劉杉

陜西未來能源化工有限公司 陜西 榆林 719000

近年來，我國經(jīng)濟高速發(fā)展，工業(yè)化水平大幅度提高。在此背景下，各行各業(yè)取得突出成就，膨脹壓縮機應(yīng)用范圍也越來越廣泛。膨脹壓縮機作為一種作為先進的機械設(shè)備，在煤化工企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營過程中起到至關(guān)重要作用。通過該設(shè)備運行能夠?qū)崿F(xiàn)多種重要化工產(chǎn)品的生產(chǎn)。在膨脹壓縮機運行過程中，很容易出現(xiàn)振動故障，通過對振動故障的有效處理，能夠進一步提升膨脹壓縮機運行水平，有助于煤化工行業(yè)的高速發(fā)展。

1 膨脹壓縮機介紹

根據(jù)膨脹壓縮機的具體特點，該類設(shè)備通過利用壓縮氣體的膨脹原理實現(xiàn)運行，該類設(shè)備也可以應(yīng)用于煤化工企業(yè)中，能夠為各種重要化工產(chǎn)品的生產(chǎn)提供相應(yīng)的環(huán)境。在膨脹壓縮機運行以及工作過程中，化學(xué)氣體中的輕組分首先進入機組，單葉輪以及主軸在相關(guān)設(shè)備高速旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下，很有可能發(fā)生腐蝕以及損害現(xiàn)象[1]。因此在實際使用過程中，對于這一類關(guān)鍵部件，要定期進行維修及養(yǎng)護，確保膨脹壓縮機能夠長時間穩(wěn)定運行。在現(xiàn)階段維修以及養(yǎng)護方案中，一般會考慮返回原廠維修更換方案，該種方案具有周期較長且費用高的特點。為有效解決這些問題，技術(shù)人員提出對膨脹壓縮機內(nèi)部構(gòu)件進行不斷優(yōu)化，在條件允許的情況下，對于受損零部件進行結(jié)構(gòu)改造，盡量實現(xiàn)重要零件國產(chǎn)化加工。在主軸與葉輪連接方式中，可以考慮將錐形結(jié)構(gòu)改變?yōu)榫匦谓Y(jié)構(gòu)，隔板也由原來的一體結(jié)構(gòu)改為分體結(jié)構(gòu)。

膨脹壓縮機屬于高精設(shè)備，在運行過程中產(chǎn)生的問題也相對較多，同時對于運行環(huán)境也有一定要求。在使用該類設(shè)備時，要采取有效措施，對所有管道進行清潔，避免管道在使用過程中存在大量的灰塵以及雜質(zhì)。在日常檢查過程中，要對各個部件進行檢查。根據(jù)實踐研究，膨脹壓縮機在啟動一段時間之后，溫度以及壓力會達到正常指標，在這一過程中需要進行精細化操作。首先，要對于密封系統(tǒng)進行啟動，通過密封系統(tǒng)的啟動，實現(xiàn)對于潤滑油箱的清掃。在清掃工作持續(xù)5min之后，可以考慮將排放閥關(guān)閉[2]。由于膨脹壓縮機在使用過程中殼體會產(chǎn)生一定壓力，工作人員可以考慮通過打開或者關(guān)閉關(guān)斷閥方式，對于密封氣壓進行調(diào)整，確保氣壓始終在設(shè)定的范圍之內(nèi)。特別值得注意的是，如果密封氣壓過高，要及時將膨脹壓縮機出口處閥門打開。其次，要啟動膨脹壓縮機中的潤滑油系統(tǒng)，要避免具有污染性的氣體污染該系統(tǒng)。在這一過程中，可以考慮檢查潤滑油溫度，要確保潤滑油溫度始終保持在20℃以上。在啟動過程中，工作人員要緩慢操作，同時也要積極觀察油溫變化，如果發(fā)現(xiàn)狀態(tài)異常，要在第一時間查找問題產(chǎn)生的原因，同時也要進行相應(yīng)的處置。最后，在膨脹壓縮機啟動的過程中，也要及時檢查密封系統(tǒng)和潤滑油系統(tǒng)，要確保不會出現(xiàn)報警現(xiàn)象。如果工藝閥門處于開啟狀態(tài)，也要對工藝方面進行全面檢查，確保各項參數(shù)處于正常的范圍之內(nèi)[3]。

