约克丙烷工业螺杆压缩机抱死案例分析

1　引言

丙烷压缩机为引进美国约克公司的螺杆压缩机。该机组采用美国制冷协会标准设计生产 ,配备有智能化程度较高的微处理器 ,带有中间注气。该压缩机于 2 0 0 1年 10月正式投入运行 ,主要作用是为天然气及乙烯提供冷源。

2　机组主要特点及技术参数

该压缩机组为丙烷系统的一部分 ,丙烷系统包括丙烷储罐、丙烷压缩机组、经济器、丙烷冷器、丙烷蒸发器等。丙烷压缩机组有如下特点 :

(1) 采用橇装式结构 ,压缩机、润滑油系统、控制系统在同一橇体上 ,占地面积小。

(2 )采用中间注气压缩机 ,不仅可以实现原设计两台压缩机的功能 ,而且可以节约投资费用。(3)具有先进的微处理控制系统 ,通过滑阀对压缩机入口压力进行控制 ,满足工艺的要求 ;微处理器可与ＤＣＳ相连。

(4) 该压缩机采用专用的制冷压缩机用油 ,可在低温下使用 ,在开机时不需对压缩机进行预润滑 ,润滑系统采用压差控制 ;具有高效的油分离器系统 ,经油分离器分离后丙烷的油含量≤ 5×10 - 6 ,减少油耗及油进入丙烷系统。

(5 )运行要求高 ,在系统投运前 ,必须对整个系统进行真空脱水 ,避免水进入系统而影响系统的制冷效果。

机组工艺操作参数见表 1。

3　压缩机故障现象及处理

3 1　故障现象

2 0 0 1年 12月 ,丙烷压缩机在停运 2天后 ,准备进行开机。在按动启动按纽后约 3ｓ ,压缩机发出剧烈的振动停车 ,由于电控柜自保护使压缩机微处理器故障显示为低电流停车 (断电保护 ) ,同时压缩机组有如下现象 :

                               
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(1) 油分离器下视镜无油位 ;

(2) 微处理显示润滑油温以每分种 1度速度下降 ,压缩机入口处迅速结霜 ;

(3) 对压缩机组进行手动盘车 ,压缩机无动作。

3 2　事故处理

由于压缩机组分离器内无润滑油 ,机组手动盘车无动作 ,所以需对压缩机的故障进行处理后才能重新开机。

(1) 分离器内无润滑油处理 :润滑油的损耗主要是由于压缩机在停机后由于压缩机入口单向阀密封不严使润滑油进入入口管线中。在系统压缩入口管线低点处进行排凝 ,没有发现润滑油。启动辅助油泵 ,分离器下视镜出现润滑油 ,但上视镜仍无油位显示 ,关闭压缩机进出口阀 ,切断气源 ,对压缩机组进行减压 ,润滑油返回压缩机分离器。

(2 )压缩机手动盘车无动作 :将压缩机联轴器拆除 ,对电机、压缩机手动盘车 ,电动运转灵活 ,但压缩机仍无动作 ,说明压缩机可能抱死 ,必须对压缩机进行解体。

(2) 在ＹＯＲＫ公司专业技术人员的现场指导下 ,对该压缩机进行解体。解体后压缩机内未发现任何金属杂质 ,压缩机阴转子轴颈与机体密封面严重啮合 ,转子与壳体有轻微刮伤 ,壳体内有两处由于与转子接触有金属堆集。对压缩机阳转子轴颈及机体密封面、壳体金属堆集面进行了修复 ,并更换了压缩机所有的密封圈及轴承 ,对压缩机进行了回装。

4　压缩机事故分析

压缩机无硬质金属物进入压缩机机体内 ,压缩机出现抱死现象 ,是什么原因造成的呢 ?我们技术人员进行了详细的分析 ,认定为由于液击对压缩机转子造成的。

(1) 从压缩机在出现故障后润滑油出现的现象可以看出 ,润滑油不能迅速回到压缩机分离器中 ,是由于在打开压缩机入口阀后 ,大量的丙烷液体进入压缩机组 ,在压缩机开车后 ,润滑油进入压缩机 ,丙烷液体部分汽化形成气体而堵塞润滑油通道 ;润滑油分离器中润滑油温度下降并在 6ｈ内视镜上出现结霜现象 ,可以看出有大量的液体进入压缩机分离器 ,并使润滑油温从 2 5℃冷却至 - 3℃。

(2 )从丙烷系统流程图可以看出 ,丙烷系统是一个工艺较为复杂的循环系统 ,在丙烷压缩机停车后 ,系统内有大量的丙烷气体 ,压缩机停车时 ,环境温度为 15℃ ,在开车时环境温度为 - 3℃ ,环境温度在 2天内下降了 18℃ ,使大量的丙烷气体变为液体存于系统管线中。

(3)由于在对该系统进行设计施工时 ,未充分考虑到液体对螺杆压缩机的不良影响 ,在压缩机入口出现多处Ｕ形管 ,当Ｕ形管出现集液时 ,该处压力下降 ,更多的气体向该处流动 ,使压缩机在停运进程中大量液体集中在Ｕ形管段内。虽然在开车时对系统进行了降压处理 ,理论上 ,管线中为饱和丙烷气液两相 ,但由于低温管线良好的保冷 ,丙烷液体不可能迅速汽化。在对Ｕ形管段的保冷层进行拆除后用热水使管线升温 ,系统内的压力迅速上升 ,可以说明管线中仍存有大量的液态丙烷 ,在压缩机故障停车后入口处结霜可以认定压缩机进入大量液体。

5　改进措施

由于液体为不可压缩的流体 ,所以各用户应对螺杆压缩机可能进入大量液体而造成压缩机重大事故引起足够的重视。当压缩机入口处出现连续“吱—”声音 ,并且压缩机电流增加 ,说明有少量液体进入压缩机。

在操作上 ,严格按操作规程对系统及压缩机各项进行开车前检查工作。对润滑油加热 5 0℃并维持至少 2 4ｈ ,减少润滑油中溶解的丙烷气体。为避免液体进入压缩机 ,可以采取如下措施 :

(1) 在开车前将Ｕ形管处保冷层拆除一部分 ,将该管段加热 ,保证无液体进入压缩机内 ;或在压缩机停机后 ,将系统切断 ,将管线内气体泄压至常压。

(2 )对工艺管线进行修改 ,消除Ｕ形管 ,使液体回流至丙烷储罐。

(3)在压缩机入口及中间注气口处加一气液分离器 ,可彻底解决液体进入压缩机的问题。

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很详细的制冷压缩机事故案列，学习了，谢谢