空压机进口导叶传动轴承故障引起空分设备工况波动分析及处理

理论广角●I空压机进口导叶传动轴承故障引起空分设备工况波动分析及处理奚闻隆(大庆石化公司水气厂空分车间黑龙江大庆163714)[摘要]介绍KDON--6000／20000型空分设备因空压机进．t3导叶传动轴承故障引发的工况波动故障，进而分析故障原因，在空分设备不停车的情况下果断采取应急措施，降低故障时对生产的影响，并在停机检修时消除故障，最后阐述预防措施。[关键词]空分设备。空压机；进口导叶，工况波动中图分类号：TB657．7文献标识码：A文章编号：1009—914X(2014)27—0283—02进口导叶作为空压机的重要固定元件，安装在叶轮的进口(大部分情况仅在第一级进口前设置)。它由l组彼此联动旋转的小叶片组成，pt-片呈放射状分布(径向型导叶是一环形叶栅)，每一个叶片均有1个小圆锥齿轮与1个大锥形齿轮圈啮合，可以通过气动、液压或电动的执行机构自动控制大锥形吃轮圈的转动，也可手动控制。小圆锥齿轮则带动叶片转动，从而改变叶轮进I-q处的流通截面，用于控制流体的压力、流量和流动方向。在空分设备运行过程中，进口导叶一旦出现故障如不及时处理，将对正常生产造成严重影响，甚至被迫停车。大庆石化公司水气r—KDON--6000／20000型空分设备由中国空分设备有限公司总承包，采用分子筛吸附净化、增压透平膨胀机、规整填料上塔及筛板下塔，自2011年l1月投产至今运行良好。配套空压机采用杭氧生产的5TYD160型单轴等温原料空气透平压缩机，2013年8月5日发生了一起由于空压机进口导叶故障引起空分设备工况波动甚至空压机超载停机的故障。1．故障现象2013年8月5日23：30，操作人员通过Dcs控制系统发现空压机进121导叶关小限位报警，实际开度较大，空压机排气量较往常有较大波动，波动曲线呈上升的趋势。当分子筛切换时对空压机电流、下塔液空及主冷液氧液位、精馏塔内压力及各段阻力等工艺参数随之波动，且波动较大。当时空分设备部分工艺参数情况见下表1。类似的工艺参数波动情况在2013年初也曾发生过。进入夏季以来，气温不断的升高，工况波动程度就逐渐加剧，超负荷状态运行，有超载停机危险。届时全公司将因氧、氮气中断大面积停车。2．故障原因表1KDON一6000／'20000型空分设备部分工艺参数波动情况￡i机瓠噩¨；18357~5P62I3991空压机出口压力(ME’0542l_550lll(308进口导叶开度50％6l3’蜘研阀奸腹0％50％j50％一甄西受i玩一～一一⋯一一一__一一一一一一～一⋯⋯一1j7(J20935i231氧出璺／(In)f03542131178空艋机电流AI340397；57一墨堡墼壁熊一～{‘?SI5iIe25下塔压力f0口a)～～一；一一一r～⋯了；一—～。_-7[~T一～JtilJ一jIv下阻／暇Pa12IsL4l6l201上随艇：Pa)03j3：1032V，开废?1；i36l52％下塔精誊掖位，fmm)500q75～535I60一礴一一一一j万一一～-j葡i1一⋯一～气逛丽羞爱，0艘)lI52C51001一聪税瓤丽一一一一一一一一+一一一一～一一一一一一一一一～一一一一一3105：532155I11O0注：1．主液氧液位及下塔液室液位为当时观察到的数值，在此列出仅表明随工况波动t2．以上数据均为Dcs控制系统显示的曲线数值。图1经过分析，首先排除了因下游_』：序用气量不稳定和电网波动对空分设备工况产生影响的原因。KDON-6000／20000型空分设备自开车以来，由于F游工序生产所需氮气在16000-18000m3／h之间，空分设备一直接近满负荷运行。空压机进口导叶长时间保持在较大的开度。并且当环境温度升高时，对进口导叶开度影响较大，夏季气温在2o℃以上，由于空气温度升高，密度减小，空压机压缩气体的能力明显减弱(如图l所示)。在一定条件下，空气温度上升(TI>T2>T3)会使空压机实际排气压力下降(Pl