除此之外，在膨脹壓縮機運用深冷分離技術(shù)的過程中，需要使用到相關(guān)的制冷設(shè)備。在這種情況下，通常選用一些體積小、結(jié)構(gòu)簡單、重量輕的設(shè)備，該類設(shè)備具有較高的絕熱效率，同時對于環(huán)境所造成的污染也較低。從具體結(jié)構(gòu)來看，設(shè)備可以分為主機、密封器系統(tǒng)、供油系統(tǒng)、儀控系統(tǒng)等4個主要組成部分。在實際運行過程中，借助于壓縮氣體的力量，能夠?qū)崿F(xiàn)機組內(nèi)部的絕熱膨脹，最終對外做功。根據(jù)能量守恒定律，壓縮氣體在能量下降情況下，溫度會大幅度降低。在實際運行過程中，氣體通過膨脹機噴嘴能夠達到音速，在氣體速度加快的過程中，氣體的壓力及溫度迅速下降[4]。在經(jīng)過脫水以及除塵操作之后，壓縮機的入口部分可能含有碳烴類氣體，經(jīng)過壓縮機做功之后，需要進入冷卻器內(nèi)部進行冷卻。相關(guān)研究顯示，溫度應(yīng)降至-55.6℃左右。在此之后，大量氣體需要經(jīng)過分離器進行處理，氣體可以進入膨脹機入口，在其內(nèi)部完成各種能量的轉(zhuǎn)換操作。從機組內(nèi)部初期階段的運行情況來看，機組產(chǎn)出的氣體成分，與原設(shè)計值之間存在一定差距。因此，分離塔的溫度需要保持在-90℃以下。在機組轉(zhuǎn)速較高的情況之下，所產(chǎn)生的振動可能引起一些危險，因此對于整個振動過程要嚴格進行限制。

總體來看，由于膨脹壓縮機屬于較為復(fù)雜的設(shè)備，在其運行過程中涉及到多個環(huán)節(jié)，每一個環(huán)節(jié)都有可能讓其產(chǎn)生較為嚴重的故障，對于膨脹壓縮機運行原理的分析具有重要現(xiàn)實意義。除此之外，在膨脹壓縮機使用過程中，有關(guān)廠家也應(yīng)當(dāng)高度重視，對于其可能產(chǎn)生的各類故障進行分類總結(jié)，在平時也要不斷加強維修以及養(yǎng)護工作，最大程度提升膨脹壓縮機的運行效率。

2 膨脹壓縮機故障產(chǎn)生原因

膨脹壓縮機在實際運行過程中，很容易受到外界因素的影響，同時該設(shè)備的結(jié)構(gòu)本身也較為復(fù)雜[5]。因此，膨脹壓縮機在運行過程中很容易產(chǎn)生各種各樣的故障，有關(guān)方面對于膨脹壓縮機故障產(chǎn)生的原因進行深入分析研究，得出相關(guān)結(jié)論。當(dāng)?shù)吞紵N類產(chǎn)品的含量較大時，對于冷量的需求相對較小，在這種情況下，可以考慮降低機組本身的轉(zhuǎn)速。如果轉(zhuǎn)速處于臨界值，就很容易出現(xiàn)跳車的風(fēng)險。同時如果機組轉(zhuǎn)速較高，且產(chǎn)生振動值相對較大時，可以考慮通過增大丙烯液相變量等方式，實現(xiàn)低溫系統(tǒng)的熱量減少操作。如果機組的轉(zhuǎn)速相對較低，也可以考慮采用相反的方式，在機組振動時處于較高狀態(tài)時，可以通過注入甲醛方式，將積累的干冰進行溶解。在每次進行停車以及開車操作過程中，都需要對冰箱進行及時清理，確?；A(chǔ)內(nèi)沒有其他殘留物，不斷提升機組的整體性能以振動值，使其處在正常范圍之內(nèi)，避免由于外界環(huán)境因素的影響，導(dǎo)致機組發(fā)生損壞。

