某動(dòng)力廠區(qū)原料空壓機(jī)的安裝與管理

〔摘 要〕原料空壓機(jī)中離心式壓縮機(jī)和三相異步電動(dòng)機(jī)安裝過程危險(xiǎn)性較高，安全風(fēng)險(xiǎn)大，結(jié)合某動(dòng)力廠區(qū)原料空壓機(jī)的吊裝、安裝實(shí)踐，全面分析了原料空壓機(jī)中離心式壓縮機(jī)和三相異步電動(dòng)機(jī)的吊裝過程中相關(guān)參數(shù)的選擇與計(jì)算，安裝過程中對(duì)中、找正的具體注意事項(xiàng)。通過對(duì)安裝數(shù)據(jù)細(xì)節(jié)的嚴(yán)格把控，保證機(jī)組安裝后能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。

〔關(guān)鍵詞〕原料空壓機(jī)；鋼絲繩選擇；吊車選型；三表法找正

中圖分類號(hào)：TH138.21? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：Ｂ? 文章編號(hào)：1004-4345（2024）02-0034-04

Installation and Management of Raw Material Air Compressor in a Power Plant Area

MA Haiyu

（Jiangxi Tongrui Project Management Co.， Ltd.， Nanchang， Jiangxi 330038， China）

Abstract? The centrifugal compressor and three-phase asynchronous motor in the raw material air compressor has high installation hazard and safety risk. According to the lifting and installation practice of the raw material air compressor in a power plant， a comprehensive analysis was conducted on the selection and calculation of relevant parameters in the lifting process of centrifugal compressor and three-phase asynchronous motor， as well as the specific precautions on centering and alignment during the installation period. By strictly controlling the details of the installation data， it ensures that the unit can run stably for a long time after installation.

Keywords? raw material air compressor; selection of steel wire rope; crane selection; three-gauge method for alignment

原料空壓機(jī)中離心式壓縮機(jī)和三相異步電動(dòng)機(jī)工藝復(fù)雜，精度要求高，且自重較大，吊裝、安裝過程危險(xiǎn)性較高，施工難度大。設(shè)備就位后，壓縮機(jī)組的對(duì)中找正過程直接決定著設(shè)備的使用壽命，也是后期設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定的關(guān)鍵。本文擬結(jié)合國(guó)內(nèi)某大型銅冶煉廠動(dòng)力廠區(qū)原料空壓機(jī)的安裝實(shí)踐，對(duì)原料空壓機(jī)的安裝過程及注意事項(xiàng)進(jìn)行總結(jié)。

1 項(xiàng)目概況

國(guó)內(nèi)某大型銅冶煉廠的動(dòng)力廠區(qū)采用國(guó)際先進(jìn)的空分技術(shù)，以確?？辗衷O(shè)備長(zhǎng)期、穩(wěn)定、可靠地運(yùn)行，操作維修方便 。整套裝置包括空氣壓縮系統(tǒng)、空氣預(yù)冷系統(tǒng)、空氣純化系統(tǒng)、空氣增壓膨脹系統(tǒng)、冷箱系統(tǒng)、液體貯存、液體汽化系統(tǒng)、儀控系統(tǒng)、電控系統(tǒng)。氧氣站采用規(guī)整填料塔的全精餾制氧工藝。

作為氧氣站的核心設(shè)備，該站原料空壓機(jī)選擇采用SVK160-3S 型空壓機(jī)，其主要部件包括離心壓縮機(jī)、稀油潤(rùn)滑系統(tǒng)、高位油箱1 350 L、放空消聲器、水站、臨時(shí)過濾網(wǎng)、一段氣體冷卻器、二段氣體冷卻器、自潔式空氣過濾器、潤(rùn)滑油路系統(tǒng)、氣路系統(tǒng)、機(jī)組監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及其他輔助部件。該原料空壓機(jī)主要技術(shù)參數(shù)如下：額定排氣量為17 000 m3/h，進(jìn)口壓力為98 Pa，額定排氣壓力為0.57 MPa，排氣溫度為88 ℃，電機(jī)功率為14 900 kW。

