28000 m3/h空分装置进口设备在鲁化的运行

兖矿鲁南化肥厂28000 m3/h空分装置由杭州杭氧股份有限公司成套供货，配套有陕鼓与德国曼透平合作生产的RIK112S空压机和RBZ45增压机，使用杭州汽轮机股份有限公司的全凝式汽轮机拖动。该装置采用全低压分子筛吸附净化、增压透平膨胀机制冷、全精馏无氢制氩、空气增压循环的氧、氮双泵内压缩流程。28000 m3/h空分装置配套进口液氧泵、液氮泵、膨胀机的生产厂家都为法国CRYOSTAR。

该装置自2008年5月底开始单体试车，2008年6月29日生产出合格氧气。2年来系统运行良好，但在运行中配套进口设备暴露出一系列问题，对此我们进行了相应的整改。

       A#液氧泵电机烧毁

       2008年7月19日，A#液氧泵运行约20 d，DCS突然显示跳车，现场电源指示灯灭。后联系电气人员排查，发现液氧泵变频器已经发出“外部故障”联锁信号，但通过查看DCS报警显示，发现控制室未发出停车联锁信号，而泵在跳车前各项指标显示正常。

电气人员排查发现变频器接线端子有些松动，于是重新进行紧固并复位，但复位不成功，初步怀疑变频器故障，重新将变频器侧断电再送电后消除了联锁停车信号，变频器复位成功，具备启动条件，现场重新启动A#液氧泵，但控制室显示转速依然为0，而泵显示运行，变频器发出“2330”（三相间电流不平衡）报警信号，同时现场电机接线盒冒烟，操作人员立即停止液氧泵运行。

分别对变频器及液氧泵电机进行检查，变频器没有发现任何问题，但是因变频器发报警信号后不能复位，厂家对变频器主板进行更换。对液氧泵电机分别测量电机对地绝缘、电缆对地绝缘和电机相间直流电阻偏差值，未查出问题。要求重新启动液氧泵后，还是出现电机接线盒冒烟及“2330”报警信号，由此确定电机故障。电机返厂拆检后，发现电机线圈绕线的绝缘破损，电机匝间绝缘损坏，由此造成电机匝间短路，电机烧坏击穿。液氧泵经过厂家人员检修测试后，返厂运行正常。

A#液氮泵汽蚀

2009年5月19日，A#液氮泵转速80%（2944 r/min），回流阀开度45°，当时高压氮气流量12252 m3/h，放空阀V3152开度8.45°。为了减少高压气体的放空，达到节能降耗的目的，将液氮泵变频由80%减为79%，高压氮气流量瞬间降为1814 m3/h，液氮泵汽蚀，后系统切气。随后开大高压氮气放空阀V3152，打开液氮泵的进口吹除阀、出口排液阀排气，0.5 h 后液氮泵恢复正常。

根据液氮泵运行点要求，2900 r/min转速下对应的流量不能低于13124 m3/h，否则液氮泵就容易汽蚀。当转速由80%（2944 r/min）减至79%（2910 r/min）时，泵出口压力降低造成出界区高压氮气压力降低，放空阀V3152开度自动由8.45°减为0°，出界区高压氮气放不出去，由于在极限状态下操作，导致液氮泵汽蚀。

当发现液氮泵汽蚀时，控制室首先应开大放空阀V3152，建立高压氮气在运行点所对应的流量，同时，控制室迅速通知巡检人员现场打开进口吹除阀、出口排液阀排掉泵内的气体。在处理中可以开大回流阀，增加泵出口液体量，但是严禁在液体泵汽蚀时增加转速。

A#液氮泵迷宫密封损坏

2009年6月19日14：00左右，A#液氮泵迷宫密封处温度TIAS30602A由-22 ℃降至-75.11 ℃，后降至-120.04 ℃，联锁A#液氮泵跳车，低速运转的B#液氮泵自动跟踪转速，提负荷运行，后系统未受到影响。经过现场检查发现，液氮泵壳体放空管处喷液，冷箱结霜严重，A#液氮泵被迫退出排液加温。6月20日15：00测定露点合格后，再次预冷A#液氮泵，16：20开大该泵入口阀，在电机与泵体连接的中间体处出现喷液，被迫再次退出加温。拆开中间体护罩，在轴承处发现少量铜屑，并且轴承四周存在漏气不均匀现象。6月23日，测定露点合格后，再次预冷A#液氮泵，发现预冷不久后，迷宫密封处温度TIAS30602A降至-60 ℃，被迫再次退出加温。

7月3日，在厂家服务人员的指导下，我们拆检A#液氮泵，发现迷宫密封损坏，有严重磨损的痕迹，迷宫环齿损坏。于是更换了新的迷宫密封组件，预冷合格后，A#液氮泵开车正常。

据分析，因A#液氮泵运行中曾多次出现汽蚀，使得叶轮、轴承振动、偏移，造成迷宫环齿严重磨损。在权衡利弊后，将备用液氮泵停车冷备。

进口膨胀机轴振动波动频繁

2008年下半年进口膨胀机在其他工艺参数正常的情况下，其膨胀端和增压端的轴振动频繁出现波动，有时波动值超过跳车值，造成机组跳车，影响系统的稳定运行。在轴振动波动期间，用便携式振动测量仪测定机组振动显示正常，而且在膨胀机停车期间振动值仍然有波动的现象，在其附近拨打手机时振动波动加剧。通过查阅DCS历史记录发现膨胀机的轴振动一般在15 μm左右频繁波动，偶尔能超过联锁值30 μm而使机组跳车，且振动波动频率非常高，波形极不规则。

根据机组停车期间振动值仍然有波动的现象，可以判断膨胀机轴振动的波动是受到外界干扰所致。而从现场振动信号线和附近的动力线的布置，我们发现喷嘴加热器和膨胀机控制柜的电源线等都是与振动信号线平行且固定在一起，这样将对振动信号的检测产生干扰，导致振动值波动。在将喷嘴加热器停下后，发现膨胀机轴振动的波动由原先的3~10 min减少为约4 h。同时将喷嘴加热器的电源线改变布置后，发现膨胀机的轴振动的波动频率约为0.5 h出现一次峰值。由此可以判定，轴振动的频繁波动受到外界干扰所致，并非本身原因。

为此，公司进行了以下整改措施：

1.将轴振动信号线由普通电缆改为屏蔽电缆，加强膨胀机本体和仪表控制柜的接地，加强喷嘴加热器、油箱加热器、油泵、控制柜电源线等的电缆接地；

2.将轴振动跳车联锁增加3 s延时，同时将报警值由25 μm改为20 μm，增加操作人员反应处理时间；

3.将动力电缆（包括喷嘴加热器电缆、油泵电缆）与仪表电缆分开布置，并保持30 cm以上的距离；

4.严禁在膨胀机控制柜旁边使用手机和对讲机，并严禁在膨胀机房内动电气焊。

经过整改后，进口膨胀机运行稳定，轴振动维持在10 μm左右，没有再出现频繁波动，也没有再发生因轴振动高联锁跳车的事故。

经过一系列的整改以及操作水平的提高，28000 m3/h空分配套进口液氧泵、液氮泵、增压透平膨胀机运行稳定，为空分系统的稳定运行创造了有力条件。