汽轮机驱动离心式压缩机组的系统结构较为复杂,汽轮机又是一种高温高速运转的热力机械,其起动开停车及操作较为复杂而缓慢,机组安装和检修完毕后也需要进行试运转,按专业规程的规定首先进行汽轮机的单体试运,进行必要的凋整与试验。验收合格后再与齿轮变速器相联,进行串联空负荷运转。完成试运项目并验收合格后才能与压缩机串联在—起进行试运和开停车正常运行,该类机组的开停车运行要点如下。
1、油系统的起动
压缩机的起动与其他动力装置相仿,主机末开,辅机先行,在接通各种外来能源后(如电、仪表空气、冷却水和蒸汽等)先让油系统投入运行。—般油系统已完全准备好,处于随时能够起动开车的状态。油温若低则应加热直到合格为止。油系统投入运行后,把各部分油压调整到规定值,然后进行如下操作:检查辅助油泵的自动起动情况;检查轴承回油情况,看油流是否正常;检查油过滤器的油压降,灌满润滑油油箱;检查高位油箱油位,应在液位控制器控制的最高液位和最低液位之间。
2、气体置换
被压缩介质为易燃、易爆气体时,油系统正常运行后,开车之前必须进行气体置换,首先用氮气将压缩机系统设备管道内的空气置换出去。然后再用压缩介质将氮气置换干净,使之符合设计所要求的气体组分,这种两步置换的主要程序是:
①关闭压缩机出、入口阀,通过压缩机的管道、分液罐、缓冲罐和压缩机缸体的排放接头,充入压力一般为0.3~0.6MPa(表)的氮气,如果条件许可,必要时可开启压缩机入口阀,使压缩机和工艺系统同时置换。
②待压缩机系统已充满氮气并有一定压力时,打开压缩机管道和缸体排放阀排放氮气卸压,此时必须保证系统内压力始终大于大气压力,以免空气漏入系统。然后再关排放阀向系统内充入氮气,如此反复进行,直到系统内各处采样分析气体含氧量小于0.5%为止。
③氮气压力稳定后,在引入压缩介质前应及时投入密封系统,并正常运行。
④检查工艺系统置换情况,合格后验收。
气体置换时必须注意:
①在正式引入工艺气体之前,压缩机油系统联锁调试工作应全部完成,各项试验结果均应符合设计要求。
②对入口气体压力较高的压缩机,开启入口阀置换时应特别缓慢,严禁气体流动使转子旋转。
③压缩机干气密封不漏气,各系统管道不漏,如发现泄漏要及时查明原因并设法消除。
3、压缩机的起动
离心式压缩机组做好一切准备,并经检查验收合格之后,才能按规程规定的程序开车。对汽轮机驱动的离心式压缩机来讲,起动后转速是由低到高逐步上升的,不存在电动机驱动的那样由于升速过快而产生超负荷问题,所以一般是将入口阀全开,防喘振用的回流阀或放空阀全开。按照有关工艺的要求进行准备后,全部仪表、联锁投入使用,中间冷却器通水畅通。一切准备就绪之后,首先按照汽轮机运行规程的规定进行暖管、盘车、冲动转子和暖机。在500~1000r/min下暖机稳定运行半小时,全面检查机组,包括润滑油系统的油温、油压,特别是轴承油温度;检查调节动力油系统、真空系统、汽轮机汽封系统、蒸汽系统以及压缩机各段进、出口气体的温度、压力,有无异常声响。如一切正常,汽轮机暖机达到要求,润滑油油箱油温已达到32℃以上时,则可以开始升速。油温达到40℃时,可停止给油加热,并使油冷器通冷却水。
