【压缩机网】2010年，河南豫光金铅股份有限公司制氧厂建成投产一套KDONAr－10000/3600/320型空分装置，采用分子筛吸附净化、增压透平膨胀机制冷、无氢制氩、氧氮外压缩流程，由开封东京空分集团公司设计成套供货。其中氧压机采用杭州某透平公司生产的氧气透平压缩机（以下简称氧透），产品代号T1YS52B，将空分装置生产的10000Nm3/h低压氧气压缩后送入厂区氧气管网。
一、机组简介
该氧透机组是高低压双缸、八级压缩、五级冷却、水平剖分离心式。采用额定功率2000kW、额定电流137A的异步电机驱动，经齿轮增速机增速到16759r/min带动压缩机同步运转。机器参数如下表：
氧透主机在大厂房二楼，从北向南依次布置着主电机、增速机、低压缸、高压缸，排成一列，它们之间采用膜（叠）片联轴器。低压缸端轴振测点分别是XIAS3401、XIAS3402（以下分别简称1点、2点轴振）位于北端轴承上；XIAS3403、XIAS3404（以下分别简称3点、4点轴振）位于南端轴承上，XIAS3405、XIAS3406（以下分别简称5点、6点轴振）位于高压缸北端轴承上，XIAS3407、XIAS3408（以下分别简称7点、8点轴振）位于南端轴承上。
2019年4月份，在连续运行两年半时间后，进行停机维保：拆检各轴承，其中高压缸的高压侧径向轴承瓦块有轻微磨损迹象，予以更换五块新瓦块，断开各联轴器进行复测，对中情况并未调整。开机运行后八个轴振测点平稳。但运行到6月份，低压缸轴振测点开始出现异常波动现象：1、2点轴振同时升高，同一时间3、4点同时下降，低压缸两个轴承的轴振测点同时相反趋势变化，波动幅度最大有5um，有时伴随着高压缸的5、6、7、8点会在同一时间波动，幅值变化1um。轴振并不是一直波动，而是八个测点有时平稳有时波动，每次波动间隔时间不固定，毫无规律，波动时低压缸、高压缸轴位移始终稳定。每个轴承上的两个测点是相同趋势变化。如图1中趋势图所示，在15:06:17时3、4点轴振降到最低时，然后开始上升，15:09:53达到最高。波动幅值如下：
XIAS3405：天蓝色、XIAS3406浅蓝色、XIAS3407黄色，这三个点基本是平稳，分别是2.0、2.9、7.0um；
XIAS3408：此时因其它原因其轴振变送器拆下未安装。
针对氧透轴振波动情况，进行采取一系列措施。
二、处理经过
1.首先怀疑仪表干扰问题。轴振测量采用派利斯产品，检查到轴振变送器TM301信号电缆是三芯红绿黄电缆，在DCS机柜处，绿线接到了UPS供电的220V空开上，为现场柜内TM900电源模块供电。该现场柜内的1、2点轴振变送器电缆的绿线作为了220V的L、N线，属于安装施工不规范。于是另接电源电缆到现场柜内，电源与信号线不得共用一根电缆，但处理后轴振仍波动；于是再将1、2点在轴振变送器处对调延长电缆，3、4对调，6、8对调，但是波动仍旧出现。随后在现场TM900电源的负极处增加接地，以上措施均未见改善轴振波动情况，所以排除了仪表测量问题；
2.化验润滑油，其粘度、闪点等参数合格；
3.因运行中一二级冷却器氧气侧压力分别是0.11MPa、0.27MPa，而循环水压力0.30MPa，若冷却器串漏，水分会进入气侧，被带入冲击到叶轮上，造成波动。于是用露点仪在线检测送气管道样气，显示-85℃，因此排除冷却器串漏问题；
