空壓機二級振動異常原因分析及應對措施

蘆 剛

（萍鄉萍鋼安源鋼鐵有限公司，江西萍鄉 337000）

1 設備介紹

萍鄉萍鋼安源鋼鐵有限公司制氧廠（安源片）1#KDON10 000/10 000 Nm3/h 制氧機配套設備空氣透平壓縮機（以下簡稱1#空壓機）為德國阿特拉斯生產，型號GT078L3K1，主要作用是為制氧機提供加工空氣（設計值55 000 m3/h，0.48 MPa）。

自2004 年2 月投運以來，已連續運行10 年，運行中由于葉輪結垢嚴重，導致二級振動較高，為此制氧廠通過技術攻關，摸索出一套保障設備安全運行的經驗，其中最主要的措施就是定期進行葉輪清洗[1]（運行一年至一年半）。2010 年以來，1#空透二級振動一直控制在10～20 μm 的較好運行狀況（41 μm 報警值、55 μm 停車值）。

2 二級振動異常及檢查情況

2013 年12 月2 日10：00 左右，1#空壓機二級振動突然從10.8 μm 波動到30.8 μm 后，一直保持在30 μm 上下，其余各項參數較為穩定。2014 年3 月4 日，對1#空壓機進行葉輪清灰，發現二級葉輪一葉片存在變形，二級進口管道導流板出現不同情況破損。1#空壓機二級葉片檢修情況對比如圖1 所示。1#空壓機二級進口管道導流板情況對比如圖2 所示。

3 原因分析

根據表1 分析，1#空壓機2013 年12 月2 日出現二級振動波動后，運行參數與正常時機組運行參數相比較為接近（除二級振動外）。2014 年3 月7 日，檢查并清洗葉輪后試機，試機時各項參數和二級振動亦在正常范圍內，只是與2013 年12 月21 日相比，二級振動增大約10 μm。二級振動較正常時高的原因是二級葉片本身缺陷，造成動平衡不穩。

圖1 1#空壓機二級葉片檢修情況對比

圖2 1#空壓機二級進口管道導流板情況對比

綜合以上情況對比分析，1#空壓機二級振動波動，是因為二級進口管道導流板因腐蝕脫落，脫落的金屬物被二級進口空氣（約0.14 MPa，55 000 m3/h）帶入高速旋轉的二級葉輪（轉速約10 003 r/min），造成二級葉輪一葉片局部變形，進而導致葉輪動平衡被破壞。而二級進口管道導流板腐蝕脫落，是因為空氣中含有大量水分，且制氧廠區域內的空氣中含有部分酸性物質，酸性物質溶于水中后對鐵質金屬有較強的腐蝕作用，二級進口管道導流板在酸的作用下發生銹蝕，最終因銹蝕嚴重導致局部脫落，脫落的金屬物被二級進口空氣（約0.14 MPa，55 000 m3/h）帶入高速旋轉的二級葉輪（轉速約10 003 r/min），造成二級葉輪一葉片變形。另外，二級進口管道導流板割除后，氣流方向發生變化，對二級振動也有一定影響。

4 應對措施

通過比較1#空壓機振動波動前后以及試機各運行參數，認為1#空壓機在目前情況下可以帶病運行。但考慮機組長期安全穩定運行，防止1#空壓機在長期運行過程中突然情況惡化，建議將二級葉輪送廠修復，以消除設備本身缺陷[2]。在消除隱患前，需嚴格執行以下措施，確保機組運行安全。

（1）切除已銹蝕嚴重的二級進氣導流板。

（2）運行中空壓機排氣壓力需穩定在0.48 MPa（4.8 bar）左右，進塔空氣量不超過53 000 m3/h。

（3）在分子篩充壓時，允許對導葉進行微操作，動作范圍控制在2°～3°，操作過程需緩慢進行。

表1 1#空壓機運行參數對比分析

（4）未獲得廠領導同意前，嚴禁調整空透負荷。

（5）每周檢查一次空壓機濾筒。

（6）儀表工和操作工每天檢查一次空壓機過濾器電磁閥。

（7）加強點檢，密切注意各運行參數的變化，如有異常變化當班調度應立即向廠領導、總調、維修調度匯報。

（8）征得車間領導同意后，才能切除聯鎖進行維護或衛生清掃，若相關參數有異常，應及時匯報。投入聯鎖前應仔細檢查參數的變化趨勢。

（9）每半年需提取潤滑油油樣進行化驗，化驗結果與廠家要求進行對照，按廠家要求采取相應措施。

（10）如果運行中機組出現劇烈異響，應立即停機。

5 結束語

二級葉輪雖然局部出現缺陷，但從運行狀況分析，其動平衡破壞程度并不嚴重，在暫無備件情況下，嚴格按照以上措施，能保障短時間內設備運行安全。要保障設備長期安全穩定運行，則必須進行修復并做動平衡試驗，甚至更換葉輪。