3 膨脹壓縮機振動故障原因

3.1 氣缸部分振動異常

在膨脹壓縮機安裝過程中，沒有調(diào)整好氣缸支腿與底座各處之間間隙，造成支撐不良現(xiàn)象發(fā)生，有可能導(dǎo)致氣缸部分振動發(fā)生異常。同時由于膨脹壓縮機內(nèi)部存在大量的水管，如果在設(shè)置過程中不符合有關(guān)要求，則會導(dǎo)致水管松動現(xiàn)象發(fā)生，最終造成氣缸的振動。此外，如果氣缸內(nèi)部空余間隙過小，在膨脹壓縮機運行過程中，會導(dǎo)致氣缸的劇烈撞擊和運動。在安裝及檢修過程中，如果安裝人員以及檢修人員不具備相應(yīng)的工作能力，未嚴格遵守操作流程，對于缸體沒有進行及時的清理，氣缸也會因雜質(zhì)過多形成振動。

3.2 機身部分異常振動

從膨脹壓縮機的結(jié)構(gòu)特點來看，如果氣缸發(fā)生振動，也會導(dǎo)致機身部分產(chǎn)生振動。在實際安裝過程中，如果壓縮機兩列機身主軸承不同心，或者機身的水平度不符合有關(guān)要求，會存在運動部件之間連接不平現(xiàn)象，也有可能導(dǎo)致機身不斷的振動。除此之外，機身主軸承與其他軸承之間的間隙過大等也有可能導(dǎo)致機身發(fā)生振動。在實際安裝過程中，如果安裝人員使用的墊片不合格，或者位置不得當(dāng)，都有可能導(dǎo)致膨脹壓縮機機身發(fā)生較為劇烈的振動。

4 膨脹壓縮機故障解決方案

膨脹壓縮機是乙烯裝置的重要設(shè)備，在該類設(shè)備使用一段時間之后，存在較為嚴重的跳車問題。研究顯示，某型號膨脹壓縮機在工作時轉(zhuǎn)速為18495r/min，達不到額定轉(zhuǎn)速26750r/min。膨脹壓縮機所產(chǎn)生的問題，嚴重影響相關(guān)產(chǎn)品的生產(chǎn)，膨脹壓縮機頻繁跳車會導(dǎo)致管網(wǎng)波動，對于煤化工產(chǎn)品質(zhì)量也會產(chǎn)生嚴重影響。值得注意的是，膨脹壓縮機在某種角度上可以作為節(jié)能設(shè)備，如果不能夠穩(wěn)定運行，則會導(dǎo)致裝置產(chǎn)生的能耗大幅度增加。對于這一實際問題，某煤化工企業(yè)成立專門的技術(shù)攻關(guān)小組，希望通過采用降低潤滑油黏度等方式，解決膨脹壓縮機在運行過程中產(chǎn)生的振動故障問題。通過技術(shù)攻關(guān)小組工作人員的不懈努力，取得一定成果，膨脹壓縮機轉(zhuǎn)速已經(jīng)提高到20000r/min。

4.1 關(guān)于改造方案

對于膨脹壓縮機側(cè)軸溫度較高，且頻繁出現(xiàn)跳車現(xiàn)象等實際問題，技術(shù)攻關(guān)小組工作人員及時查閱相關(guān)資料，通過不斷的研究發(fā)現(xiàn)，膨脹側(cè)軸溫度較高產(chǎn)生的原因是機組冷態(tài)收縮使軸瓦抱緊力不斷增大。為有效解決這一問題，工作人員提出要降低潤滑油的黏度，采用該種方式取得一定成果。但經(jīng)過進一步研究發(fā)現(xiàn)，由于膨脹壓縮機外殼溫度大幅度下降，直接導(dǎo)致外殼收縮量大于設(shè)計值，由于外殼的收縮過度，使軸瓦間隙變得較小，也在一定程度上降低了潤滑油的流通量。測試表明，膨脹壓縮機外殼溫度與氣體的膨脹有一定關(guān)系。因此，為消除外殼對于軸瓦的擠壓，要將軸瓦的外圓縮小一定尺寸。為確保軸瓦能夠在高溫以及低溫條件下正常工作，需要在軸瓦外部進行開槽，避免軸瓦瓦體變形。