机组按规定的升速曲线升速。升速过程中,要注意不得在靠近任何一个转子的临界转速的±10%转速范围内停留。通过临界转速时升速要快,一般以每分钟升高设计转速的20%左右为宜。通过临界转速时,要严密注意机组的振动情况。在离开临界转速范围之后可按每分钟升高设计转速的7%进行。从低速的500~1000r/min到正常运行转速,中间应分阶段作适当的停留,以避免因蒸汽负荷变化太快而使蒸汽管网压力波动,同时还便于对机组运行情况进行俭查,一切正常时才可继续升速,直到调速器起作用的最低转速(一般为设计转速的85%左右)。
4、压缩机的升压
压缩机在运转后,压缩机的排气进行放空或打回流,此时排气压力很低,并且没有向工艺管网输送气体,转速也不高。这时压缩机处于空负荷,或者确切点说,是属于低负荷运行。长时间轻负荷运行,无论对汽轮机和压缩机都是不利的。对汽轮机组来说,长时间低负荷运行,会加速汽轮机调节汽阀的磨损;低转速时汽轮机可以达到很高的扭矩。如果流经压缩机重量流量很大,机组的轴可能产生过大的应力;此外,长时间低压运行也影响压缩机的效率,对密封系统也有不利影响。因此在机组稳定、正常运行后,适时地进行升压加负荷是非常必要的。升压一般应当在汽轮机调速器已投入工作,达到正常转速后开始。
压缩机升压(加负荷)可以通过增加转速和关小直到关死放空阀或旁通回流阀门来达到,但是这种操作必须小心谨慎,不能操作过快、过急,以免发生喘振。
压缩机升压时需要注意几个问题:
①压缩机的升压,有的先采用关闭放空阀来达到,有的采用关闭旁通阀来达到,有的机组放空阀还不止一个。压缩机在起动时这些放空阀或旁通阀是开着的,为了提高出口压力,可以逐渐关闭放空阀或旁通阀。
关阀升压过程中要密切注意喘振,发现喘振迹象时,要及时开大阀门,出口放空阀门全关后,逐渐打开流量控制阀,此时流量主要由流量控制阀来控制。当放空阀全关后,使防喘振流量控制阀投入自动控制。逐渐关小流量控制阀,压缩机出口压力升到规定值。关阀过程中,同样需要注意避免喘振。
如果通过阀门调节,压力不能达到预定数值,则需将汽轮机升速,升速不可太猛过快,以防止发生压缩机的喘振。
②升压的操作程序的总原则是在每一级压缩机内,避免出口压力低于进口压力,并防止运行点落入喘振区。对各机组应当确定关闭各放空阀和旁路阀的正确顺序和操作的渐变度。压缩机的出口阀只有在正常转速下,压缩机管路的压力等于或稍高于管网系统内的压力时才可以打开,向管网输送气体。
③升压时要注意控制中间冷却器的水量,使各段入口气温保持在规定数值。
④升压后将防喘振自动控制阀拨到“自动”位置。
要特别注意压缩机绝对不允许在喘振的状态下运行,压缩机的喘振迹象可以从压缩机发生强烈振动、吼声以及出口的压力和流量的严重的波动中看出来。如果发现喘振迹象应当打开放空阀或旁通阀,直到压力和流量达到稳定为止。
5、压缩机防喘振试验
为了安全起见,在压缩机并入工艺管网之前,对防喘振自动装置应当进行试验,检查其动作是否可靠,尤其是第一次起动时必须进行这种试验。在试验之前,应研究—下压缩机的特性线,查看—下正在运行的转速下,该压缩机的喘振流量是多少,目前正在运转的流量是多少。压缩机没有发生喘振,当然输送的流量是大于喘振流量。然后改变防喘振流量控制阀的整定值,将流量控制整定值调整到正在运行的流量,这时防喘自动放空阀或回流阀应当自动打开。如果未能打开,则说明自动防喘系统发生故障,要及时检查排除。在试验时千万要注意,不要使压缩机发生喘振。
6、压缩机的保压与并网送气
