制氧機組在安裝調試中的問題處理

（江陰興澄特種鋼鐵有限公司能源部，江蘇 江陰 214429）

當時光進入21世紀時，國內的鋼鐵企業進入了快速發展期，江陰興澄特種鋼鐵有限公司（以下簡稱興澄特鋼）也進行了較大規模的移地改造，在濱江廠區原一期基礎上建設了二期項目，新上了高爐、100 t轉爐等項目，在此情況下，原6 000 NM3/h的制氧機已無法滿足一、二期項目的用氧需要，因此興澄特鋼決定投資建設一套10 000 NM3/h的制氧機，整個制氧機項目于2002年立項啟動，于2003年7月建成投產，歷時一年時間。

本文針對10000NM3/h制氧機組中的空氣增壓機在安裝調試中出現的問題進行了研究探討，以期對此類壓縮機的共性問題進行歸納總結，供其他廠家或專業人士一起學習。

1 工藝流程及特點

1.1 工藝流程

這次新建的10 000 NM3/h的制氧機，不同于原有的6 000 NM3/h制氧機（外壓縮流程），采用了當時國際上較為先進、國內剛起步的內壓縮流程，其工藝流程為規整填料的精餾塔、全精餾提氬、常規分子篩凈化、增壓透平膨脹機、內壓縮氧氣產品、DCS控制系統的空分流程。主空壓機為進口的COOPER公司的產品，空氣增壓機為INGERSOLL－RAND公司的產品，全套空分裝置為四川空分設備有限責任公司提供的，整套機組由中國空分設備有限公司進行總成套。其生產的產品分三個工況，如表1所示。

表1 機組性能表

1.2 流程特點

這套內壓縮流程機組，它采用高壓液氧泵，在冷箱內將來自主冷凝器的低溫液氧預先加壓到所需的壓力，然后在高壓換熱內復熱汽化后送出冷箱供用戶使用。它的優越性在于：

（1）用泵加壓低溫液氧安全性比離心式氧壓機好，火險隱患小；

（2）產品氧氣壓力涵蓋的范圍大，只要大于5MPa，皆可用內壓縮流程；

（3）裝置占地面積遠比外壓縮流程小；

（4）泵的可靠性高，無故障運行時間可達17 000小時；

（5）工況調節范圍大，液體產品多，適應范圍也大；

（6）操作方便，控制簡單。

由于內壓縮流程的這些優越性，且能節約占地面積，因此興澄特鋼在以后的工程中采用的制氧機20 000NM3/H和38 000 NM3/h均為內壓縮流程。

2 安裝調試及問題處理

此套制氧機，空分裝置由四川空分公司提供及安裝，其余設備由上海安裝公司承包安裝，在業主、安裝公司、中國空分公司的全力協作下，從2003年3月開始安裝，至6月份安裝結束，歷時3個月時間，隨后進入單機調試階段。在單機調試階段中，主要出現了以下兩個問題。

一是，離心空氣增壓機的電機與壓縮機在找對中時出現了特例。由于此壓縮機為INGERSOLL－RAND公司生產的三級壓縮的離心式空氣增壓機組，型號為C125MX3B（或5CⅡMX3）型，排氣量為 32 000NM3/H，調節范圍（75~105）%，吸入/排出壓力為0.5MPa/4.2MPa，吸入/排出溫度為26℃≤43℃，軸功率2 885 kW，電機功率（異步電機）4 000 HP，總冷卻水量320M3/H。此壓縮機為整體式的，電機和壓縮機是在同一個底座上的，而此底座又設計成一個整體密封的油箱，即電機和壓縮機同座在一個整體油箱上，當按照常規找對中安裝好電機和壓縮機后，電機比壓縮機高0.5~0.76MM，聯好聯軸器，在單機調試中，壓縮機在動行幾小時后，軸振動逐漸升高，到最后報警跳車。

解決方法：由于此壓縮機為INGERSOLLRAND公司生產的，機身材質為鑄鋼件，而電機是TECO—Westinghouse生產的，機身為鋼板焊接的，由于電機與壓縮機同座在油箱上，在正常運行時，油溫在60~70℃，由于材質不同，壓縮機與電機的熱膨脹系數不同，故在運行幾個小時后，對中位置發生偏差，由此軸振動逐漸升高引起報警跳車。因此，我們把此信息傳給意大利廠家后，經過廠方的計算后，重新調整電機與壓縮機的對中狀態，使電機比壓縮機低0~0.13MM，經過這樣的調整后，增壓機組運行正常，并經幾年運行，未出現任何異常。

二是，離心空氣增壓機在單機試車中，在運行一段時間后，由于高速軸軸承溫度升高而報警跳車，剛開始時，我們認為是軸瓦間隙不對引起的。所以，返復調整軸瓦間隙，多次試車，但最終還是失敗。在多次開蓋，返復壓間隙過程中，我發現了一個問題，在一次打開蓋子的時候，發現齒輪箱中油煙特別重，于是我認為問題可能就出在這里。

解決方法：此壓縮機為INGERSOLL－RAND公司生產的三級壓縮的離心式壓縮機組，此機組的齒輪箱是垂直剖分的型式，一、二、三級高速軸齒輪呈三角形型式分布于大齒輪的周圍，最上端為一級高速軸齒輪，二、三級高速軸齒輪分布于下方。高速軸的軸承密封是石墨碳環密封，石墨碳環密封不同于迷宮密封的特點是密封性能好，泄露量小，更換維修方便，但此密封需由外界通入儀表氣，因此就有部份儀表氣通過密封進入齒輪箱中，由此引起齒輪箱中的煙氣量比較多，齒輪箱中的煙氣隨油流入油箱，再由油箱上的油氣分離器排入大氣中，而此油箱是正壓形式的油箱，因此較多的煙氣量來不及從油氣分離器中排出油箱，而來不及排出的煙氣就在齒輪箱中集中，經過齒輪的高速運轉，使煙氣得到再加熱，從而使煙氣的溫度更高，以此影響高速軸軸承溫度的升高而引起報警跳車。我們經過分析找到問題后，我們在齒輪箱的中上部位置，并經廠家同意后，開了兩個排氣孔，接上排氣管和油氣分離器，試車一次成功，至今運行平穩。

3 結束語

通過這次安裝調試，我們意識到：國外進口的壓縮機雖然在技術上要比我們先進，效率也比國內的要高些，但也會存在一些問題，因為，國外生產廠家在試車時，一般都在試車平臺上進行，所以機組的運行條件基本上接近理想狀態，大的問題在試車時一般都會解決，但局部細節不一定會考慮的很周全，因此，還是需要我們在現場根據實際情況進行判斷，分析問題，最終解決問題，本文獻給同行的人們作為參考與借簽。