2? ?設(shè)備吊裝實(shí)踐

2.1? 吊裝基礎(chǔ)參數(shù)

1）主要吊裝部件。原料空壓機(jī)主要大件包括三相異步電機(jī)、離心式壓縮機(jī)、一級(jí)冷卻器、二級(jí)冷卻器、自潔式空氣過濾器，具體大件設(shè)備數(shù)據(jù)見表1。

２）主要起重指標(biāo)。（1）最大起重質(zhì)量。設(shè)備中質(zhì)量最大的為離心式壓縮機(jī)，其質(zhì)量為55.5 t。只要能滿足該設(shè)備的吊裝要求，則其余設(shè)備均可滿足要求。（2）被吊物就位高度為10.4 m。（3）回轉(zhuǎn)半徑為16 m。

2.2? 鋼絲繩的選擇計(jì)算

1）鋼絲繩型號(hào)選擇。鋼絲繩吊索可采用6 ×19 及6×37型鋼絲繩，考慮到被吊物較重，選取6×37 型鋼絲繩為宜。鋼絲繩制作成環(huán)式或8股頭式，其長(zhǎng)度和直徑應(yīng)根據(jù)吊物的幾何尺寸、質(zhì)量和所用吊裝工具、吊裝方法確定。使用時(shí)可采用單根、雙根、４根或多根懸吊形式。

2）吊索的安全系數(shù)。當(dāng)利用吊索上的吊鉤、卡環(huán)鉤掛重物上的起重吊環(huán)時(shí)，安全系數(shù)不應(yīng)小于6。

3）鋼絲繩的選取。離心式壓縮機(jī)質(zhì)量為 55.5 t，鋼絲繩安全系數(shù)取 6，則鋼絲繩的破斷拉力F≥333 t；按照吊裝方式選取鋼絲繩2根，每根長(zhǎng)12 m，則每根鋼絲繩的破損拉力F1≥83.25 t。

根據(jù)鋼絲繩容許拉力表，該項(xiàng)目選取43 mm 的6×37 鋼絲繩，其公稱抗拉強(qiáng)度為1 400 MPa時(shí)，鋼絲繩的鋼絲破斷拉力總和為97.55 t，滿足要求。

2.3? 汽車吊的選擇計(jì)算

本項(xiàng)目吊鉤選用80 t雙鉤，吊鉤質(zhì)量為1.2 t。鋼絲繩、卸扣及專用吊具各2組，總質(zhì)量為0.92 t。離心式壓縮機(jī)質(zhì)量m1為55.5 t。吊裝荷載Q為：

Q=k1（m1+m2）=1.1×（55.5+0.92+1.2）=63.38 t

式中：Q為吊裝荷載，t;k1為動(dòng)載系數(shù)，一般取1.1;m1為被吊物質(zhì)量，t; m2為吊索具質(zhì)量，包括鋼絲繩、卸扣、吊鉤等質(zhì)量，t。

1）汽車吊的選擇。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)布置情況，初步選用 400 t汽車吊。吊車回轉(zhuǎn)半徑16 m，臂長(zhǎng)26 m。吊裝示意見圖1。

2）起重機(jī)的起升高度確定。起升高度示意見圖2。起升高度H應(yīng)不小于h1、h2、h3、h4之和。其中，h1為從停機(jī)面算起至安裝支座表面的高度，h1=10.4 m；h2為安裝間隙，不小于0.2 m，按0.2 m計(jì)算；h3為構(gòu)件吊起后底面至綁扎點(diǎn)的距離，h3=5.2 m；h4為索具高度，即自綁扎點(diǎn)至吊鉤中心距離。計(jì)算得，H應(yīng)不小于20.19 m。

