離心式壓縮機進出口接管無應力施工

沈麗軍 大慶油田采油一廠

離心式壓縮機進出口接管無應力施工

沈麗軍 大慶油田采油一廠

以深冷裝置中使用的MCL526+2BCL458原料氣離心壓縮機組及西三線紅柳壓氣站PGT25+/PCL800離心壓縮機為例，對機組進出口管線的接管安裝施工、配應力影響進行分析討論，并對機體產生的極小量位置移動和形變，聯軸器的同心度變差，機組震動幅度超標，以及軸承過熱等問題的成因進行分析說明，采用的垂直及水平方向接管無應力安裝施工技術，提高了離心壓縮機機組的安裝質量。

離心壓縮機；無應力；自由段；封閉段；焊接

離心式壓縮機組進出口管線的接管安裝施工后，受裝配應力影響，使已安裝找正合格的機體產生極小量位置移動和形變，引起聯軸器的同心度變差、機組震動幅度超標、軸承過熱等問題，嚴重時可導致壓縮機損壞。因此，應實行接管無應力安裝，即控制壓縮機接口法蘭安裝的平行偏差，間隙均在規范限定的范圍內，保證壓縮機運行時無附加應力。

1 工程簡介

大慶油田天然氣公司西三線紅柳壓氣站PGT25+/PCL800離心壓縮機為美國GE公司生產，燃氣輪機驅動包括燃氣輪機橇和壓縮機橇及進氣模塊、燃氣輪機機罩進氣和排氣風道、燃料氣橇、CO2滅火橇、空冷器、油冷器、維修平臺、合成油油氣分離器、礦物油油氣分離器等，站內其他設備主要有廠房通風過濾器、旋風分離器、過濾分離器、空壓機、壓縮氣體緩沖罐、發電機組等機組輔助設備。額定功率30 MW，額定轉速4 800 r/min，進出口與壓縮機本體連接管線均為水平方向。

2 施工工藝

2.1 垂直方向管線無應力安裝

2.1.1 接管施工順序的確認

垂直立管安裝如圖1所示，立管法蘭至3#焊口之間的管段為封閉管段1（其中2#、3#焊口間為同心異徑管，與上部直管段已預制完），3#焊口與6#焊口之間為封閉管段2（其為一個垂直90°彎頭與水平45°彎頭連接，再與水平管段連接，4#、5#焊口已預制完），6#焊口至其他水平管段的管線為自由管段。

3#、6#焊口為連頭固定口，采用先安裝封閉管段1，再安裝封閉管段2，先焊接3#焊口，后焊接6#焊口的接管施工順序。

圖1 垂直管道單線示意圖

2.1.2 封閉管段1的管道安裝

（1）按照常規施工方法，先支架、吊裝、組對，初步找正上、下法蘭的螺栓孔中心，先對稱安裝一對直徑小于法蘭螺栓孔0.05～0.1 mm的銷釘進行定位，間隔插入6個連接螺栓將管道法蘭臨時連接到壓縮機進出口法蘭上，螺栓起對中導向作用，不能擰緊，不能承重。

（2）將立管段就位在支撐墊鐵上，通過墊鐵進行調整，控制兩片法蘭的間隙為3 mm，不平行度≯0.1 mm，且螺栓孔內的螺栓能自由松動[1]。找正合格后，點焊調整墊鐵，將立管段固定在支撐架上。

2.1.3 封閉管段2的管道安裝與3#焊口的焊接

（1）封閉管段2的安裝應以封閉管段1為基準，先進行預組對，調好組對焊口使6#管線口組對間隙保持為3 mm，并保持管口組對間隙均勻。

（2）考慮到3#焊接口的焊接施工變形會對6#焊接口的組對產生影響，因此，組對6#焊口時，沿垂直向下的方向留出約2 mm的錯邊量，而水平方向應對齊無錯邊量。

（3）6#焊口組對符合要求后，進行3#焊口的組對、點焊及焊接。

（4）彈簧支架安裝完成后，負載值預調整至設計規定值，管線組對焊接保溫等工作全部結束后做負載值最終調整。

2.1.46#焊縫的組對焊接施工

（1）在壓縮機的機座處放置測量軸向位移和橫向位移的百分表共4只，監測聯軸器同心度變化的百分表共2只。定位點焊6#焊口，立管段由彈簧支架支承重力，方便調整。

（2）正式對6#焊口進行施工焊接。焊接時兩名焊工應同時焊接，交錯并且對稱進行，應對焊接電流調整至基本一致，焊接速度保持基本一致。焊接過程中，應隨時檢測壓縮機本體的法蘭與立管端頭法蘭的平行度和縱橫中心的對中度，檢查定位螺栓能否松動自如。