4.2 實施應(yīng)用

在膨脹壓縮機改造完畢之后，轉(zhuǎn)速已經(jīng)提高到27500r/min。同時機組膨脹側(cè)軸瓦振動X向被限制的6.4μm，報警值為25μm，Y向直為5.7μm，報警值為25μm。攻關(guān)技術(shù)小組工作人員，采用相關(guān)儀器設(shè)備測得膨脹測溫度為80.7℃，報警值為93℃，壓縮值為69.8℃，報警時為90℃。其他各方面指標也都在合理的范圍之內(nèi)，產(chǎn)品的產(chǎn)量由原來的1.7t提高到2.4t/h?？傮w來看，通過攻關(guān)技術(shù)小組工作人員對于膨脹壓縮機的及時處理，讓膨脹壓縮機的各項指標最終趨于正常，對于延長該類設(shè)備使用壽命起到至關(guān)重要的作用。

4.3 氣缸部分以及機身部分振動異常解決方法

在解決氣缸部分異常振動過程中，采用相關(guān)設(shè)備檢查氣缸腿各處間隙螺栓的受力情況，確保該結(jié)構(gòu)支撐良好。由于膨脹壓縮機內(nèi)部管路眾多，在條件允許的情況之下，將膨脹壓縮機拆開，對于管道的連接情況進行檢查，觀察管道是否符合技術(shù)要求，從根本上消除管路產(chǎn)生的各類振動。在檢查過程中，還考慮到氣缸磨損情況，要確保氣缸與氣缸壁之間具有足夠間隙，一旦發(fā)生問題要立即進行停車檢查，對于相關(guān)的零部件進行重新加固。特別值得注意的是，在攻關(guān)技術(shù)小組工作人員進行檢查的過程中，較為重視氣缸的清潔工作，采用較為先進的清潔劑，對于氣缸重要部位進行清洗。在找平飛輪過程中，要更換平衡鐵。

除了要消除氣缸部分產(chǎn)生的振動故障，還應(yīng)當(dāng)消除機身部分產(chǎn)生的異常振動。在這一過程中，要保證安裝質(zhì)量，在特殊的情況下要對膨脹壓縮機機身進行復(fù)查。要測量機身滑道和曲軸中心的垂直度，要對機身的水平狀況進行檢查，如果不符合要求要立即進行調(diào)整。除此之外，要及時進行連軸器的安裝偏差檢驗工作，如果發(fā)現(xiàn)偏差過大，則應(yīng)采取措施重新進行安裝，要對相關(guān)儀器設(shè)備進行調(diào)整。

4.4 對同類技術(shù)進行綜合比較

由于煤化工企業(yè)在實際生產(chǎn)過程中涉及的化工工藝相對較多，在解決膨脹壓縮機振動故障問題的過程中，要充分考慮到具體情況，積極借鑒其他企業(yè)先進經(jīng)驗，通過對同類技術(shù)進行綜合比較的方式，對膨脹壓縮機振動故障解決方案進行進一步優(yōu)化，以達到最好的解決效果。通過對成本的分析發(fā)現(xiàn)，在故障處理的過程中，將過度配合方式轉(zhuǎn)變?yōu)殚g隙處理方式，能夠?qū)①M用控制在合理范圍之內(nèi)，同時也能夠?qū)⑻幚頃r間控制在3天以內(nèi)，既解決了膨脹壓縮機振動故障問題，同時又進一步降低了相關(guān)企業(yè)在這一過程中產(chǎn)生的巨大成本支出，對于企業(yè)的進一步發(fā)展起到至關(guān)重要的促進作用。

5 結(jié)束語

膨脹壓縮機在煤化工企業(yè)的發(fā)展過程中發(fā)揮了重要作用，通過該類機器設(shè)備有效應(yīng)用進一步提升企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營效率，讓企業(yè)能夠更好適應(yīng)新時期的發(fā)展需求。但由于該類設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，在使用過程中很容易受到外部因素的影響，因此很容易發(fā)生各類故障。振動故障是眾多故障中常見的一種，對于機械設(shè)備的影響。因此，應(yīng)當(dāng)高度重視，積極尋找膨脹壓縮機產(chǎn)生振動故障的具體原因，同時提出相應(yīng)解決方案，讓振動膨脹機在我國煤化工行業(yè)中能夠擁有更大的應(yīng)用價值，為加速現(xiàn)代化建設(shè)進程貢獻重要力量。