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設(shè)計(jì)參數(shù)：本機(jī)組汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)，壓縮機(jī)設(shè)計(jì)低、高壓缸，低壓缸二段6級(jí)，高壓缸二段8級(jí)，低壓缸二回一防喘振，高壓缸四回三防喘振。設(shè)計(jì)正常工況轉(zhuǎn)速 9418rpm，一段進(jìn)氣流量63200Nm3/h，進(jìn)氣壓力 5.5bar，進(jìn)氣溫度 40℃，一段出口壓力8.18 bar，出口溫度 80.5℃；二段進(jìn)氣壓力 7.93bar，進(jìn)氣溫度40℃，二段出口 11.46bar，出口溫度 77.6℃；三段進(jìn)氣流量63200Nm3/h，進(jìn)口壓力11.22bar，進(jìn)氣溫度40℃，三段出口壓力20.48bar，出口溫度105.8℃；四段進(jìn)口壓力20.24bar，進(jìn)氣溫度40℃，四段出口壓力36bar，出口溫度107℃。

 

1 問(wèn)題描述

機(jī)組負(fù)荷運(yùn)行一年多，發(fā)現(xiàn)低壓缸在防喘振閥門開(kāi)啟狀態(tài)下，出口壓力超設(shè)計(jì)值；而高壓缸在防喘振閥門微開(kāi)狀態(tài)下，#終出口壓力逐漸降低，此時(shí)機(jī)組沒(méi)有降低負(fù)荷運(yùn)行。數(shù)據(jù)如下：一段進(jìn)口流量 66600Nm 3 /h，二回一開(kāi)度 40％，進(jìn)氣壓力

5.71bar，進(jìn)氣溫度25℃，一段出口壓力8.9bar，出口溫度71℃；二段進(jìn)氣壓力8.87bar，進(jìn)氣溫度24℃，二段出口13bar，出口溫度67℃；三段進(jìn)氣流量48000Nm 3 /h，四回三防喘振開(kāi)度2.5％，進(jìn)口壓力12.9bar，進(jìn)氣溫度25℃，三段出口壓力22.13bar，出口溫度104℃；四段進(jìn)口壓力22.1bar，進(jìn)氣溫度25℃，四段出口壓力17.7bar，出口溫度95℃。此時(shí)汽輪機(jī)主氣閥門全開(kāi)。由于出口不達(dá)標(biāo)，影響下游負(fù)荷生產(chǎn)。

 

2 排查方向

（1）排查機(jī)組儀表情況，是否具備合格的使用條件。排查控制系統(tǒng)顯示是否準(zhǔn)確無(wú)誤。

（2）排查機(jī)組前期運(yùn)行趨勢(shì)，對(duì)比趨勢(shì)查找原因。

（3）排查機(jī)組設(shè)計(jì)選型是否存在問(wèn)題。氣動(dòng)核算，對(duì)比理論核算出口條件與實(shí)際運(yùn)行出口條件。

（4）排查氣源組分情況；工藝管線是否存在泄漏問(wèn)題；工藝管線閥門是否發(fā)生泄漏（重點(diǎn)防喘振閥門及其旁路閥門）；下游管網(wǎng)背壓是否達(dá)標(biāo)。

 

3 原因分析

（1）排查氣管路上壓力變送器及差壓變送器等儀表，儀表管線沒(méi)有漏點(diǎn)，安裝上不存在問(wèn)題，校對(duì)相關(guān)儀表具備合格的使用條件。控制系統(tǒng)編程、組態(tài)不存在問(wèn)題，可以確保畫面顯示數(shù)值正確。相關(guān)儀表電纜接線、通訊正常，沒(méi)有短接及虛接現(xiàn)象。故排除儀表原因引起控制畫面顯示數(shù)值不準(zhǔn)確。

（2）機(jī)組初次負(fù)荷運(yùn)行，此時(shí)由于下游負(fù)荷需求低，二回一防喘振閥門開(kāi)度20％，四回三防喘振閥門開(kāi)度20％，高壓缸#終出口壓力29bar。由于防喘振閥門處于開(kāi)啟狀態(tài)，故#終出口壓力未達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

 

①負(fù)荷運(yùn)行 6 個(gè)月數(shù)據(jù)，一段進(jìn)口壓力 5.72 bar，氣量59700Nm 3 /h，分子量接近設(shè)計(jì)值，一段進(jìn)氣溫度30℃；二段出口13.32bar，二回一防喘振閥門13％；三段進(jìn)氣壓力13.25 bar，三段氣量51500 Nm 3 /h，分子量接近設(shè)計(jì)值，三段進(jìn)氣溫度28℃；四段進(jìn)氣壓力22.3bar，四段進(jìn)氣溫度27.5℃；四段出口壓力26.7bar，四段出口溫度101.5℃，四回三防喘振閥門關(guān)閉。由此次運(yùn)行數(shù)據(jù)可以看出：汽輪機(jī)主氣閥門全開(kāi)，蒸汽條件在要求范圍，低壓缸壓比超出設(shè)計(jì)值，繼續(xù)關(guān)閉低壓缸防喘振閥門，低壓缸出口壓力繼續(xù)提升；而高壓缸壓比低于設(shè)計(jì)值較多，此時(shí)高壓缸防喘振閥門已完全關(guān)閉。

 