3）主臂長(zhǎng)度的確定。主臂長(zhǎng)度L按照下式計(jì)算：

式中： L為起重機(jī)主臂長(zhǎng)度，m；Ｈ為起重機(jī)吊臂頂端滑輪的高度，m；Ｓ為回轉(zhuǎn)半徑，m。

4）校核。經(jīng)校核，在回轉(zhuǎn)半徑為16 m、臂長(zhǎng)為26 m的工況下，離心式壓縮機(jī)外邊與吊車臂最近點(diǎn)距離為1.5 m，安全距離符合吊裝安全要求。

根據(jù)《建筑施工起重吊裝安全技術(shù)規(guī)范》（JGJ 276—2012）規(guī)定：吊裝荷載不得超過起重機(jī)的額定起質(zhì)量。按照汽車吊的工作半徑、吊臂長(zhǎng)度與起質(zhì)量的關(guān)系，依照汽車起重機(jī)起重性能表經(jīng)對(duì)比分析后選用額定起質(zhì)量為70 t的汽車吊。根據(jù)2.3節(jié)，該車吊裝載荷Q＝63.38 t（<70 t），因此吊車起重能力滿足要求。

2.4? 吊裝過程注意事項(xiàng)

1）吊裝鋼絲繩與設(shè)備應(yīng)采用生產(chǎn)商專用吊具吊裝（或使用環(huán)抱式吊裝）。2）將工器具綁扎安全可靠后，應(yīng)先指揮汽車吊起鉤，吊起設(shè)備離開地面200 mm，暫停起吊，再指揮汽車吊緩慢松鉤將設(shè)備放回地面，如此反復(fù)兩次和下降2次，檢驗(yàn)汽車吊的制動(dòng)性能，同時(shí)檢查起升鋼絲繩、吊裝鋼絲繩等部位有無異常情況。在確認(rèn)各方面安全可靠后，方可正式起吊。

3? ?原料空壓機(jī)的安裝實(shí)踐

3.1? 安裝順序

根據(jù)廠家提供的安裝說明，按照離心機(jī)，主電機(jī)，一、二段冷卻器，自潔式過濾器的順序逐個(gè)安裝。安裝前，須對(duì)基礎(chǔ)進(jìn)行檢查，安裝好底座，并進(jìn)行一次灌漿。

3.2? 離心式壓縮機(jī)安裝

離心式壓縮機(jī)安裝應(yīng)注意以下事項(xiàng)：1）安裝壓縮機(jī)前，仔細(xì)檢查壓縮機(jī)，清洗壓縮機(jī)本體底部表面，完全除去油污，處理壓縮機(jī)本體不合理的毛刺和飛邊。2）離心式壓縮機(jī)吊裝就位后，立即定位，按照放線時(shí)留下的基準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行檢查。3）進(jìn)行水平度檢查，用千斤頂加墊鐵對(duì)離心機(jī)進(jìn)行調(diào)平。4）將水平儀放在壓縮機(jī)本體上測(cè)量水平度，用起升螺栓調(diào)整水平度（允許偏差為±0.05 mm/m）。5）用壓縮機(jī)位置定位冷卻器，并進(jìn)行暫時(shí)性安裝。6）安裝主電機(jī)時(shí)須對(duì)準(zhǔn)主電機(jī)軸線，調(diào)整水平度。7）記錄找正工序及其撓度引起的偏差和定位結(jié)果。8）按照設(shè)備安裝說明書要求使用可塑性灰漿進(jìn)行二次灌漿，澆筑壓縮機(jī)基礎(chǔ)底板。9）安裝離心機(jī)到冷卻器的氣體管道，按照?qǐng)D紙要求調(diào)整間隙，如果間隙超過規(guī)定，須調(diào)整冷卻器位置。10）完成上述工作后，對(duì)主電機(jī)進(jìn)行二次定位找正。

3.3? 電機(jī)安裝

1）安裝前期準(zhǔn)備。在安裝主底板前，應(yīng)清除基礎(chǔ)表面雜物、污垢，在施工中不得使基礎(chǔ)表面沾染油污；劃出主底板中心線，并打出清晰印坑；用精密水準(zhǔn)儀測(cè)量主底板上表面標(biāo)高并做記錄，用水平儀找平主底板；主底板和調(diào)整墊片之間要全面接觸，用塞尺在側(cè)面檢查，并從側(cè)面輕輕敲擊調(diào)整墊片，以不松動(dòng)為合格。

