仪表空压机运行过程中存在的问题及解决方案.doc

仪表空压机运行过程中存在的问题及解决方案 导读：化工设计通讯Chemical Engineering Design Communications工艺与设备Technology and Equipment第44卷第7期2018年7月仪表空压机运行过程中存在的问题及解决方案宁 静 （海洋石油富岛股份有限公司，海南东方上海佩恩内空压机工作原理-仪表展览网化工设计通讯Chemical Engineering Design Communications工艺与设备Technology and Equipment第44卷第7期2018年7月仪表空压机运行过程中存在的问题及解决方案宁 静 （海洋石油富岛股份有限公司，海南东方 572600）摘要 ：介绍了 ZR400 型仪表空压机的一些技术参数及工艺流程，例举了其使用过程中出现的故障问题，并对故障原因进 行分析。对所采用解决方案进行简单介绍，以期能够为采取同型号空压机的单位提供一些技术参考。关键词 ：仪表空压机 ；冷却水 ；维护保养 ；润滑油 ；乳化 中图分类号 ：TH45文献标志码 ：B文章编号 ：10036490（2018）07010102The Problems in the Operation of Instrument Air Compressor and SolutionsNing JingAbstract ：Some technical parameters and process flow of the ZR400 instrument air compressor were introduced.The problems occurred during its use were illustrated and the cause of the problems was analyzed. A brief introduction to the solutions used may provide some technical references for other plants that owned the same type of air compressor.Key words ：air compressor ；cool water ；maintenance ；lubricating oil ；emulsication中国海洋石油富岛有限公司化肥二部是设计年产 45 万 t 合成氨、80 万 t 尿素装置，于 2003 年建成投产 ；合成氨装置 采用的是 KBR（凯洛格布朗）工艺。化肥二部使用的仪表空 气压缩机（2001LJ）为 Atlas Copco 产品，该机为无油螺杆压 缩机，（型号为 ZR400-7.5-50HZ/E EL）该机的作用是在由燃 气轮机驱动的空压机（101J）停运时紧急启动为仪表及工厂空 气系统提供压缩空气，保障装置的安全，在装置正常生产时 停机做应急备用。 1 仪表空压机工艺流程及技术参数 1.1 仪表空压机结构ZR400-7.5-50HZ/E 空压机机组是两级式电动机驱动的水 冷式螺杆压缩机，能够提供无油、污脉冲的空气。压缩机装 在隔音箱体中，主要包括空气过滤器、低压压缩机机头、中间 冷却器、高压压缩机机头、后冷却器、气水分离器、电动机、驱 动联轴器、齿轮箱、Elektronikon 电脑控制系统及安全阀（见 图 1）。主要运行参数和联锁参数见表 2 和表 3。 图1仪表空压机全视图1-压缩空气出口；2-冷却水进口；3-冷却水出口；4-后冷却器；5-高压安全阀；6-中间冷却器；7-低压安全阀；8-紧急停车按钮；9-电脑控制器表1主要性能参数名称数据单位流量3 600m3/h入口温度35.4入口压力1.013bar（a）出口压力8bar（a）电机功率400kW压缩机功率361kW电压6 000V转速1 485r/min冷却水入口温度33冷却水压力400kPa收稿日期 ：20180416 作者简介 ：宁静（1980），男，河南泌阳人，助理工程师 ，主要从事化肥技术工作。