英格索蘭氮壓機(jī)高效運(yùn)行幾點(diǎn)實(shí)踐

張寶峰，李海英

(華北理工大學(xué)，河北唐山063016)

英格索蘭氮壓機(jī)高效運(yùn)行幾點(diǎn)實(shí)踐

張寶峰，李海英

(華北理工大學(xué)，河北唐山063016)

英格索蘭壓縮機(jī)在實(shí)際生產(chǎn)中發(fā)生因冷卻后溫度高導(dǎo)致運(yùn)行效率下降，甚至影響設(shè)備穩(wěn)定正常運(yùn)行。因?yàn)榉派㈤y微漏、管網(wǎng)用量變化大導(dǎo)致氣體放散運(yùn)行效率下降。查找以上問(wèn)題原因，介紹了英格索蘭氮壓機(jī)長(zhǎng)周期高效運(yùn)行幾點(diǎn)實(shí)踐。

英格索蘭；氮?dú)鈮嚎s機(jī)；長(zhǎng)周期；高效運(yùn)行

1 概述

唐鋼煉鋼制氧作業(yè)區(qū)配備了3臺(tái)英格索蘭氮?dú)鈮嚎s機(jī)，型號(hào)為C110MX5N2，設(shè)計(jì)壓縮機(jī)流量18000 m3/h，壓縮機(jī)進(jìn)氣壓力105 kPa，壓縮機(jī)法蘭處出口壓力2100 kPa。為美國(guó)西屋風(fēng)冷式電機(jī)，輸出功率2758 kW，采用CMC控制原理。至2006年4月8日先后試車(chē)投運(yùn)，開(kāi)機(jī)運(yùn)行9年來(lái)，3臺(tái)壓縮機(jī)的運(yùn)行工況整體良好。

但也出現(xiàn)以下故障：因級(jí)間冷卻后溫度高導(dǎo)致運(yùn)行效率下降，甚至影響設(shè)備穩(wěn)定正常運(yùn)行；放散閥微漏，導(dǎo)致壓縮機(jī)運(yùn)營(yíng)效率下降；管網(wǎng)用量變化大導(dǎo)致偶有放散，出現(xiàn)運(yùn)行效率下降。尋找以上問(wèn)題根源及時(shí)制定應(yīng)對(duì)措施，保障高效運(yùn)營(yíng)。總結(jié)分析處理措施，以供同類(lèi)型企業(yè)探討。

2 故障現(xiàn)象

運(yùn)行中出現(xiàn)壓縮機(jī)各級(jí)冷卻后溫度高，尤其3級(jí)、4級(jí)冷卻后溫度接近甚至高過(guò)設(shè)計(jì)停車(chē)聯(lián)鎖值55℃。4級(jí)、5級(jí)的入口壓力增大10～20 kPa；冷卻器效率下降，壓縮機(jī)壓縮氣量下降。

由于壓縮機(jī)放散閥關(guān)閉后，仍然有氣體泄漏現(xiàn)象。在放散消音器出口處可以聽(tīng)到氣體放散的聲音，停機(jī)檢修發(fā)現(xiàn)該雙偏心閥門(mén)閥口已經(jīng)關(guān)閉不嚴(yán)，閥口密封不嚴(yán)，同時(shí)分析該閥門(mén)安裝方向反。

由于用戶(hù)用量不均勻，導(dǎo)致管網(wǎng)壓力波動(dòng)較大，管網(wǎng)球罐緩沖有限，壓縮機(jī)出現(xiàn)偶放散。

3 故障分析

該類(lèi)型號(hào)英格索蘭壓縮機(jī)由于其設(shè)計(jì)理念決定了壓縮機(jī)占地面積小、結(jié)構(gòu)緊湊、操作方便；缺點(diǎn)是對(duì)壓縮機(jī)冷卻循環(huán)水質(zhì)要求較高，在設(shè)計(jì)水流量、水壓情況下，循環(huán)水換熱效果受到換熱系數(shù)影響較大。銅管換熱冷卻管因?yàn)樗|(zhì)結(jié)垢沉積在換熱器表面，導(dǎo)致冷卻器換熱效果急劇下降。銅的熱導(dǎo)率為383 λ/W·（m·K）-1，而碳酸鈣的熱導(dǎo)率0.038λ/W·（m· K）-1。一旦冷卻器表面有泥垢或者碳酸鈣等析出，嚴(yán)重影響壓縮機(jī)冷卻器冷卻效率。

