李琪

[摘 ? ?要 ]目前，空分設(shè)備已被廣泛應(yīng)用在各領(lǐng)域生產(chǎn)過程中。空壓機是空分設(shè)備重要組成部分，空壓機運行效率可直接影響到空分設(shè)備氣體生產(chǎn)質(zhì)量。針對此，本文闡述了空分設(shè)備運行效率低下的原因，提出空分設(shè)備空壓機故障檢查以及處理方式，以期為同類型空分設(shè)備空壓機運行及管理提供理論支持與技術(shù)保障。

[關(guān)鍵詞]空分設(shè)備;空壓機效率下降;故障問題;處理對策

[中圖分類號]TM76 [文獻標(biāo)志碼]A [文章編號]2095–6487（2020）07–00–03

[Abstract]At present， air separation equipment has been widely used in the production process of various fields. Air compressor is an important part of air separation equipment， and the operating efficiency of air compressor can directly affect the gas production quality of air separation equipment. In response to this， this article explains the reasons for the low operating efficiency of air separation equipment， and proposes air separation equipment air compressor failure inspection and treatment methods， in order to provide theoretical support and technical support for the operation and management of air compressors of the same type of air separation equipment.

[Keywords]air separation equipment; reduced efficiency of air compressors; faults; countermeasures

在空分設(shè)備中，空壓機可直接影響到設(shè)備實際運行水平以及使用壽命，因此在空分設(shè)備生產(chǎn)與運維期間，相關(guān)工作人員應(yīng)當(dāng)需要重點分析空壓機運行效率，發(fā)現(xiàn)空壓機在實際運行過程中存在的故障問題，針對故障問題成因，對空壓機運行效率低下現(xiàn)象進行處理，確?？諌簷C能夠處于高效運行狀態(tài)。

1 空壓機運行現(xiàn)狀分析

本文以某公司空分機組以及離心空壓機為研究對象，該空壓機組包括單軸等溫型壓縮機，在運行過程中的參數(shù)如表1所示。

2 空分設(shè)備空壓機故障情況

操作人員在巡查高端設(shè)備過程中發(fā)現(xiàn)空壓機負(fù)荷端面密封處有少量水珠。隨著周邊溫度不斷提升，復(fù)合端密封處出水量明顯增大，同時壓縮機高壓側(cè)軸振動值也出現(xiàn)異常波動。在進入夏季以后，空壓機排氣壓力呈現(xiàn)出顯著下降的特征。通過對比實際數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，空壓機運行效率及排氣量大幅度降低，嚴(yán)重影響到空壓設(shè)備生產(chǎn)質(zhì)量以及運行效率。

3 空分設(shè)備空壓機運行效率下降原因

為有效解決空壓機故障問題，盡快恢復(fù)原有生產(chǎn)質(zhì)量及效率，需對可能造成空壓機運行效率下降的原因進行分析。

3.1 空氣濾清裝置堵塞

在空分設(shè)備內(nèi)空壓機運行過程中，空壓機設(shè)計吸入壓力遠遠高出設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)過實際調(diào)查發(fā)現(xiàn)，造成此種現(xiàn)象出現(xiàn)的原因多為空氣濾清裝置堵塞，空壓機進口過濾器存在阻力過大情況。由于空壓機入口壓力不足，導(dǎo)致空壓機排氣量大幅度下降，嚴(yán)重影響到了空壓設(shè)備后期運行效率。

3.2 空分設(shè)備管路堵塞

通過調(diào)查空分設(shè)備內(nèi)部系統(tǒng)阻力記錄發(fā)現(xiàn)，空分系統(tǒng)阻力、閥門以及管路阻力均未發(fā)生明顯變化，因此可以排除此問題對空分設(shè)備運行效率可能造成的影響。但如果出現(xiàn)管路阻力異常增大等情況，則需要對管路進行疏通處理，確保管路暢通。

3.3 壓縮機中間冷卻器堵塞

在調(diào)查研究空分設(shè)備空壓機運行效率較低問題時，還需要使用專用阻力計調(diào)查，要求技術(shù)人員使用精密變速裝置檢測空壓機進排氣壓力，然后計算出中間冷卻器的阻力值，如果阻力值均在設(shè)計范圍以內(nèi)，則可排除中間冷卻器堵塞問題故障，還需找尋出其他能夠造成空分設(shè)備運行故障效率低下的原因。

