运行中的汽轮机和压缩机轴承需要润滑油的润滑并带走热量,同时汽轮机控制系统中的调速油及跳闸油保证了汽轮机转速调整及紧急停车功能实现。而这些功能也对油质的好坏提出了极高的要求,其中固体杂质易损伤轴瓦并且可能导致控制系统失灵,因此开工初期的油运就显得格外重要。
2 汽轮机调速器的稳定性
汽轮机的转速保证了压缩机相应的工艺负荷。当转速发生异常波动时,直接干扰工艺系统,严重时可导致全面停车。以西门子汽轮机为例,透平的TTV阀运行过程中处于全开状态,V1阀的开度需求受转速控制器控制,调节透平转速。开度需求经过电液转换器由4-20mA的电信号转换为0.15-0.4Mpa的油压信号,进入到油动缸克服弹簧做功,将阀门开至相应开度。
汽轮机转速调节过程不能太迟钝也不能过于灵敏,调节系统的PID以及阀门油路滑阀和执行机构的反馈杆等一系列因素都可以控制汽轮机转速调节的灵敏性。在国内某装置,曾出现过因外界温度过低,导致汽轮机二次油黏度变大,转速调节出现异常。因此北方地区必须对控制油系统进行电伴热,保证流动量极少的控制油保持适当的温度。对于调节系统而言,卡涩的原因还有很多,比如活动间隙结垢、油质不清洁、金属材料蠕胀、调节部件间隙过大或过小,一级调节元件结构不合理等。而避免调节系统卡涩的措施有:经常保持油质清洁、蒸汽品质良好、密封系统和疏水系统工作正常;活动部件应采
用耐磨材料并保持适应的活动间隙;在汽轮机组运行中,应定期检查是否幅度出现了较大幅度的变化,从而保证整体整个设备的安全性。
3 干气密封的稳定运行
作为离心式压缩机防止可燃性气体泄漏的重要组成部件,干气密封运行是否良好直接导致了机组能否安全长周期运行。保证密封气体干燥、清洁、足够的压力和流量是实现干气密封安全、稳定运转的关键。若密封气带水或液化进入到干气密封中,由于液体的黏度远远高于气体,且液体的存在会导致动环凹槽被填补,不足以推动静环弹簧使动静环保持3-5微米(μm)的有效距离,高速旋转所产生的热量可迅速将接触面上的巴氏合金烧毁。
进入密封的气体必须洁净,一旦固体颗粒进入气膜内,固体颗粒成为研磨剂,高速旋转的动环端面与静环端面会产生激烈的研磨作用,很快将动压槽磨平。一旦动压槽消失,动静环之间的流体动压效应消失,动、静环端面彼此接触,变成了纯机械摩擦,很快会损坏动静环,造成密封失效。
因此一般采用的是经过处理的工艺气体再经过精过滤至1微米(μm),保证密封气的结晶性。而需要注意的是在开停机阶段,由于密封气一般采用压缩机出口气体,压力较低,可能导致机体内未经过滤的工艺气体进入干气密封动静环之间,因此目前很多机组均设计有密封气的增压泵,当密封气压力低于设定值时,氮气驱动的增压泵立即运行,保证密封气的压力足够封住工艺气。同时也要保证密封气
压力流量的稳定。
4 工艺系统的吹扫
氨冷冻装置管道系统的吹扫是一项重要的试车步骤,一般采用吹扫或人工清扫的方法,将设备、管线内的铁锈和各种杂物清除干净,以防止开工运行中堵塞管道,损坏阀门、机泵和仪表等。近些年,多家装置都出现了因吹扫不合格导致停工检修。因此,工艺系统的原始吹扫就显得格外重要。对于吹扫可分为连续吹扫和爆破吹扫,一般将小尺寸管线进行连续吹扫,由于管径小,高速流动的气体与管壁产生摩擦将铁锈等杂物吹出。对于大尺寸管线则进行爆破吹扫,设置一大容量气源,爆破时形成能量的迅速释放,同时由于气源的存在还有一定的持续性,可保证管线的吹扫效果。
一般而言,吹扫遵循先上后下,先主管后支管的思路进行吹扫,吹扫过程中不能漏线,管线未吹干净前不能进入换热器等设备,对于仪表、调节阀、单向阀和安全阀等一律拆卸,接短管吹扫,待全部吹扫合格后再重新复位。在吹扫合格后,还需要仪表专业人员进行所有仪表引压线的吹扫,保证运行时的仪表正常显示。
5 做好全凝式汽轮机的防喘振操作
防喘振阀选用气关阀,配有低功耗的24VDC电磁阀和具有阀门快开慢关功能的气动部件。正常时电磁
阀得电即励磁,防喘振阀门受防喘振调节器的输出信号给防喘振阀的智能定位器进行控制,进入喘振区或故障时,电磁阀失电即失磁,防喘振阀门将强制打开。在阀门的气路上增设气动器和快速排放器,目的是使阀门动作时具有快开慢关的功能,满足防喘振控制的要求。
当实测风机的进口流量低于喘振极限线流量时,防喘振流量控制器不被激活,即该调节器强制为手动,输出为零,操作人员不能对防喘振流量调节器进行操作,同时电磁阀处于失电失磁状态;当实测流量大于喘振预警线流量设定值时,调节器激活,电磁阀得电励磁,操作人员可以对调节器进行操作;利用喘振极限线流量与喘振预警线流量之间差,避免在实测流量在喘振极限线流量设定值附近上下波动时,致使电磁阀出现频繁得失电和调节器的激活与不激活,还便于操作人员对调节器的控制。
6 结语
综上所述,本文针对汽轮机驱动离心式压缩机开工难点和解决办法进行了针对性的分析,目的是为了保障机械的稳定性,提高生产效率。
参考文献
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