SVK型壓縮機(jī)運(yùn)行點(diǎn)偏離問(wèn)題案例分析

王利勇 田帥 趙錚 薛吉

摘? 要：某公司采購(gòu)的SVK型機(jī)組，在負(fù)荷投產(chǎn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)運(yùn)行點(diǎn)距離防喘振線較近，并且發(fā)生了兩次機(jī)組卸載情況，由于該機(jī)組在工藝流程中占有重要地位，機(jī)組頻繁卸載對(duì)工藝流程影響十分巨大，直接可造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。該文參考機(jī)組卸載時(shí)的運(yùn)行數(shù)據(jù)并結(jié)合理論，針對(duì)上述問(wèn)題進(jìn)行探討，分析問(wèn)題原因，研究解決方案，驗(yàn)證解決效果，最終形成一套完整的案例分析，給后續(xù)該型機(jī)組再發(fā)生此類問(wèn)題提供參考方案，盡量減少并杜絕此類問(wèn)題的再次發(fā)生。

關(guān)鍵詞：防喘振? 導(dǎo)葉? 型環(huán)? 性能

中圖分類號(hào)：TS23 ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：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(wèn)題描述

機(jī)組開始負(fù)荷運(yùn)行至今，運(yùn)行點(diǎn)至防喘振線逐漸接近，并且空壓機(jī)發(fā)生兩次運(yùn)行點(diǎn)超越防喘振線導(dǎo)致機(jī)組開閥卸載的情況，嚴(yán)重影響裝置投產(chǎn)。初步懷疑機(jī)組性能存在偏差，并且機(jī)組的防喘振線設(shè)置不適應(yīng)夏日溫度較高、濕度較大時(shí)的大氣工況（空壓機(jī)入口）。

2? 排查方向

通過(guò)運(yùn)行數(shù)據(jù)可以得知，機(jī)組的入口流量偏小，需要檢查實(shí)際顯示情況與現(xiàn)場(chǎng)入口導(dǎo)葉開度情況是否相同。流量計(jì)測(cè)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(jī)組的型環(huán)間隙，特別是機(jī)組在現(xiàn)場(chǎng)檢修期間測(cè)量的間隙值。由于機(jī)組為空壓機(jī)，如果發(fā)生漏氣主要發(fā)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(tǒng)編程、組態(tài)是否存在問(wèn)題，防喘振裕度是否過(guò)大。對(duì)比歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)，對(duì)機(jī)組進(jìn)行性能考核。

3? 原因分析

3.1 理論核算

根據(jù)機(jī)組運(yùn)行參數(shù)對(duì)空壓機(jī)實(shí)際的運(yùn)行點(diǎn)進(jìn)行核算，計(jì)算后的運(yùn)行點(diǎn)與實(shí)際顯示的運(yùn)行點(diǎn)都靠近防喘振線，偏差不大，與設(shè)計(jì)流量126940Nm3/h相差較多。對(duì)進(jìn)口導(dǎo)葉進(jìn)行過(guò)靜態(tài)校驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中導(dǎo)葉沒(méi)有卡澀或開度不到位的情況[1]。

3.2 核算理論流量值

根據(jù)實(shí)際運(yùn)行參數(shù)，核算流量計(jì)測(cè)得的流量數(shù)值沒(méi)有問(wèn)題，與控制系統(tǒng)顯示畫面基本一致，同時(shí)畫面顯示的機(jī)組出口流量與用戶流程里的質(zhì)量流量基本可以對(duì)應(yīng)。

3.3 排查型環(huán)間隙

機(jī)組啟機(jī)前，檢查型環(huán)間隙發(fā)現(xiàn)存在偏大的情況，型環(huán)與轉(zhuǎn)子有過(guò)剮蹭。通過(guò)對(duì)比機(jī)組設(shè)計(jì)值可以發(fā)現(xiàn)機(jī)組的三機(jī)、四級(jí)型環(huán)間隙大于設(shè)計(jì)值，因型環(huán)間隙大將會(huì)導(dǎo)致機(jī)組進(jìn)氣量偏低。

3.4 排查軸端密封

壓縮機(jī)軸端密封在機(jī)組啟機(jī)前進(jìn)行過(guò)更換，且現(xiàn)場(chǎng)并無(wú)泄漏點(diǎn)，用戶對(duì)機(jī)殼和箱體分別進(jìn)行了紅外溫度測(cè)量，溫度并沒(méi)有很高，也可以判斷機(jī)組軸端密封不會(huì)存在泄漏量過(guò)大。

3.5 排查控制系統(tǒng)

控制系統(tǒng)按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行組態(tài)、編程，復(fù)查不存在問(wèn)題。其中防喘振曲線進(jìn)行實(shí)測(cè)修正，防喘振裕度由原來(lái)的0.18擴(kuò)大到0.38。目前使用的防喘振裕度值是0.38，針對(duì)現(xiàn)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(dòng)，才能保證機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行。