4.于2019年9月7日将另一套空分装置三台活塞氧压机开启，通过中低压并网管道送气，从而停下该氧透机组。拆开各联轴器护罩检查联轴器完好；拆各轴承检查，未见瓦块损坏，但部分瓦块上有积炭，予以清除；高压缸低压侧轴承中分面轴承盖上有斑点，怕受力不均匀，用锉刀予以修复；各轴振测点重新复测安装间隙电压。开机后轴振很平稳，但运行六天后，又恢复以往的波动情况；
5.2020年1月2日利用系统停机更换空压机励磁柜机会，氧透进行检查高、低压缸联轴器两侧的径向轴承，未发现异常，开机后平稳，运行六天，即8日开始出现波动，依然是1、2点同时下降，3、4点同时上升，5点上升，其他测点稳定。
6.在2020年6月8日邀请诊断公司来现场，采用美国罗克伟尔自动化-恩泰克公司机械设备预测维修系统，进行振动状态监测和故障诊断，其结论：
（1）增速机振动合格；
（2）电机转子、高低压缸转子、增速机转子动平衡正常；
（3）高低压缸之间联轴器对中较差；
（4）机组不存在机械松动故障迹象；
（5）增速机齿轮啮合状态正常；
（6）电机自由端定子气隙不均匀；
（7）机组滑动轴承油膜稳定，没有磨损迹象。
给出维修建议：进出口管膨胀节紧固状态异常导致轴振波动异常。因各测点波动，但幅值仍在指标范围内，如果处理对中，检修时间不允许，故继续监控运行。
7.在2020年8月24日，从13：50开始，1、2、3、4点轴振仍旧波动，本来相对平稳的5、6点出现突升后开始波动，见图2中趋势图最上边的天蓝色和淡蓝色两条线。首先通过对调延长电缆排除了测量问题，判断属于真实波动。于是在19：00临时停机，检查5、6点所在的轴承，即高压缸低压侧轴承，其瓦块上有积碳，用金相砂纸打磨。检查管道上所有膨胀节，其中一级排气膨胀节掉出的一根限位螺杆予以恢复装上；将高压缸西侧2个、南侧1个调整对中用顶丝松开，因运行中顶丝紧紧贴住缸体，会影响到缸体的热膨胀，作为调整对中用螺杆顶丝应该是自由状态。处理完上述三项后，启动氧透，开机后各测点很平稳，但在29日凌晨1、2、3、4点又开始波动，依旧只是平稳五六天时间。即每次停机拆检轴承后开机各点轴振都能平稳不到一周时间就依然波动。
2019年8月11日因电网原因机组跳闸，开机后轴振平稳，但数天后再次开始出现以往波动状况。
2019年12月20日和2020年8月22日因电网原因出现两次跳车，启动后低压缸测点随即开始波动。
三、临时应对措施
由于多次停机处理无法解决低压缸轴振波动根本问题，虽然波动但均未超过报警值（33.6um）,于是仍运行使用，待有足够的停机时间才能处理。这期间采取应对措施如下：
1.加强培训。掌握氧透故障停机时应急处置措施，即通过中低压并网阀开启在停另一套空分的备用活塞机，平时每周开启油泵润滑、盘车、充氮维保来保证这些备用活塞机完好备用，做到能随时启用。一旦氧透停机时，氧气能及时恢复供应；
2.在氧透每次临时停机时，均进行联锁停机试验和气动阀调试，尤其氧气进口阀V3301、中压旁通阀V3302、送气阀V3306、紧急喷氮阀V3315、V3316这些带有双电磁阀的全开全关型气动阀。试验时现场确定每只电磁阀都能联锁放气，保证一旦故障停机时联锁动作安全可靠性。
3.作为重点关注设备，每小时操作工巡检和专业组点检结合，有任何不同于过去的波动异常现象及时上报。
四、问题彻底解决