②負(fù)荷運(yùn)行 1 年數(shù)據(jù) ，一段進(jìn)口壓力 5.58 bar，氣量60300Nm 3 /h，分子量接近設(shè)計(jì)值，一段進(jìn)氣溫度29℃；二段出口12bar，二回一防喘振閥門36％；三段進(jìn)氣壓力12.1 bar，三段氣量48900 Nm 3 /h，分子量接近設(shè)計(jì)值，三段進(jìn)氣溫度24.5℃；四段進(jìn)氣壓力19.5bar，四段進(jìn)氣溫度24.6℃；四段出口壓力15.9 bar，四段出口溫度95℃，四回三防喘振閥門開(kāi)度10％。由此次運(yùn)行數(shù)據(jù)可以看出：開(kāi)啟低壓缸防喘振閥門，二段出口壓調(diào)整至接近設(shè)計(jì)值；而高壓缸出口壓力仍無(wú)法提升，四段出口壓力甚至小于四段進(jìn)口壓力。

 

根據(jù)上述運(yùn)行趨勢(shì)，初步懷疑：壓縮機(jī)設(shè)計(jì)選型存在問(wèn)題、高壓缸工藝管線發(fā)生泄漏、高壓缸防喘振閥門及旁路發(fā)生泄漏、下游管網(wǎng)背壓存在問(wèn)題、壓縮機(jī)缸體內(nèi)或管線存在堵塞現(xiàn)象，具體原因需要深入分析。

 

③核算機(jī)組設(shè)計(jì)選型上不存在問(wèn)題，滿足設(shè)計(jì)規(guī)范及使用要求；同型號(hào)機(jī)組調(diào)閱其他現(xiàn)場(chǎng)使用情況，性能情況良好，故排除機(jī)組設(shè)計(jì)選型上的問(wèn)題造成機(jī)組性能不達(dá)標(biāo)。選取近期運(yùn)行參數(shù)，根據(jù)實(shí)際運(yùn)行進(jìn)口條件理論核算，核算低壓缸出口數(shù)值及高壓缸出口數(shù)值均偏離畫面顯示值，即低壓缸出口壓力高于理論核算值，高壓缸出口壓力低于理論核算值。

 

④檢查提供給壓縮機(jī)的實(shí)際氣源組分，發(fā)現(xiàn)氣源較臟，含有大量焦油、粉塵等。現(xiàn)場(chǎng)檢查工藝管線無(wú)明顯泄漏現(xiàn)象，工藝閥門閥后使用測(cè)溫槍測(cè)量，均沒(méi)有較高的問(wèn)溫度（閥門泄漏，閥后管線存在一定溫度），暫且可以排除工藝管線泄漏及閥門泄漏問(wèn)題。檢查下游工藝一切正常，機(jī)組正在運(yùn)行，無(wú)法定性判斷下游管網(wǎng)是否存在問(wèn)題。

 

4 改進(jìn)方案

機(jī)組進(jìn)行閉式循環(huán)，檢驗(yàn)壓縮機(jī)性能，shou先降低機(jī)組負(fù)荷，關(guān)閉高壓缸出口閥門，低、高防喘振閥門全開(kāi)。其次通過(guò)關(guān)閉防喘振閥門，先建立低壓缸壓比至設(shè)計(jì)條件，然后建立高壓缸壓比至設(shè)計(jì)條件。

（1）#終壓縮機(jī)組出口壓力可以達(dá)標(biāo)，說(shuō)明機(jī)組本體性能不存在問(wèn)題，機(jī)組停機(jī)排查高壓缸四段管線及設(shè)備是否存在堵塞情況，確認(rèn)工藝閥門是否存在泄漏，下游管網(wǎng)背壓是否達(dá)標(biāo)。

（2）#終壓縮機(jī)組性能仍不達(dá)標(biāo)，機(jī)組停機(jī)拆檢，查缸內(nèi)葉輪、隔板等情況，如發(fā)生損壞返廠維修更換；如葉輪、隔板流道是否發(fā)生堵塞問(wèn)題，即刻清洗、復(fù)查、回裝。

 

5 改進(jìn)效果

機(jī)組經(jīng)閉式循環(huán)檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)性能仍不達(dá)標(biāo)，故可以判斷高壓缸內(nèi)部存在問(wèn)題，即刻停機(jī)拆檢發(fā)現(xiàn)：葉輪、隔板流道內(nèi)存在大面積堵塞現(xiàn)象，由此問(wèn)題原因已判定。按計(jì)劃對(duì)高壓缸進(jìn)行清洗、復(fù)查、回裝。再次啟車，機(jī)組可以在設(shè)計(jì)工況下穩(wěn)定運(yùn)行。

 

6 結(jié)語(yǔ)

本機(jī)組性能不達(dá)標(biāo)問(wèn)題原因：由于介質(zhì)氣臟，導(dǎo)致高壓缸葉輪及隔板流道內(nèi)發(fā)生堵塞問(wèn)題，此時(shí)相關(guān)于增加低壓缸管網(wǎng)背壓，導(dǎo)致低壓缸在防喘振閥門開(kāi)啟狀態(tài)下出口壓力已超設(shè)計(jì)值；同時(shí)由于高壓缸內(nèi)發(fā)生堵塞問(wèn)題，導(dǎo)致高壓缸出口壓力不達(dá)標(biāo)。

 

本機(jī)組介質(zhì)氣為焦?fàn)t氣，提供給壓縮機(jī)的氣源不純凈，其中焦油、粉塵等附著在葉輪及隔板流道內(nèi)，不斷積累#終造成流道堵塞，導(dǎo)致機(jī)組性能降低，今后負(fù)荷投產(chǎn)過(guò)程中確保提供給壓縮機(jī)的氣源純凈。