SVK型壓縮機運行點偏離問題案例分析

王利勇 田帥 趙錚 薛吉

摘? 要：某公司采購的SVK型機組，在負荷投產過程中發現運行點距離防喘振線較近，并且發生了兩次機組卸載情況，由于該機組在工藝流程中占有重要地位，機組頻繁卸載對工藝流程影響十分巨大，直接可造成嚴重的經濟損失。該文參考機組卸載時的運行數據并結合理論，針對上述問題進行探討，分析問題原因，研究解決方案，驗證解決效果，最終形成一套完整的案例分析，給后續該型機組再發生此類問題提供參考方案，盡量減少并杜絕此類問題的再次發生。

關鍵詞：防喘振? 導葉? 型環? 性能

中圖分類號：TS23 ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2020）07（c）-0086-03

Operation Point Offset Analysis For SVK Type Compressor

WANG Liyong? TIAN Shuai? ZHAO Zheng? XUE Ji

（Shenyang Blower Works Group Corporation， Shenyang， Liaoning Province， 110869 China）

Abstract： The SVK type unit purchased by a company was found to run close to the anti-surge line during the load production process， and two unit unloading situations occurred. As the unit occupies an important position in the process flow， frequent unloading of the unit has a huge impact on the process flow， which can directly cause serious economic losses. This paper reference during unloading operation data and combining with theory， aiming at the above problems were discussed. This paper analyzes the reasons for problems， research solutions， solve effects， ultimately forming a complete set of case analysis， to the follow-up of the aircrew to happen such problem to provide the reference solution， try to reduce and prevent such problems from happening again.

Key Words： Anti-surge; Guide vane; Shape ring; Performance

1? 問題描述

機組開始負荷運行至今，運行點至防喘振線逐漸接近，并且空壓機發生兩次運行點超越防喘振線導致機組開閥卸載的情況，嚴重影響裝置投產。初步懷疑機組性能存在偏差，并且機組的防喘振線設置不適應夏日溫度較高、濕度較大時的大氣工況（空壓機入口）。

2? 排查方向

通過運行數據可以得知，機組的入口流量偏小，需要檢查實際顯示情況與現場入口導葉開度情況是否相同。流量計測量是否正確，是否有堵塞泄漏等引起差壓變小，流量顯示變低的情況。檢查機組的型環間隙，特別是機組在現場檢修期間測量的間隙值。由于機組為空壓機，如果發生漏氣主要發生在軸端密封位置，因此需要檢查軸端密封是否磨損。檢查控制系統編程、組態是否存在問題，防喘振裕度是否過大。對比歷史運行數據，對機組進行性能考核。

3? 原因分析

3.1 理論核算

根據機組運行參數對空壓機實際的運行點進行核算，計算后的運行點與實際顯示的運行點都靠近防喘振線，偏差不大，與設計流量126940Nm3/h相差較多。對進口導葉進行過靜態校驗，實驗過程中導葉沒有卡澀或開度不到位的情況[1]。

3.2 核算理論流量值

根據實際運行參數，核算流量計測得的流量數值沒有問題，與控制系統顯示畫面基本一致，同時畫面顯示的機組出口流量與用戶流程里的質量流量基本可以對應。

3.3 排查型環間隙

機組啟機前，檢查型環間隙發現存在偏大的情況，型環與轉子有過剮蹭。通過對比機組設計值可以發現機組的三機、四級型環間隙大于設計值，因型環間隙大將會導致機組進氣量偏低。

3.4 排查軸端密封

壓縮機軸端密封在機組啟機前進行過更換，且現場并無泄漏點，用戶對機殼和箱體分別進行了紅外溫度測量，溫度并沒有很高，也可以判斷機組軸端密封不會存在泄漏量過大。

3.5 排查控制系統

控制系統按照設計要求進行組態、編程，復查不存在問題。其中防喘振曲線進行實測修正，防喘振裕度由原來的0.18擴大到0.38。目前使用的防喘振裕度值是0.38，針對現在小流量的情況，更改防喘振線也是需要將防喘振線再次增加裕度，向右移動，才能保證機組的穩定運行。

3.6 性能實測考核

（1）整機。對壓縮機性能參數進行測量記錄，便于對機組進行評價。將出口壓力和流量達到設計點數據，大氣壓力：99.9kPa，環境溫度：33.1℃，相對濕度：92.8%，角度再開大，參數幾乎沒變。

（2）單段。1段，流量小17.3%，溫升高，效率低，功率低10.85%，運行點落在小流量區域（見表1）。2段，流量小15.6%，溫升高，效率低，功率低6.43%，運行點落在小流量區域（見表2）。3段，流量小12%，溫升高，效率低，功率低7.3%，運行點落在小流量區域（見表3）。4段，流量小7.7%，溫升高，效率低，功率低7.98%，運行點落在小流量區域（見表4）。

由于在進口溫度（29℃）偏低情況下，流量、出口壓力未達到設計值，且進口導葉已開67.7%（導葉再開大，流量無明顯變化），如果進口溫度達到設計溫度40℃，預計流量會偏小3%左右。在現場實測條件下，壓比低，效率低，軸功率為15952kW，比設計軸功率（16490kW）低3.3%。綜合以上檢查、測試數據來看，壓縮機型環間隙偏大影響機組的入口氣量及機組功率。由于在同等條件下，入口溫度低時的流量比溫度高時候要大一些，所以以同樣的運行條件使用機組，在夏季大氣溫度偏高的情況下，機組容易發生運行點進入防喘振區，造成機組卸載[2-4]。

4? 改進方案

（1）在機組運行情況下的調整方案。通過提升轉速增大流量，使現在機組的運行點遠離防喘振線的方案可行。考慮到膨脹機與汽輪機的運行，原壓縮機額定轉速為4285r/min，再升高的轉速不應超過原額定轉速的2%，即不超過4370r/min，沒有超出汽輪機的跳閘轉速，按照理論計算流量應該有10%左右的增加，在提升轉速過程中，需要采用階段性升速，注意觀察壓縮機、汽輪機主要監測儀表。

（2）檢修方案。機組停車后對汽輪機進行檢查，找到汽輪機輸出功率下降的原因并處理。對機組型環間隙、密封間隙進行檢查并調整至設計值。通過檢修可以使壓縮機做功能力增加，使機組運行后的總輸出功率得到增加。檢修機組各部間隙。型環間隙可以通過刷鍍涂層或者增減調整墊片的方式進行處理。

5? 改進效果

機組通過提升轉速的方法進行了實驗，流量有所提升，目前機組的運行點仍接近防喘振線，但可以保證穩定投產。待計劃停機時按照既定計劃進行檢修。

6? 結語

對于SVK裝置的空壓機組，能夠通過提升轉速來提高流量，進而使運行點遠離防喘振線，能夠保證用戶投產。

參考文獻

[1] 李毅，王紅一，任岱旭，等.基于改進相空間重構的壓縮機運行狀態預測[J].機械設計，2020，37（5）：84-90.

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