2020年10月，该套10000空分装置扒砂大修，氧透有足够的时间进行拆检，邀请专业维修单位入厂检修氧透。拆检各轴瓦，其中增速机高速轴止推轴承有划痕，予以刮刀修复；低压缸南侧轴瓦2块下瓦巴氏合金有短小裂纹，予以更换新瓦块；电机与增速机之间的叠片联轴器上裂纹的绝缘衬套全部更换；拆开各联轴器进行复测，并进行调整对中：低压缸南北两侧分别增加5丝、10丝紫铜皮，电机后轴承座下增加20丝紫铜皮，最终对中结果如下：
（单位mm）
电机与增速机：东张口0.025电机偏西0.02；下张口0.015电机高0.01
增速机与低压缸：西张口0.01低压缸偏西0.005；下张口0.015低压缸高0.01
低压缸与高压缸：东张口0.015高压缸偏东0.005；下张口0.02高压缸高0.03
吊开高、低压缸顶盖，检查转子和蜗壳流道、各密封，检查导叶动作情况。按设备使用说明书中的技术要求进行复测各安装间隙装配主机。同步拆检一楼防火墙内4只气体过滤器、检查各进排气管道上膨胀节，将排气温度和蜗壳温度原普通仪表屏蔽电缆更换为E型热电偶补偿导线，消除热电偶测量误差。
大修结束，氧透开机后，各轴振测点平稳，分别是6.6、16.7、17.0、12.2、2.7、2.8、8.5、10.2um，截止目前已连续运行三个月均正常。
五、结束语
氧透机组作为空分装置的关键重点设备，结构复杂，自动化程度高，操作简单、方便。平时务必加强巡检，每月做好备用油泵和排烟风机启停联锁维保试验，确保辅助备用动设备完好；主机停机期间做好各项维保工作，由于其在安全性和可靠性的特殊要求及机组的精密性，主机的大修工作必须引起足够的重视，需邀请厂家专业技术人员现场指导或直接委托专业维修单位按照说明书要求进行；作为用户，应该自始至终参与，逐项把关验收。
来源：本站原创
【压缩机网】2010年，河南豫光金铅股份有限公司制氧厂建成投产一套KDONAr－10000/3600/320型空分装置，采用分子筛吸附净化、增压透平膨胀机制冷、无氢制氩、氧氮外压缩流程，由开封东京空分集团公司设计成套供货。其中氧压机采用杭州某透平公司生产的氧气透平压缩机（以下简称氧透），产品代号T1YS52B，将空分装置生产的10000Nm3/h低压氧气压缩后送入厂区氧气管网。
一、机组简介
该氧透机组是高低压双缸、八级压缩、五级冷却、水平剖分离心式。采用额定功率2000kW、额定电流137A的异步电机驱动，经齿轮增速机增速到16759r/min带动压缩机同步运转。机器参数如下表：
氧透主机在大厂房二楼，从北向南依次布置着主电机、增速机、低压缸、高压缸，排成一列，它们之间采用膜（叠）片联轴器。低压缸端轴振测点分别是XIAS3401、XIAS3402（以下分别简称1点、2点轴振）位于北端轴承上；XIAS3403、XIAS3404（以下分别简称3点、4点轴振）位于南端轴承上，XIAS3405、XIAS3406（以下分别简称5点、6点轴振）位于高压缸北端轴承上，XIAS3407、XIAS3408（以下分别简称7点、8点轴振）位于南端轴承上。
2019年4月份，在连续运行两年半时间后，进行停机维保：拆检各轴承，其中高压缸的高压侧径向轴承瓦块有轻微磨损迹象，予以更换五块新瓦块，断开各联轴器进行复测，对中情况并未调整。开机运行后八个轴振测点平稳。但运行到6月份，低压缸轴振测点开始出现异常波动现象：1、2点轴振同时升高，同一时间3、4点同时下降，低压缸两个轴承的轴振测点同时相反趋势变化，波动幅度最大有5um，有时伴随着高压缸的5、6、7、8点会在同一时间波动，幅值变化1um。轴振并不是一直波动，而是八个测点有时平稳有时波动，每次波动间隔时间不固定，毫无规律，波动时低压缸、高压缸轴位移始终稳定。每个轴承上的两个测点是相同趋势变化。如图1中趋势图所示，在15:06:17时3、4点轴振降到最低时，然后开始上升，15:09:53达到最高。波动幅值如下：
