設計參數：本機組汽輪機驅動(dòng)，壓縮機設計低、高壓缸，低壓缸二段6級，高壓缸二段8級，低壓缸二回一防喘振，高壓缸四回三防喘振。設計正常工況轉速 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

機組負荷運行一年多，發(fā)現低壓缸在防喘振閥門(mén)開(kāi)啟狀態(tài)下，出口壓力超設計值；而高壓缸在防喘振閥門(mén)微開(kāi)狀態(tài)下，#終出口壓力逐漸降低，此時(shí)機組沒(méi)有降低負荷運行。數據如下：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)汽輪機主氣閥門(mén)全開(kāi)。由于出口不達標，影響下游負荷生產(chǎn)。

 

2 排查方向

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

（2）排查機組前期運行趨勢，對比趨勢查找原因。

（3）排查機組設計選型是否存在問(wèn)題。氣動(dòng)核算，對比理論核算出口條件與實(shí)際運行出口條件。

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

 

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(xiàn)沒(méi)有漏點(diǎn)，安裝上不存在問(wèn)題，校對相關(guān)儀表具備合格的使用條件�？刂葡到y編程、組態(tài)不存在問(wèn)題，可以確保畫(huà)面顯示數值正確。相關(guān)儀表電纜接線(xiàn)、通訊正常，沒(méi)有短接及虛接現象。故排除儀表原因引起控制畫(huà)面顯示數值不準確。

（2）機組初次負荷運行，此時(shí)由于下游負荷需求低，二回一防喘振閥門(mén)開(kāi)度20％，四回三防喘振閥門(mén)開(kāi)度20％，高壓缸#終出口壓力29bar。由于防喘振閥門(mén)處于開(kāi)啟狀態(tài)，故#終出口壓力未達到設計要求。

 

①負荷運行 6 個(gè)月數據，一段進(jìn)口壓力 5.72 bar，氣量59700Nm 3 /h，分子量接近設計值，一段進(jìn)氣溫度30℃；二段出口13.32bar，二回一防喘振閥門(mén)13％；三段進(jìn)氣壓力13.25 bar，三段氣量51500 Nm 3 /h，分子量接近設計值，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(mén)關(guān)閉。由此次運行數據可以看出：汽輪機主氣閥門(mén)全開(kāi)，蒸汽條件在要求范圍，低壓缸壓比超出設計值，繼續關(guān)閉低壓缸防喘振閥門(mén)，低壓缸出口壓力繼續提升；而高壓缸壓比低于設計值較多，此時(shí)高壓缸防喘振閥門(mén)已完全關(guān)閉。

 

②負荷運行 1 年數據 ，一段進(jìn)口壓力 5.58 bar，氣量60300Nm 3 /h，分子量接近設計值，一段進(jìn)氣溫度29℃；二段出口12bar，二回一防喘振閥門(mén)36％；三段進(jìn)氣壓力12.1 bar，三段氣量48900 Nm 3 /h，分子量接近設計值，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(mén)開(kāi)度10％。由此次運行數據可以看出：開(kāi)啟低壓缸防喘振閥門(mén)，二段出口壓調整至接近設計值；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。

 

根據上述運行趨勢，初步懷疑：壓縮機設計選型存在問(wèn)題、高壓缸工藝管線(xiàn)發(fā)生泄漏、高壓缸防喘振閥門(mén)及旁路發(fā)生泄漏、下游管網(wǎng)背壓存在問(wèn)題、壓縮機缸體內或管線(xiàn)存在堵塞現象，具體原因需要深入分析。

 

③核算機組設計選型上不存在問(wèn)題，滿(mǎn)足設計規范及使用要求；同型號機組調閱其他現場(chǎng)使用情況，性能情況良好，故排除機組設計選型上的問(wèn)題造成機組性能不達標。選取近期運行參數，根據實(shí)際運行進(jìn)口條件理論核算，核算低壓缸出口數值及高壓缸出口數值均偏離畫(huà)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檢查提供給壓縮機的實(shí)際氣源組分，發(fā)現氣源較臟，含有大量焦油、粉塵等�，F場(chǎng)檢查工藝管線(xiàn)無(wú)明顯泄漏現象，工藝閥門(mén)閥后使用測溫槍測量，均沒(méi)有較高的問(wèn)溫度（閥門(mén)泄漏，閥后管線(xiàn)存在一定溫度），暫且可以排除工藝管線(xiàn)泄漏及閥門(mén)泄漏問(wèn)題。檢查下游工藝一切正常，機組正在運行，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

機組進(jìn)行閉式循環(huán)，檢驗壓縮機性能，shou先降低機組負荷，關(guān)閉高壓缸出口閥門(mén)，低、高防喘振閥門(mén)全開(kāi)。其次通過(guò)關(guān)閉防喘振閥門(mén)，先建立低壓缸壓比至設計條件，然后建立高壓缸壓比至設計條件。

（1）#終壓縮機組出口壓力可以達標，說(shuō)明機組本體性能不存在問(wèn)題，機組停機排查高壓缸四段管線(xiàn)及設備是否存在堵塞情況，確認工藝閥門(mén)是否存在泄漏，下游管網(wǎng)背壓是否達標。

（2）#終壓縮機組性能仍不達標，機組停機拆檢，查缸內葉輪、隔板等情況，如發(fā)生損壞返廠(chǎng)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、復查、回裝。

 

5 改進(jìn)效果

機組經(jīng)閉式循環(huán)檢驗發(fā)現性能仍不達標，故可以判斷高壓缸內部存在問(wèn)題，即刻停機拆檢發(fā)現：葉輪、隔板流道內存在大面積堵塞現象，由此問(wèn)題原因已判定。按計劃對高壓缸進(jìn)行清洗、復查、回裝。再次啟車(chē)，機組可以在設計工況下穩定運行。

 

6 結語(yǔ)

本機組性能不達標問(wèn)題原因：由于介質(zhì)氣臟，導致高壓缸葉輪及隔板流道內發(fā)生堵塞問(wèn)題，此時(shí)相關(guān)于增加低壓缸管網(wǎng)背壓，導致低壓缸在防喘振閥門(mén)開(kāi)啟狀態(tài)下出口壓力已超設計值；同時(shí)由于高壓缸內發(fā)生堵塞問(wèn)題，導致高壓缸出口壓力不達標。

 

本機組介質(zhì)氣為焦爐氣，提供給壓縮機的氣源不純凈，其中焦油、粉塵等附著(zhù)在葉輪及隔板流道內，不斷積累#終造成流道堵塞，導致機組性能降低，今后負荷投產(chǎn)過(guò)程中確保提供給壓縮機的氣源純凈。