由于放散閥在關(guān)閉的狀態(tài)下仍然有氣體外泄，導(dǎo)致該單位氮壓機(jī)運(yùn)行指標(biāo)上升6%。設(shè)備停機(jī)檢修中發(fā)現(xiàn)該放散閥由于閥口密封不嚴(yán)和方向安裝反導(dǎo)致氣體泄漏。對(duì)閥頭進(jìn)行重新測(cè)繪，更換閥門(mén)閥頭后重新調(diào)試運(yùn)行，泄漏量減少但是仍然有氣體微漏。進(jìn)一步分析認(rèn)為該類(lèi)雙偏心閥門(mén)安裝方向出現(xiàn)問(wèn)題，導(dǎo)致在閥門(mén)關(guān)閉的狀態(tài)下，閥口密封不嚴(yán)。更換閥門(mén)方向，正確應(yīng)該為閥門(mén)偏心側(cè)在高壓側(cè)，在閥門(mén)關(guān)閉狀態(tài)下靠氣體壓力可利用偏心壓力降將閥口壓緊，解決氣體泄漏問(wèn)題。

該類(lèi)壓縮機(jī)壓縮機(jī)采取CMC恒壓控制，在保障壓力供應(yīng)性能上十分穩(wěn)定可靠。由于管網(wǎng)球罐緩沖有限，用量波動(dòng)大壓縮機(jī)出現(xiàn)偶放散。從壓縮機(jī)平均運(yùn)行負(fù)荷來(lái)看，這種放散不是由于平均超出壓縮機(jī)運(yùn)行負(fù)荷導(dǎo)致的，而是由于短暫用量少導(dǎo)致壓縮機(jī)放散。

4 處理措施

為解決由于影響壓縮機(jī)冷卻器冷卻效率問(wèn)題，采取以下措施：增加壓縮機(jī)循環(huán)水流量，增加循環(huán)水水壓，降低循環(huán)水溫度，改善水質(zhì)，增加在線(xiàn)酸洗，對(duì)壓縮機(jī)冷卻器進(jìn)行改造，將冷卻器原廠(chǎng)配置上水、回水管路與機(jī)殼上回水管路一同改造，將DN50管道，全部擴(kuò)容為DN80管道。增加循環(huán)水水量，通過(guò)超聲波測(cè)量?jī)x檢查對(duì)比水量前后增加60%。采取以上措施后壓縮機(jī)冷卻器效果得到明顯改善，各級(jí)排氣冷卻器后溫度均控制在45～50℃之間，保障壓縮機(jī)高效平穩(wěn)運(yùn)行。

更換閥門(mén)閥頭時(shí)發(fā)現(xiàn)該雙偏心蝶閥該閥門(mén)安裝方向不正確，雖然更換新閥頭仍然有微泄漏。更換閥門(mén)安裝方向，雙偏心蝶閥的高壓側(cè)為偏心一側(cè)，閥門(mén)上標(biāo)志的箭頭方向?yàn)閼?yīng)該理解為承壓方向。更換閥門(mén)安裝方向后，同時(shí)提高閥門(mén)儀表氣源壓力，由0.45 MPa提高到0.7 MPa。閥門(mén)運(yùn)行動(dòng)作靈活，消除氣體泄漏現(xiàn)象，保障了壓縮機(jī)高效運(yùn)行。

