榆林20万吨/年醋酸空分装置大型压缩机组检修问题的分析

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【摘要】压缩机是大型化工装置的心脏，它的稳定运行至关重要。本文通过成功检修总结出大型新型压缩机组故障分析的思路，值得借鉴。

【关键词】压缩机 汽轮机 轴承温度 轴瓦间隙

1 工程概况

榆林20万吨/年醋酸工程空分装置内的压缩机组采用德国西门子最新研究技术，由美国AP公司系统设计，是世界独一无二的一台压缩机组。空气经主空压机进口消声器、进口过滤器进入主空压机，主空压机压缩的气体经过空气冷却塔、氮污塔冷却后进入分子筛过滤，去增压机增压后进入冷箱进行分离纯化，产生液氧、液氮、液氩。

该机组由杭汽厂提供的汽轮机（58吨）、德国西门子总部提供的增压机（26吨）、增压机齿轮箱及主空压机（69吨）、主空压机轴承箱五部分设备组成，以汽轮机为主动力分别经过增压机齿轮箱、主空压机轴承箱带动增压机和主空压机。

该机组得特点是重量大（153吨）；轴系多（共有有四节联轴器，联轴器最长可达3.13米）；对中难度非常大；增压机、主空压机采用新型固定方法―有垫铁无地脚螺栓安装，辅助冷却器全部采用弹簧形式的支座，设备安装难度大。

压缩机机组自2009年6月底开始施工至2010年7月底完工，并一次试车成功正常运转。2010年10月23日空分装置压缩机机组在正常运转两个月后出现故障，汽轮机前轴承温度过高，机组跳车。

2 机组设备参数一览表（表1）3 施工过程出现的一些问题

（1）在施工过程中，增压机自身高度出现制造偏差，不能满足压缩机机组轴系中心度的设计要求，经相关单位确认后对增压机基础进行改造，对已安装的机组拆除后重新安装就位。

（2）施工过程中整套设备由于制造厂家较多（有杭州汽轮机厂、德国西门子总部、美国AP公司等），设备之间连接参数不明确，给设备安装带来不便，施工过程需要各厂家派人指导，现场协调解决有关问题。制造厂家提供汽轮机靠背轮工装不符合安装要求，设计单位坚持要求使用该非标工具造成汽轮机轴头丝扣拉伤、致使转子返厂两次加工处理。

（3）压缩机从德国西门子总部采购，设备中途运距较长（采用海运），致使主空压机内部严重生锈问题，导致整个主空压机在现场解体清洗后进行安装。

以上发生问题，使安装过程较为复杂，安装周期较长，2010年8月底经各方验收后办理了中交手续，移交建设单位管理。

4 检修过程

2010年10月27日我公司将汽轮机前、后瓦取下，发现前轴瓦偏磨巴氏合金严重受损。经汽轮机厂家、AP公司专家共同确认后，对汽轮机所有安装数据进行复检、轴、瓦接触面，前猫爪间隙，轴的水平度，汽轮机至两侧的对中数据进行检查。结果发现汽轮机前轴瓦受损外，其它安装数据均与开车前数据符合，未能找出问题所产生的原因。在此情况下AP公司、杭汽专家在专题会议上明确表示该问题非安装问题，并提出更换新瓦，将汽轮机间隙数据按照产品质量合格证要求重新回装。

2010年11月2日第二次开车，发现原问题依然存在。第二次专题会上各专家明确非安装问题，也非汽轮机设备问题，需要在整个机组整体设计上找原因，并提出鉴于每次轴瓦损伤均是汽缸侧严重，要求现场更改设计，将后轴承在机壳中心0点位置上抬高0.08mm，后猫爪滑道下增加0.15mm垫片，使汽缸后部与后轴承座整体抬高0.23mm，最终轴颈前后水平度统一朝后侧高0.10mm，水平超出要求范围外，使汽机前后的对中数据达到了设计要求的上限，然后进行开车。

2010年11月15日汽轮机机组在运转时，再次出现原来的问题。AP公司、杭汽专家召开第三次专题会议，提出进行拆缸检查。在拆缸后未发任何原因，但在回装的过程中，发现汽轮机至增压机中间的联轴器罩壳内部设计的一加强立筋与滑动法兰端部出现明显碰撞，此原因与汽轮机前轴瓦偏磨受损原因相吻合，然后决定将其多余部分去掉。再次回装完成后，汽轮机重新进行试运转，发现汽轮机轴温上升缓慢，并在100℃左右进行停留一定时间，但轴温还是超出要求范围。

2010年11月21日AP公司、杭汽专家、西门子外籍专家及化建安装人员召开第四次专题会议进行分析。我公司提出上次去除罩壳与汽轮机滑动法兰碰撞的立筋后，前轴瓦再未出现偏磨受损，轴瓦接触良好，只是温度过高，问题的原因应该是轴瓦设计间隙过小所致。会议决定采用我方意见后，决定将轴瓦顶间隙由原设计0.24mm-0.298mm放大到0.40mm。

2010年11月26日我公司将前轴、瓦顶间隙增大到0.38mm，后轴瓦顶间隙增大到0.43mm。汽轮机至两侧的对中在使用激光对中仪的情况下调整到0.05mm以内。AP公司、杭汽专家、西门子专家在用百分表查看后，便确认对中数据无问题在西门子范围之内，同意进行开车。

2010年11月30日汽轮机正常进行运转，此次检修结束。5 结论

缩机组运转正常后，我们对本次检修出现的问题进行了分析和总结，分析认为压缩机组出现轴温过高和机组跳车主要是汽轮机轴瓦设计问题。

（1）由于轴瓦间隙过小，汽轮机在运转至一定周期后，轴承座受热膨胀影响，偏移逐渐增大，导致汽轮机至增压机中间的联轴器罩壳内部的加强立筋与滑动法兰端部出现碰撞，前轴承座受力偏移，带动轴瓦偏磨受损。

（2）由于轴瓦顶间隙过小，在运转时间周期达到一定阶段，增压机、主空压机受热膨胀增加，整体轴系上浮，超过汽轮机主轴瓦顶设计间隙，造成机组跳车。

（3）本次检修为同类设备安装及运行提供了一定的借鉴。

参考文献

[1] 黎洪斌. 空分装置安全要素分析[J]. 通用机械，2009（12）