当汽轮机达到调速器工作转速后,压缩机升压将出口压力调整到规定压力,压缩机组通过检查确认一切正常,工作平稳,这时可通知主控制室,准备向系统进行导气,即工艺部门压缩机出口管线高压气体导入到各用气部位。当压缩机出口压力大于工艺系统压力,并接到导气指令后,才可逐步缓慢地打开压缩机出口阀向系统送气,以免因系统无压或压力太大而使压缩机运转状况发生突然变化。
当各用气部位将压缩机出口管线中气体导入各工艺系统时,随着导气量的增加,势必引起压缩机出口压力的降低。因此在导气的同时,压缩机必须进行“保压”,即通过流量调节,保持出口压力的稳定。
导气和保压调整流量时,必须注意防止喘振。在调整之前,应当记住喘振流量,使调整流量不要靠近喘振流量;调整过程中应注意机组动静,当发现有喘振迹象时,应及时加大放空流量或回流流量,防止喘振。如果通过流量调节还不能达到规定出口压力时,此时汽轮机必须升速。
在工艺系统正常供气的运行条件下,所有防喘振用的回流阀或放空阀应全关。只有当减量生产而又要维持原来的压强时,在不得已情况下才允许稍开一点回流阀或放空阀,以保持压缩机的功率消耗控制在最低水平。进入正常生产后,一切手控操作应切换到自动控制,同时应按时对机组各部分的运行情况进行检查,特别要注意轴承的温度或轴承回油温度,如有不正常应及时处理。要经常注意压缩机出口、入口气体参数的变化,并对机组加以相应的调节,以避免发生喘振。
7、运行中例行检查
机组在正常运行时,对机器要进行定期的检查,一些非仪表自动记录的数据操作者应在机器数据记录纸上记上,以便掌握机器在运行过程中的全部情况,对比分析,帮助了解性能,发现问题及时处理。
压缩机组在正常速度下运行时,—般要作如下的检查:
①汽轮机进汽压力和温度;
②抽汽流量、温度和压力;
③冷凝器真空度;
④油箱油位;
⑤油温在规定范围内;
⑥油压(包括油泵出口油压、过滤器的油压力降、滑油总管油压、轴承油压、以及干气密封的氮气压力);
⑦回油管内的油流情况(定期从主油箱中取样进行分析);
⑧压缩机的轴向推力、转子的轴向位移和机组的振动水平;
⑨压缩机各段进口和出口气体的温度和压力以及冷却器进出口水温。
8、压缩机的停机
压缩机组的停机有两种,—种是计划停机,即正常停机,由手动操作停机;另一种是紧急停机,即事故停机,是由于保安系统动作而自动停机,或者手动“打闸”进行紧急停机。
计划停机的操作要点及程序是:
①接到停机通知后,将流量自动控制阀拨到“手动”位置,利用主控制室控制系统或现场打开各段旁通阀或放空阀,关闭出口阀,使压缩机与工艺系统切断,全部进行自我循环。
②从主控制室或者在现场使汽轮机减速,直到调速器的最低转速。在降低负荷的同时进行缓慢降速,避免压缩机喘振。
③根据汽轮机停机要求和程序,进行汽轮机的停机。
④润滑油泵和密封油泵,应在机组完全停运并冷却之后停运。
⑤根据规程的规定可以关闭压缩机的进口阀门,则应关上;如果需要阀门开着,并且处在压力状态下,则密封系统务必保持运转。
⑥润滑油泵和密封油泵必须维持运转,直到压缩机机壳出口端温度降到20℃以下。检查润滑油温度,调整油冷器水量,使出口油温保持在50℃左右。
⑦停车后将压缩机机壳及中间冷却器排放阀门打开,关闭中间冷器进水阀门。压缩机机壳上的所有排放阀或丝堵在停机后都应打开,以排除冷凝液,直到下次开车之前再关上。
⑧如果压缩机停机后,压缩机内仍存留部分剩余压力的话,密封系统要继续维持运转,密封油油箱加热盘管应继续加热,高位油槽和密封油收集器应当保持稳定。如果周围环境温度降到5℃以下时,某些管路系统,应对系统的伴管进行供热保温。