3.4 空分設(shè)備空壓機密封效果不佳

空分設(shè)備空壓機氣體泄漏問題主要包括外部泄露及內(nèi)部泄漏兩種。在發(fā)生氣體內(nèi)部泄漏的情況下，各級壓縮比將會發(fā)生明顯變化，低壓級壓比增加，高壓級壓比下降?？辗衷O(shè)備外部泄露情況下，放空閥、管道連接處、空壓機軸氣封均可成為泄漏點。對此三個可能存在泄露點進行實際調(diào)查研究，依照空壓機運行記錄計算出各壓縮比值。如果計算結(jié)果正常，則說明空壓機沒有出現(xiàn)外部或內(nèi)部泄露問題;如果空壓機各壓縮級壓比數(shù)值與設(shè)計要求不符，則需要對空壓機內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行詳細檢查，發(fā)現(xiàn)空壓機內(nèi)可能存在的泄露問題，制定出相應(yīng)維護對策。

3.5 電網(wǎng)頻率或電壓下降

依照空壓機機旁電壓表以及電氣系統(tǒng)后臺微機系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)空壓機運行期間的電網(wǎng)電壓以及壓縮機轉(zhuǎn)速均符合實際要求，因此可以基本排除因電網(wǎng)頻率或電壓下降，導(dǎo)致的空壓機運行效率降低現(xiàn)象出現(xiàn)。

3.6 吸氣溫度升高

在空分設(shè)備空壓機內(nèi)，任何一級吸氣溫度升高，氣壓密度減少，也會導(dǎo)致吸氣量減少，最終影響到機組排氣量減少。通過對入夏期間空壓機排氣溫度記錄進行對比研究，發(fā)現(xiàn)空壓機各級靜態(tài)氣溫都沒有出現(xiàn)明顯變化，各換熱器溫差也無明顯變化，可排除吸氣溫度升高，對空壓機運行效率造成的影響。

3.7 冷卻裝置泄漏問題

如果空壓設(shè)備內(nèi)冷卻裝置出現(xiàn)泄漏問題，低壓級冷卻器內(nèi)部冷凝水會進入氣側(cè)腔，并且被氣壓夾帶進入到葉輪以及過壓裝置內(nèi)，經(jīng)過一段時間后，會導(dǎo)致冷卻裝置出現(xiàn)結(jié)垢、堵塞等問題，導(dǎo)致空氣流量減少。為檢驗空壓機內(nèi)部冷卻裝置是否存在新的問題，需要對各級冷卻器吹除閥排出的冷凝水進行連續(xù)化驗檢測，獲得較為精準(zhǔn)的水質(zhì)檢查報告。

通過對空壓機冷卻水質(zhì)進行調(diào)查發(fā)現(xiàn)，一二段冷卻器冷凝水質(zhì)硬度已經(jīng)明顯超標(biāo)，說明一二段冷卻裝置內(nèi)部出現(xiàn)明顯泄露問題。泄漏后的冷卻水隨氣流夾帶進入到二級葉輪內(nèi)，在高溫高壓的環(huán)境下迅速蒸發(fā)，水分中吸出的鈣離子、鎂離子等沉淀堆積在二級葉輪內(nèi)部流道表面，導(dǎo)致流通面積減少，空壓機進氣量減少。分析存在于空壓機負(fù)荷端軸的振動波動現(xiàn)象，可判斷出本文案例中空分設(shè)備空壓機運行效率較低的問題主要是由于冷卻裝置泄漏導(dǎo)致。

4 空分設(shè)備空壓機堵塞清理流程

為有效解決空分設(shè)備運行效率過低問題，需要在保證實際生產(chǎn)計劃的前提下，開展系統(tǒng)檢修工作。本文案例中的公司采用了生產(chǎn)系統(tǒng)全停檢測方式，清洗空壓機中間冷卻器被安排在計劃內(nèi)。但為滿足生產(chǎn)過程中的氮氣需要，空分設(shè)備氮壓機與供水系統(tǒng)不可停止運行。

停運空壓機后，關(guān)閉管道總閥，要求排凈冷卻器以及管道水。拆開冷卻器前法蘭裝置，發(fā)現(xiàn)冷卻器前存在多個填料碎片。經(jīng)過實際調(diào)查發(fā)現(xiàn)，填料碎片多為冷水塔或者水池改造時掉落。這些雜物被水泵吸走，聚集在泵后總管過濾器前。由于空壓機水路水流較大，因此部分雜質(zhì)又進入了空壓機冷卻器前，堵塞了部分通道。

為有效規(guī)避冷卻器堵塞問題，在冷卻器冷卻水進出口處焊接管道以及截止閥，并連接循環(huán)液體泵，配置相應(yīng)的藥水與藥水槽，是用稀鹽酸加除垢劑、氧化劑等對冷卻器進行洗滌。在冷卻器清洗時，應(yīng)嚴(yán)格控制鹽酸濃度與溫度，要求空壓設(shè)備中，每個冷卻器應(yīng)清洗3h左右。在冷卻器清洗完畢后，應(yīng)檢查冷卻器內(nèi)部結(jié)構(gòu)，保障冷卻器內(nèi)部清潔。