2.1.5 立管段法蘭與壓縮機法蘭的連接

全部管線保溫結束后調整支架負載值至設計規定值。在法蘭間放入法蘭墊片，并調整支架，使法蘭及墊片貼合均勻，保證彈力數值不變。

法蘭連接螺栓的緊固，對稱交錯進行，初擰緊應按緊固值60%，終擰緊達到緊固值100%。全部管線緊固工作結束后，復測機組聯軸器同心度，確認接管無應力附加在壓縮機組上，接管工作影響機組聯軸器同心度的變化累計不得超過0.03 mm[2]。

2.2 水平方向管線無應力安裝

2.2.1 管道組對

（1）壓縮機組進出口管道配管安裝質量與壓縮機本體的安裝精度有著密切的關系，管道組對和焊接施工完成后，任何附加外力不允許作用在機組上，壓縮機組才能保持始終安全、平穩運行。

（2）水平管道安裝如圖2所示，4#焊口至管道法蘭稱為封閉管段，4#焊口至去其他設備的管道為自由管段。封閉管段必須在機組找正、找平固定后進行安裝，自由管段安裝合格后安裝封閉管段[3]。

圖2 壓縮機水平管線單線圖

2.2.2 管道焊接

（1）封閉管段最后組對焊接的焊口選擇，原則是焊接應力對機組的影響靈敏而且直觀，能方便及時調整附加外力直至清除，所以選擇4#焊口。

（2）管道焊接組對是保證管道對壓縮機組不產生應力的關鍵。

（3）工藝管道與機組正式連接前，應進行共同檢查確認各管道應力情況，各管口法蘭間隙，法蘭中心偏心值是否符合要求等。

（4）配管時應以壓縮機本體法蘭為基準進行測量，并在計算長度時，考慮配管打磨和焊接收縮量的余量。

（5）壓縮機進出口管道與法蘭分別進行8等分“米”字型焊接連接。

（6）點焊固定完成后，撤去臨時支撐，復測壓縮機本體法蘭與配對法蘭的平行度和同心度。

（7）焊接管道前，在壓縮機軸端軸向、徑向設置百分表。

（8）焊接管道時，采用進口管道和出口管道同時對稱交錯進行焊接。

（9）在焊口焊接時應對壓縮機本體的法蘭與配對法蘭的平行度、同心度進行過程監控。

（10）焊接完成后，采用液壓扳手進行螺栓緊固，螺栓緊固力矩按照供貨商設計標準執行。

3 實施效果

通過對實體工程施工過程的總結分析和討論，介紹了垂直及水平方向的焊接無應力施工方法。采用無應力接管施工技術，能夠嚴格控制垂直方向和水平方向管線組對、焊接、應力對天然氣壓縮機組的影響，包括應力對機體產生的極小量位置移動和形變，聯軸器的同心度變差，機組震動幅度超標，以及軸承過熱等問題，提高了壓縮機組的安裝質量，整體試車過程中機組的各項性能數據均符合要求。

[1]化工機器安裝工程施工及驗收規范：HGJ205—1992[S]．北京：化學工業出版社，1992：22-32.

[2]劉自豪．大型壓縮機管道施工方法[J]．石油化工建設，2014，21（5）：61-63.

[3]燃驅壓縮機組安裝施工技術規范：Q/SY—2013[S]．北京：石油工業出版社，2013：31-37.

（欄目主持 焦曉梅）

10.3969/j.issn.1006-6896.2015.9.039

沈麗軍：工程師，1985年畢業于黑龍江省電視大學電子專業，現任大慶油田采油一廠基建管理中心副主任，從事質量管理工作。

2015-08-10

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