狀態(tài)監(jiān)測在空壓機(jī)上的應(yīng)用

　　1前言

　　冶煉廠自90年代初開始引進(jìn)加拿大(Canada)諾蘭達(dá)爐富氧熔池熔煉工藝，配套的兩套由杭州制氧機(jī)廠生產(chǎn)的KDON-6000/13000-X型制氧機(jī)組，向諾蘭達(dá)爐提供9000m 3 /h的高純氧，同時還能向轉(zhuǎn)爐提供氧氣。昆山空壓機(jī)是回轉(zhuǎn)容積式壓縮機(jī)，在其中兩個帶有螺旋型齒輪的轉(zhuǎn)子相互嚙合，使兩個轉(zhuǎn)子嚙合處體積由大變小，從而將氣體壓縮并排出。
　　空壓機(jī)是制氧(Oxygen)機(jī)組中最關(guān)鍵的大型設(shè)備，它為整個制氧系統(tǒng)生產(chǎn)提供原料空氣，它能否正常運轉(zhuǎn)(Operation)將直接制約制氧的生產(chǎn)。昆山空壓機(jī)是一種用以壓縮氣體的設(shè)備?？諝鈮嚎s機(jī)與水泵構(gòu)造類似。大多數(shù)空氣壓縮機(jī)是往復(fù)活塞式，旋轉(zhuǎn)葉片或旋轉(zhuǎn)螺桿。離心式壓縮機(jī)是非常大的應(yīng)用程序。該系列空壓機(jī)是由沈陽鼓風(fēng)機(jī)廠制造的DH63-14型等溫壓縮機(jī)(compressor)，在大齒輪兩側(cè)各布置一組小齒輪軸，小齒輪兩端上懸臂安裝兩級葉輪，每經(jīng)過一次壓縮后氣體就送到冷去器冷卻。該空壓機(jī)配套同步電機(jī)功率3400kW，加工空氣量為31500m3 /h（標(biāo)準(zhǔn)狀況），排氣壓力0.67MPa（A）。
　　2運用狀態(tài)(status)監(jiān)測（Food Monitor)控制空壓機(jī)(compressor)運行參數(shù)(parameter)
　　兩臺空壓機(jī)安裝(installation)了由南京汽輪高新技術(shù)開發(fā)生產(chǎn)的振動在線監(jiān)測系統(tǒng)(system)，主要監(jiān)測四級軸頸相對于軸瓦的X和Y方向的振動位移值。昆山空壓機(jī)保養(yǎng)是回轉(zhuǎn)式連續(xù)氣流壓縮機(jī)，在其中高速旋轉(zhuǎn)的葉片使通過它的氣體加速，從而將速度能轉(zhuǎn)化為壓力。這種轉(zhuǎn)化部分發(fā)生在旋轉(zhuǎn)葉片上，部分發(fā)生在固定的擴(kuò)壓器或回流器擋板上。同時在主控計算機(jī)上顯示空壓機(jī)各級軸承溫度，油溫，油壓，空氣(Basin air)量吸入和排氣壓力及溫度等。對整臺空壓機(jī)的運行能進(jìn)行不間斷的狀態(tài)監(jiān)測。
　　由于大冶以前沒有大型(Large scale)制氧設(shè)備，缺乏必要的實踐經(jīng)驗，僅僅參照說明書進(jìn)行僵化的操作往往難以達(dá)到良好控制的目的，因此，該監(jiān)測系統(tǒng)所提供的信息對空壓機(jī)(compressor)的正確操作出控制，起到了不可代替的作用。如開車階段，導(dǎo)葉從啟動位置（position )打開到30以后，如果馬上對空壓機(jī)提壓，我們將看到各級振動明顯提高(，而且很不穩(wěn)定（解釋:穩(wěn)固安定；沒有變動)，確定其為低壓(Low pressure)喘振。故而我們改進(jìn)操作，開車后，將導(dǎo)葉開到65以上，再來升壓，如果不需要那么多氣量，再關(guān)小導(dǎo)葉至合適位置，從而避免開車階段的低壓喘振。
　　作為如此大型(Large scale)的設(shè)備，我們將降低其振動作為運行控制（control)的主要任務(wù)，從1#，2#空壓機(jī)來看1#空壓機(jī)使用32#汽輪機(jī)油，2#空壓機(jī)因某種原因則使用46#油，我們通過(tōng guò)對監(jiān)測（Food Monitor)系統(tǒng)所獲得的1#空壓機(jī)大量動行參數(shù)的統(tǒng)計分析，發(fā)現(xiàn)油溫控制在35#左右時，其振動狀況最好；而對于2#空壓機(jī)我們經(jīng)過多次實踐，則發(fā)現(xiàn)其振動良好點是油溫控制在40#時，振動比油溫在35#時能下降8%左右