XIAS3405：天蓝色、XIAS3406浅蓝色、XIAS3407黄色，这三个点基本是平稳，分别是2.0、2.9、7.0um；
XIAS3408：此时因其它原因其轴振变送器拆下未安装。
针对氧透轴振波动情况，进行采取一系列措施。
二、处理经过
1.首先怀疑仪表干扰问题。轴振测量采用派利斯产品，检查到轴振变送器TM301信号电缆是三芯红绿黄电缆，在DCS机柜处，绿线接到了UPS供电的220V空开上，为现场柜内TM900电源模块供电。该现场柜内的1、2点轴振变送器电缆的绿线作为了220V的L、N线，属于安装施工不规范。于是另接电源电缆到现场柜内，电源与信号线不得共用一根电缆，但处理后轴振仍波动；于是再将1、2点在轴振变送器处对调延长电缆，3、4对调，6、8对调，但是波动仍旧出现。随后在现场TM900电源的负极处增加接地，以上措施均未见改善轴振波动情况，所以排除了仪表测量问题；
2.化验润滑油，其粘度、闪点等参数合格；
3.因运行中一二级冷却器氧气侧压力分别是0.11MPa、0.27MPa，而循环水压力0.30MPa，若冷却器串漏，水分会进入气侧，被带入冲击到叶轮上，造成波动。于是用露点仪在线检测送气管道样气，显示-85℃，因此排除冷却器串漏问题；
4.于2019年9月7日将另一套空分装置三台活塞氧压机开启，通过中低压并网管道送气，从而停下该氧透机组。拆开各联轴器护罩检查联轴器完好；拆各轴承检查，未见瓦块损坏，但部分瓦块上有积炭，予以清除；高压缸低压侧轴承中分面轴承盖上有斑点，怕受力不均匀，用锉刀予以修复；各轴振测点重新复测安装间隙电压。开机后轴振很平稳，但运行六天后，又恢复以往的波动情况；
5.2020年1月2日利用系统停机更换空压机励磁柜机会，氧透进行检查高、低压缸联轴器两侧的径向轴承，未发现异常，开机后平稳，运行六天，即8日开始出现波动，依然是1、2点同时下降，3、4点同时上升，5点上升，其他测点稳定。
6.在2020年6月8日邀请诊断公司来现场，采用美国罗克伟尔自动化-恩泰克公司机械设备预测维修系统，进行振动状态监测和故障诊断，其结论：
（1）增速机振动合格；
（2）电机转子、高低压缸转子、增速机转子动平衡正常；
（3）高低压缸之间联轴器对中较差；
（4）机组不存在机械松动故障迹象；
（5）增速机齿轮啮合状态正常；
（6）电机自由端定子气隙不均匀；
（7）机组滑动轴承油膜稳定，没有磨损迹象。
给出维修建议：进出口管膨胀节紧固状态异常导致轴振波动异常。因各测点波动，但幅值仍在指标范围内，如果处理对中，检修时间不允许，故继续监控运行。
7.在2020年8月24日，从13：50开始，1、2、3、4点轴振仍旧波动，本来相对平稳的5、6点出现突升后开始波动，见图2中趋势图最上边的天蓝色和淡蓝色两条线。首先通过对调延长电缆排除了测量问题，判断属于真实波动。于是在19：00临时停机，检查5、6点所在的轴承，即高压缸低压侧轴承，其瓦块上有积碳，用金相砂纸打磨。检查管道上所有膨胀节，其中一级排气膨胀节掉出的一根限位螺杆予以恢复装上；将高压缸西侧2个、南侧1个调整对中用顶丝松开，因运行中顶丝紧紧贴住缸体，会影响到缸体的热膨胀，作为调整对中用螺杆顶丝应该是自由状态。处理完上述三项后，启动氧透，开机后各测点很平稳，但在29日凌晨1、2、3、4点又开始波动，依旧只是平稳五六天时间。即每次停机拆检轴承后开机各点轴振都能平稳不到一周时间就依然波动。