5 空分設(shè)備空壓機故障處理及處理效果

通過對空分設(shè)備空壓機運行效率較低問題進行分析，發(fā)現(xiàn)造成空壓機運行效率較低的原因主要為冷卻器堵塞。在空壓機械設(shè)備檢修準(zhǔn)備工作中，技術(shù)人員結(jié)合空壓機運行數(shù)據(jù)對故障判別進行了大量研究，并且圍繞空壓機檢修項目具體內(nèi)容展開以下工作：

（1）通過高質(zhì)量加工材料以及先進氣動設(shè)計保證安裝水平達到要求，確保空壓機具有較好的機械傳動效率及良好的潤滑性能，只有如此才能確?？諌簷C組保持穩(wěn)定與高效的運轉(zhuǎn)，防止機組在工作的過程中出現(xiàn)油溫超限波動或者油壓超限波動情況。其次，需要提高機組中間冷卻效果，設(shè)立相應(yīng)的點檢監(jiān)控，在操作過程中避免或消除中間冷卻器發(fā)生泄漏堵塞問題。最后，加強軟化和清潔等工作，對過濾器進行清潔，保證機組處于良好運行狀態(tài)下，另外需要對機前過濾器濾芯進行拆除或者更換，選擇高效的自潔功能過濾器，對空壓機進口壓力進行控制，減小空壓機壓縮比。

（2）去除空壓機轉(zhuǎn)子雜物，做動態(tài)平衡檢驗。對葉輪表面以及流道進行噴丸處理，要求采用科學(xué)手段提升葉輪表面強度與其耐磨程度。

（3）對中間冷卻器進行抽芯檢查，處理冷卻器銅管泄漏點。通過拆除空壓機后發(fā)現(xiàn)，空壓機內(nèi)部二級葉輪表面結(jié)垢現(xiàn)象明顯，氣道被大量的雜物堵塞，導(dǎo)致空壓機運行效率顯著下降。通過分析雜物形狀以及性質(zhì)，發(fā)現(xiàn)該雜物主要為碳酸鈣類物質(zhì)，主要來源為中間冷卻器通道泄漏后，冷卻水中鈣類離子吸入導(dǎo)致。要求結(jié)合堵塞情況，合理采取堵管處理手段，確保原有泄漏點不會漏水。

（4）降低系統(tǒng)損耗，首先應(yīng)減少系統(tǒng)中出現(xiàn)的泄露損失，特別是液體泄漏。當(dāng)前很多生產(chǎn)企業(yè)在實際操作過程中，液體泄露量要遠遠大于其在制取的過程中的耗費量，這不單單會導(dǎo)致一些安全隱患，也會造成能源極大損耗。其次，需要優(yōu)先選擇一些珠光砂保溫材料冷箱。在運行時，需要及時進行珠光砂的添加，另外還需要在分子篩純化系統(tǒng)、預(yù)冷系統(tǒng)以及冷卻水管道等外部設(shè)置保溫、保冷裝置，減少能源損耗。最后，進一步減少氣體無效放散量，主要是利用快速變負(fù)荷技術(shù)對氧氣放散率進行控制，提高氧氣利用率。在純化系統(tǒng)設(shè)計過程中，需要在一個吸附周期內(nèi)設(shè)置約25min的放空時間，這樣才能充分的利用這部分氣體。

通過對空分設(shè)備空壓機進行檢修處理，清洗空壓機內(nèi)部冷卻器，切實提升了空壓設(shè)備運行效率，從根本上保障了生產(chǎn)企業(yè)的核心利益。同時，為有效規(guī)避相同故障問題出現(xiàn)，還應(yīng)制定出專項科學(xué)的空壓機維護手段，要求對空壓機內(nèi)部過濾器以及冷卻器進行定期清理，檢查水池以及水池邊上雜物，防止出現(xiàn)雜物掉落等問題。

6 結(jié)語

總而言之，空壓機是空分設(shè)備內(nèi)部的核心結(jié)構(gòu)，對保障空分設(shè)備運行質(zhì)量及效率具有重要意義。在空分設(shè)備日常巡查過程中，相關(guān)管理部門需要對空分設(shè)備運行過程中的各種參數(shù)進行實時檢查，尤其是在夏季高溫的情況下，檢測控制設(shè)備冷凝水的水質(zhì)，依照水質(zhì)指標(biāo)的變化情況，判斷空間冷卻裝置運行狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)并處理冷卻器泄漏問題，防止和控制設(shè)備故障發(fā)生，將故障風(fēng)險控制在最低范圍之內(nèi)。

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