　　空壓機(jī)配套電機(jī)功率（指物體在單位時間內(nèi)所做的功的多少）高達(dá)3400kW是我廠的能耗大戶，如何降低電耗(consumption)，也是我們工作(gōng zuò)的重點。
　　由于空壓機(jī)(compressor)能力有一定富裕，通過(tōng guò)關(guān)小進(jìn)口導(dǎo)葉，減少放空氣量，可以取得明顯的節(jié)能(Energy saving)效果但當(dāng)導(dǎo)葉開度太小時，振動又會加大，我們通過狀態(tài)監(jiān)測較好的解決了這一矛盾（事物屬性的對立)。
　　3正確判斷避免了系列DH空壓機(jī)重大設(shè)備事故
　　系列控壓機(jī)的振動在1997至1998年6月運行過程一直良好，但在1998年7月出現(xiàn)了異常情況(Condition)。我們將針對級軸振動在幾個典型時刻進(jìn)行對比。7月9日6時04分，空壓機(jī)沒有異常。
　　在7月9日7時15分，和7時23分空壓機(jī)發(fā)出瞬間異常聲響，同時級軸承溫度在這兩時有明顯的上升尖峰，溫度由55#上升到62#，在8時10分停車檢查各級軸承，只是有一些大面積接觸亮點，作輕微的修復(fù)以后，在7月10日20時15分再次啟動空壓機(jī)軸承溫度58#，通過以上三個時刻的振動情況(Condition)比較和分析，發(fā)現(xiàn)在異常時振動幅度突然異常攀升，軸承溫度劇烈變化，伴隨著尖銳的叫聲，同時在振動步譜上表現(xiàn)出來的工頻尖峰來看，必然是轉(zhuǎn)子部分出現(xiàn)異常損壞，造成轉(zhuǎn)子動平衡突然破壞(vandalism)。果斷決定在7月11日0時50分停止運行空壓機(jī)，當(dāng)時初步認(rèn)定該空壓機(jī)的異常情況可能（maybe)是轉(zhuǎn)子系統(tǒng)(system)的嚴(yán)重不平衡造成，級葉輪（指裝有動葉的輪盤）有損傷。經(jīng)拆卸檢查發(fā)現(xiàn)，比我們預(yù)想的要嚴(yán)重得多，級葉輪蓋有兩條輻射狀的穿透裂縫，每條長100mm以上，另在端部密封口環(huán)處還有一道裂紋。如果這個轉(zhuǎn)子繼續(xù)運行，裂紋將迅速擴(kuò)展，必然會造成葉輪破碎，擊破空壓機(jī)大蓋飛出，高速轉(zhuǎn)子會突然失穩(wěn)，破壞所有軸承，將導(dǎo)致(cause)整臺空壓機(jī)報廢，同時飛出的碎片還有可能造成重大的人員傷亡，損失將十分巨大。
　　4為Ⅱ系列空壓機(jī)(compressor)更換(replace)備件提供依據(jù)
　　Ⅱ系列空壓高速(gāo sù)轉(zhuǎn)子，從1997年運行以來，%級軸振動一直在較高水平(Level)上，級65m，% 56m，超出振動允許范圍。
　　雖然振動幅值比較大，但較穩(wěn)定（解釋:穩(wěn)固安定；沒有變動)，振動頻率(frequency)特征，主要在高速軸工頻200Hz左右，顯然是高速轉(zhuǎn)子的動平衡存在較大問題(Emerson)將高速轉(zhuǎn)子多次進(jìn)行動平衡校驗，發(fā)現(xiàn)該轉(zhuǎn)子的動不平衡的相位角極不穩(wěn)定，應(yīng)用雙面去重法無法找準(zhǔn)去重位置。昆山空壓機(jī)是回轉(zhuǎn)容積式壓縮機(jī)，在其中兩個帶有螺旋型齒輪的轉(zhuǎn)子相互嚙合，使兩個轉(zhuǎn)子嚙合處體積由大變小，從而將氣體壓縮并排出。昆山空壓機(jī)保養(yǎng)冷卻水通過管道進(jìn)入空壓機(jī)中間冷卻器對一級壓縮排出的氣體進(jìn)行冷卻降溫，再進(jìn)入后冷器對排氣進(jìn)行冷卻，另一路冷卻水進(jìn)水管道經(jīng)過主電機(jī)上部的兩組換熱器冷卻電機(jī)繞組，還有一路對油冷卻器進(jìn)行冷卻。初步判定該轉(zhuǎn)子在制造上或裝配(assemble)上存在著缺陷，由于這類缺陷很隱蔽，必須送回制廠家(factory)徹底（thorough)巡查處理才能解決。為了縮短停修時間，我們重新購置了一套轉(zhuǎn)子，更換上去以后，該機(jī)組振動明顯下降(descend)，級平均32m，%級平均28m，達(dá)到良好的運行狀況。購置一套轉(zhuǎn)子的費用十分昂貴，如果沒有充分的理論依據(jù)和現(xiàn)實要求，顯然是難以下決心實施(Implementation)的。