位号 TISHH-2131 TISHH-2132 TISHH-2133 TISHH-2135 PSLL-2134PAL-2013PSLL-2012 PSHH-2133表2联锁参数名称联锁值低压缸出口温度 /220高压缸入口温度 /70高压缸出口温度 /220油冷器出口温度 /70润滑油压力 /MPa0.12空压机自启动联锁 / 0.62MPa仪表空气压力低 /MPa0.56出口压力高联锁 /MPa0.8正常值 15016030 140150常温 0.20.226.07.51.2 工艺流程常温常压的空气经入口过滤器被吸入，在低压压缩机机头中被压缩后排入中间冷却器中降温，降温后的冷却空气在高压压缩机头中被进一步压缩并通过消音器和后冷却器排出至工厂空气罐，从工厂空气罐出来的气体一部分进入工厂空气管网，另一部分经过分子筛干燥器除去夹带的水分后进入两个仪表空气罐，而后流入仪表空气管网，为全厂提供仪表空气（见图 2）。工艺 空气仪表空 气管网大气 中空气工厂 仪表空压机 空气罐分子筛干燥器仪表 空气罐仪表 空气罐工厂空 气管网图2仪表空压机工艺流程 2 存在的问题及解决方案 2.1 润滑油易带水乳化 2.1.1 故障分析因仪表空压机长期停机备用以及海南空气湿度较大，机 壳转子表面因温差会有冷凝水附在表面，形成液滴后与润滑 油一起回流到润滑油箱中，致使润滑油油品带水乳化，因此 机组在启动前必须排放干净油箱中冷凝水，防止冷凝水随油 进入压缩机轴承内造成轴承损坏。同时，为防止冷凝水随油 进入压缩机轴承内造成轴承生锈卡死或造成转子结垢引起空 压机效率下降，每个月均要对 2001LJ 油箱润滑油整体置换， 损失大量润滑油，不仅增加了生产成本，还增加了机组损坏 的风险。 2.1.2 解决方法2012 年 7 月装置检修中利用 Atlas Copco 公司开发的技术 及升级包零配件，配一根 4管线，在仪表空气压缩机停运状 态时，由电磁阀控制向仪表空气压缩机机壳内腔吹干燥的压101第44卷第7期2018年7月工艺与设备Technology and Equipment化工设计通讯Chemical Engineering Design Communications缩气体，风干转子内腔，防止转子生锈结垢卡死。通过此项 改造，保证了机壳及转子的干燥，再未出现润滑油乳化现象， 节省了大量润滑油，并且保证了机组运行的可靠性。 2.2 因装置检修停循环水时，导致仪表空压机无法使用 2.2.1 故障分析2001LJ 是水冷式压缩机，在运行过程中需要使用循环水 降温的。在装置大修期间，由于公用工程需要检修无法提供 降温循环水，导致仪表空压机无法正常运行。 2.2.2 解决方法在 2001LJ 循环水进口管上增加了低压消防水（0.6MPa） 接管，出口管上增加了就地排管线。当无循环冷却水时，关循 环水进、出口阀，开消防水进口阀，开就地排阀，给 2001LJ 提供冷却水。需注意的是，因消防水管不经常使用，在管线 里会存积有杂质，故在使用消防水作为冷却水前，应当开就 地导淋排放消防水管进行置换，确认置换干净后方可投用消 防水，避免杂质进入机组冷却系统。 2.3 多次出现无法自动加减载装置在 2016 年 4 月至 7 月检修期间，2001LJ 多次出现无 法自动加减载，手动加、减载几个小时后又正常现象和润滑 油温高停机现象，导致仪表空气压力最低低至 0.32MPa，多个 由仪表空气驱动的重要阀门无法动作。 2.3.1 故障分析（1）自 2002 年装置投产运行以来，2001LJ 未进行过较大 维修和保养，换热器和油冷器可能存在由于结垢而换热效率 下降。（2）因控制系统 Mark3 使用时间较长，也一直未维护更 新过，电子原件存在老化现象，导致控制系统运行不稳定。 