2019年8月11日因电网原因机组跳闸，开机后轴振平稳，但数天后再次开始出现以往波动状况。
2019年12月20日和2020年8月22日因电网原因出现两次跳车，启动后低压缸测点随即开始波动。
三、临时应对措施
由于多次停机处理无法解决低压缸轴振波动根本问题，虽然波动但均未超过报警值（33.6um）,于是仍运行使用，待有足够的停机时间才能处理。这期间采取应对措施如下：
1.加强培训。掌握氧透故障停机时应急处置措施，即通过中低压并网阀开启在停另一套空分的备用活塞机，平时每周开启油泵润滑、盘车、充氮维保来保证这些备用活塞机完好备用，做到能随时启用。一旦氧透停机时，氧气能及时恢复供应；
2.在氧透每次临时停机时，均进行联锁停机试验和气动阀调试，尤其氧气进口阀V3301、中压旁通阀V3302、送气阀V3306、紧急喷氮阀V3315、V3316这些带有双电磁阀的全开全关型气动阀。试验时现场确定每只电磁阀都能联锁放气，保证一旦故障停机时联锁动作安全可靠性。
3.作为重点关注设备，每小时操作工巡检和专业组点检结合，有任何不同于过去的波动异常现象及时上报。
四、问题彻底解决
2020年10月，该套10000空分装置扒砂大修，氧透有足够的时间进行拆检，邀请专业维修单位入厂检修氧透。拆检各轴瓦，其中增速机高速轴止推轴承有划痕，予以刮刀修复；低压缸南侧轴瓦2块下瓦巴氏合金有短小裂纹，予以更换新瓦块；电机与增速机之间的叠片联轴器上裂纹的绝缘衬套全部更换；拆开各联轴器进行复测，并进行调整对中：低压缸南北两侧分别增加5丝、10丝紫铜皮，电机后轴承座下增加20丝紫铜皮，最终对中结果如下：
（单位mm）
电机与增速机：东张口0.025电机偏西0.02；下张口0.015电机高0.01
增速机与低压缸：西张口0.01低压缸偏西0.005；下张口0.015低压缸高0.01
低压缸与高压缸：东张口0.015高压缸偏东0.005；下张口0.02高压缸高0.03
吊开高、低压缸顶盖，检查转子和蜗壳流道、各密封，检查导叶动作情况。按设备使用说明书中的技术要求进行复测各安装间隙装配主机。同步拆检一楼防火墙内4只气体过滤器、检查各进排气管道上膨胀节，将排气温度和蜗壳温度原普通仪表屏蔽电缆更换为E型热电偶补偿导线，消除热电偶测量误差。
大修结束，氧透开机后，各轴振测点平稳，分别是6.6、16.7、17.0、12.2、2.7、2.8、8.5、10.2um，截止目前已连续运行三个月均正常。
五、结束语
氧透机组作为空分装置的关键重点设备，结构复杂，自动化程度高，操作简单、方便。平时务必加强巡检，每月做好备用油泵和排烟风机启停联锁维保试验，确保辅助备用动设备完好；主机停机期间做好各项维保工作，由于其在安全性和可靠性的特殊要求及机组的精密性，主机的大修工作必须引起足够的重视，需邀请厂家专业技术人员现场指导或直接委托专业维修单位按照说明书要求进行；作为用户，应该自始至终参与，逐项把关验收。
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