3.6 性能實(shí)測(cè)考核

（1）整機(jī)。對(duì)壓縮機(jī)性能參數(shù)進(jìn)行測(cè)量記錄，便于對(duì)機(jī)組進(jìn)行評(píng)價(jià)。將出口壓力和流量達(dá)到設(shè)計(jì)點(diǎn)數(shù)據(jù)，大氣壓力：99.9kPa，環(huán)境溫度：33.1℃，相對(duì)濕度：92.8%，角度再開大，參數(shù)幾乎沒(méi)變。

（2）單段。1段，流量小17.3%，溫升高，效率低，功率低10.85%，運(yùn)行點(diǎn)落在小流量區(qū)域（見(jiàn)表1）。2段，流量小15.6%，溫升高，效率低，功率低6.43%，運(yùn)行點(diǎn)落在小流量區(qū)域（見(jiàn)表2）。3段，流量小12%，溫升高，效率低，功率低7.3%，運(yùn)行點(diǎn)落在小流量區(qū)域（見(jiàn)表3）。4段，流量小7.7%，溫升高，效率低，功率低7.98%，運(yùn)行點(diǎn)落在小流量區(qū)域（見(jiàn)表4）。

由于在進(jìn)口溫度（29℃）偏低情況下，流量、出口壓力未達(dá)到設(shè)計(jì)值，且進(jìn)口導(dǎo)葉已開67.7%（導(dǎo)葉再開大，流量無(wú)明顯變化），如果進(jìn)口溫度達(dá)到設(shè)計(jì)溫度40℃，預(yù)計(jì)流量會(huì)偏小3%左右。在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)條件下，壓比低，效率低，軸功率為15952kW，比設(shè)計(jì)軸功率（16490kW）低3.3%。綜合以上檢查、測(cè)試數(shù)據(jù)來(lái)看，壓縮機(jī)型環(huán)間隙偏大影響機(jī)組的入口氣量及機(jī)組功率。由于在同等條件下，入口溫度低時(shí)的流量比溫度高時(shí)候要大一些，所以以同樣的運(yùn)行條件使用機(jī)組，在夏季大氣溫度偏高的情況下，機(jī)組容易發(fā)生運(yùn)行點(diǎn)進(jìn)入防喘振區(qū)，造成機(jī)組卸載[2-4]。

4? 改進(jìn)方案

（1）在機(jī)組運(yùn)行情況下的調(diào)整方案。通過(guò)提升轉(zhuǎn)速增大流量，使現(xiàn)在機(jī)組的運(yùn)行點(diǎn)遠(yuǎn)離防喘振線的方案可行。考慮到膨脹機(jī)與汽輪機(jī)的運(yùn)行，原壓縮機(jī)額定轉(zhuǎn)速為4285r/min，再升高的轉(zhuǎn)速不應(yīng)超過(guò)原額定轉(zhuǎn)速的2%，即不超過(guò)4370r/min，沒(méi)有超出汽輪機(jī)的跳閘轉(zhuǎn)速，按照理論計(jì)算流量應(yīng)該有10%左右的增加，在提升轉(zhuǎn)速過(guò)程中，需要采用階段性升速，注意觀察壓縮機(jī)、汽輪機(jī)主要監(jiān)測(cè)儀表。

（2）檢修方案。機(jī)組停車后對(duì)汽輪機(jī)進(jìn)行檢查，找到汽輪機(jī)輸出功率下降的原因并處理。對(duì)機(jī)組型環(huán)間隙、密封間隙進(jìn)行檢查并調(diào)整至設(shè)計(jì)值。通過(guò)檢修可以使壓縮機(jī)做功能力增加，使機(jī)組運(yùn)行后的總輸出功率得到增加。檢修機(jī)組各部間隙。型環(huán)間隙可以通過(guò)刷鍍涂層或者增減調(diào)整墊片的方式進(jìn)行處理。

5? 改進(jìn)效果

機(jī)組通過(guò)提升轉(zhuǎn)速的方法進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，流量有所提升，目前機(jī)組的運(yùn)行點(diǎn)仍接近防喘振線，但可以保證穩(wěn)定投產(chǎn)。待計(jì)劃停機(jī)時(shí)按照既定計(jì)劃進(jìn)行檢修。

6? 結(jié)語(yǔ)

對(duì)于SVK裝置的空壓機(jī)組，能夠通過(guò)提升轉(zhuǎn)速來(lái)提高流量，進(jìn)而使運(yùn)行點(diǎn)遠(yuǎn)離防喘振線，能夠保證用戶投產(chǎn)。

參考文獻(xiàn)

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