2.3.2 解决方法（1）2017年3月对2001LJ 分别进行了8 000h 级别检修保养。 8 000h 级别保养含进气阀保养、单向阀保养、中后冷 排水阀保养 检 查、 维 修 油 路 系 统， 更 换 油 过 滤 器， 更 换 润 滑 油， 清洗油冷却器及其附属管道。检查、维修空气滤系统，更换空气滤芯，清理打扫进 风口。对机组冷却系统进行检查、修复，清洗油冷却器、气 冷却器，对冷却管道进行打砂喷漆，做防腐蚀处理。（2）将仪表空压机控制系统升级至 Mark5 在升级过程中发现将控制器切换到远程控制时，远程 无法启动，在到达设定值时测量远程启 / 停控制线发现并没有 远程信号输入，随后又进行远程模拟启动，发现空压机可以 启动，但是启动后就即刻又停机，检查发现空压机的信号是 脉冲信号，由于 Mark5 控制器远程控制无法由脉冲信号控制， 只能接受普通的开关量信号，更改后再次进行远程启动、停 机正常。 升级后的控制系统由原先的英文菜单式操作界面改为 现在的中文窗口式操作界面，极大方便了操作。可以直接查 询机组的各项运行参数、报警信息、停机信息等，方便了现 场人员的使用及维护。 经过此次检修保养和控制系统升级改造，2001LJ 运行状 况极大改善，运行至今未再未出现润滑油温高停机和无法自 动加减载现象，机组的做功效率也大大提高。 3 总结 通过增设干燥空气管线有效解决了仪表空压机润滑油易 进水问题 ；对循环冷却水管线改造，保证了装置在检修过程 中停止循环水供应时机组正常运行。经过这些年的空压机运 行管理经验来看，精心操作、按时保养是确保机组正常运行 的重要手段。（上接第76页） 采取上述工艺技术措施满足了生产的正常运行，生条物理指标取得了很好的效果。生条重量不匀率在 4.0% 以下，生 条棉结控制在 4 粒 /g 以内，而且纤维分离度、取向度、棉网 清晰度均较好。 2.3.4 并条工序由于聚酰亚胺纤维强力高、弹性大、膨松的特点，在并 条工序采用多根并合、大隔距、重加压、顺牵伸的工艺原则。 在大隔距下为实现对纤维的控制，采用重加压，提高纤维间 摩擦力及钳口对纤维的握持，减少了浮游，采用顺牵伸有利 于打开纤维弯勾及提高纤维的平行伸直度如表 2。针对纤维膨 松，静电大易缠堵的特点，我们采取了以下措施。梳棉备桶（各工序）必须用塑料布封盖好。 生产管理中，修机工每班对棉条通道用酒精布擦揩通 道两遍。 各道皮辊采用抗静电处理皮辊，每组使用周期为三个 轮班。 喇叭口偏大掌握。表2 并条工艺参数项目设计定量 （g/5m）罗拉中心距 喇叭口直径并合根数 牵伸倍数（mm）（mm）一并15.552573.188.52二并13.852572.888.982.3.5 粗纱工序 粗纱工序采用“低速度、重加压、小牵伸、高捻度 ”的工艺原则，采用上述工艺方法，保证了粗纱的条干水平，粗 纱适当加大捻系数（高出常规纤维品种 10%），减少了退绕时 的意外牵伸，杜绝了细纱工序上部脱断现象。 2.3.6 细纱工序针对聚酰亚胺纤维静电大，纤维抱合力差，膨松易产生毛羽的特点，采用赛络紧密纺纱设备进行生产，并采取“低速度、重加压”的工艺原则，细纱锭速为 12 600r/min，摇架加压为 60N230N150N150N，同时为降低毛羽，采用 382.6 窄 边钢领、BSZM 1/2 UM 8/0 钢丝圈，并严格钢领、钢丝圈运行 时间，纲领周期不超过 8 个月。钢丝圈周期不超过一周，采取 上述方法，在成纱条干、毛羽方面取得了理想效果。 2.3.7 络筒工序络 筒 工 序 为 保 证 纱 线 的 物 理 指 标， 我 们 选 用 日 本 村 田N.21c 型全自动络筒机生产，为控制成纱毛羽，全部采用导电 性能好的金属辊筒，并采用 700m/min 的低速生产，控制了毛 羽的增加，同时在疵点切除参数上加严设定，尽量剔除了表面疵点，使成纱质量满足了后工序的要求如表 3。 表3 筒纱指标CV%细节粗节棉结 断裂强度 十万米纱疵 3mm（个 /km）（个