2）對(duì)中檢查。電機(jī)吊裝就位后立即按照基準(zhǔn)位置進(jìn)行定位檢查與調(diào)整。對(duì)主電機(jī)進(jìn)行軸對(duì)正檢查，微調(diào)主電機(jī)，使得主電機(jī)軸與離心機(jī)軸同心度達(dá)到對(duì)中要求。本項(xiàng)目對(duì)中調(diào)整項(xiàng)目見表4。

冷態(tài)對(duì)中時(shí)，考慮到正常工作時(shí)，電動(dòng)機(jī)的熱膨脹量小于離心機(jī)的，因此離心機(jī)的中心標(biāo)高應(yīng)略低于電動(dòng)機(jī)中心標(biāo)高10～15道。熱位移量按下式計(jì)算：

△H=α×H×△t×10^-6

式中：△H為熱位移量，mm；α為熱膨脹系數(shù)；H為設(shè)備中心高，mm；△t為溫差，℃。

計(jì)算出熱位移量后，對(duì)離心機(jī)和電動(dòng)機(jī)進(jìn)行冷態(tài)找正，如圖3、圖4所示。

3）設(shè)備找正。百分表找正法對(duì)聯(lián)軸器操作技術(shù)要求高，操作上較為麻煩，但是能達(dá)到較高的精度，找正效果好。常用的百分表法找正分為雙表法和三表法。雙表法一般為軸向—徑向雙表組合測(cè)量，不用同時(shí)測(cè)量軸向竄量，故精度略低。三表法找正是指聯(lián)軸器找正時(shí)使用1塊百分表測(cè)量徑向跳動(dòng)，使用2個(gè)表分別測(cè)量軸向跳動(dòng)和軸向竄量，通過同時(shí)測(cè)量水平方向和垂直方向的徑向偏移，以及開口度可以更精準(zhǔn)地判斷聯(lián)軸器的空間狀態(tài)，以便采用相應(yīng)的措施進(jìn)行調(diào)整。三表法找正示意見圖５，三表對(duì)中讀數(shù)示意見表6。

如圖６所示，測(cè)量時(shí)，分別在4個(gè)測(cè)量位置（0 °、90 °、180 °、270 °）進(jìn)行測(cè)量。根據(jù)讀數(shù)，計(jì)算偏差值：垂直面偏差為RV=（a3-a1）/2；水平面偏差為R0=（a4-a2）/2；垂直面偏差為AV=（b3-b1）/2；水平面偏差為A0=（b4-b2）/2[2]。主電機(jī)與離心機(jī)軸對(duì)中精找正合格后，進(jìn)行聯(lián)軸器安裝。如有必要可采用激光對(duì)中儀進(jìn)行校核。

4? ?結(jié)語

原料空壓機(jī)的安裝過程中，離心式壓縮機(jī)為最重設(shè)備，其吊裝屬于超過一定規(guī)模的危險(xiǎn)性較大的分部分項(xiàng)工程，吊裝過程的安全性至關(guān)重要。本文詳細(xì)介紹了空壓機(jī)吊裝、安裝過程中各類參數(shù)的計(jì)算校核，與對(duì)中找正應(yīng)注意的具體事項(xiàng)。實(shí)踐證明，吊裝和找正作為是設(shè)備安裝過程中重要的工序節(jié)點(diǎn)，必須進(jìn)行嚴(yán)格地控制和有效地組織管理，才能保證設(shè)備安裝后長(zhǎng)期穩(wěn)定地運(yùn)行。

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收稿日期：2023-06-13

作者簡(jiǎn)介：馬海玉（1982—），男，高級(jí)工程師，主要從事工程設(shè)計(jì)及項(xiàng)目管理工作。