由于用戶(hù)氮?dú)馐褂貌▌?dòng)較大，給高壓氮壓機(jī)負(fù)荷帶來(lái)較大波動(dòng)和放散。通過(guò)就地控制面板預(yù)留遠(yuǎn)傳接口通過(guò)網(wǎng)線(xiàn)連接到電腦服務(wù)器上，讀取管網(wǎng)壓力、各級(jí)壓力、運(yùn)行參數(shù)等數(shù)據(jù)，根據(jù)管網(wǎng)壓力預(yù)設(shè)負(fù)荷調(diào)整范圍。當(dāng)管網(wǎng)壓力持續(xù)高時(shí)，將壓縮機(jī)控制在最小工況區(qū)間運(yùn)行，當(dāng)管網(wǎng)壓力降低很快靠近保障壓力點(diǎn)時(shí)，快速提高管網(wǎng)工作負(fù)荷，當(dāng)服務(wù)器出現(xiàn)問(wèn)題或故障維修，轉(zhuǎn)換到就地控制。降低高壓氮壓機(jī)馬達(dá)過(guò)載控制電流限制，在對(duì)設(shè)備沒(méi)有帶來(lái)任何不利影響的情況下來(lái)降低高壓氮壓機(jī)工作區(qū)間，從而降低氮?dú)夥派ⅰ？刂聘淖兒螅瑝嚎s機(jī)恒壓控制如圖1。

圖1 多重控制的P－Q變化曲線(xiàn)

5 預(yù)防措施

根據(jù)出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行深入分析解決，從設(shè)備運(yùn)行細(xì)節(jié)入手關(guān)注設(shè)備運(yùn)行參數(shù)變化，密切關(guān)注指標(biāo)效率的變化。近一段的運(yùn)行情況分析，壓縮機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定、高效。

為保障英格索蘭壓縮機(jī)高效運(yùn)行，定時(shí)進(jìn)行巡檢，定期做好在線(xiàn)狀態(tài)監(jiān)測(cè)工作。一些日常故障及時(shí)處理，閥門(mén)儀表維護(hù)定期進(jìn)行。水質(zhì)、油質(zhì)的定期監(jiān)測(cè)，做好潤(rùn)滑油分析工作。保障入口氣源穩(wěn)定潔凈，設(shè)備啟動(dòng)停止嚴(yán)格按照操作規(guī)程進(jìn)行。對(duì)于設(shè)備冷卻器等容易影響設(shè)備運(yùn)行效率的關(guān)鍵部位定期進(jìn)行設(shè)備運(yùn)行評(píng)估，分析設(shè)備狀態(tài)是否正常。

6 經(jīng)驗(yàn)及體會(huì)

通過(guò)上述對(duì)壓縮機(jī)冷卻器的各種手段措施保障冷卻器運(yùn)行高效，經(jīng)過(guò)實(shí)踐比對(duì)，實(shí)現(xiàn)壓縮機(jī)冷卻器效率提高，壓縮機(jī)綜合效率提高8.5%，達(dá)到節(jié)能高效運(yùn)行目的。同時(shí)結(jié)合高效運(yùn)行這一主線(xiàn)，對(duì)壓縮機(jī)放散閥門(mén)進(jìn)行有效處理，消除閥門(mén)泄漏情況，對(duì)偏心閥門(mén)使用有了深刻認(rèn)識(shí)，并在實(shí)際運(yùn)行中總結(jié)出此類(lèi)問(wèn)題檢修的經(jīng)驗(yàn)與方法。通過(guò)壓縮機(jī)遠(yuǎn)程自動(dòng)調(diào)整運(yùn)行負(fù)荷這一主要手段，克服因管網(wǎng)用量不均勻、球罐緩沖有限等弊端帶來(lái)的產(chǎn)品放散。

Practices of High-efficiency Operation of Ingersoll Rand Nitrogen Com pressor

ZHANG Baofeng，LI Haiying
(North China University of Science and Technology,Tangshan,Hebei 063016,China)

Due to high temperature after cooling the Ingersoll Rand compressor suffered lower operating efficiency during actual production,which even affected normal stable operation of the equipment.Slight leakage of the blow-off valve and big changes in network consumption reduced gas release efficiency.The causes of above problems were found out and practices of long-term high-efficiency operation of Ingersoll Rand nitrogen compressor are introduced.

Ingersoll Rand;nitrogen compressor;long term;high-efficiency operation

TH45

B

1006-6764(2015)08-0029-02

2015-05-12

2015-05-29

張寶峰（1985-），男，工程師，華北理工大學(xué)動(dòng)力工程專(zhuān)業(yè)工程碩士在讀，現(xiàn)從事空分設(shè)備生產(chǎn)管理工作。