压缩机组主辅油泵衔接造成转速波动的原因分析与处理

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Analysis and Treatment for Speed Fluctuations Caused by M ainand Auxiliary Oil Pump Connection in Compressor UnitYANG De-lin，LI Shan-yi，MA0 Xiao-sheng(Qinghai Salt Lake Industry Co.，Ltd.，Golmud Qinghai 816000，China)Abstract：During the compressor unit testing， the unit would shutdown suddenly. Thisphenomenon is caused by oil pressure unstable while the.main and auxiliary oil pump connected，andthe compressor unit rotation speed fluctuations.So analyze reasons and take reasonable measures，which can provide a good reference for testing the large compressor unit。

Key words：compressor；steam turbine；auxiliary oil pump；check valve青海盐湖工业股份有限公司化工分公司化肥厂合成氨-期装置原料压缩机是-台离心式压缩机 ，共两段五级 。离心式压缩机的原理是通过原动机(汽轮机)带动叶轮高速旋转，提高气体的动能，再将动能转换成气体的压力。压缩机工艺流程如图 1。

图 l 合成氨装置原料气压缩机工艺流程图压缩机油系统如图 2所示 ，主油泵 由压缩机轴带动，辅助油泵由电机带动。对于油系统的要求是，压缩机组在开车前先要将辅助油泵开启，控制油压达到 0.9 MPa左右，使压缩机齿轮箱润滑油压达到 0.28 MPa左右，汽轮机润滑油压达到 0.15 MPa左右，机组才可以正常启动并升速，当机组升速到 4 800 r/min时，辅助油泵会自动停止，机组润滑油及控制油的供应由主油泵实现。但当转速掉落至 4 750 r/min以下时辅助油泵又会 自启动，而且如果机组的控制油压低于0.8 MPa辅助油泵也会 自启动，以保证油系统的正常运行，从而防止机组烧瓦等事故的出现，保护机组的安全。

1 机组升速试车 时转速 出现大幅波动导致跳车2012年我厂合成氨装置的原料气压缩机进行试车工作，在满足机组允许启动条件的状况下压缩机正常启动，并且按照压缩机设计的升速曲线正常升速，当转速达到 4 800 r/min时辅油泵自动停止，在辅助油泵停止的瞬间压缩机转速发生大幅度波动，导致辅油泵频繁启停，最终由于收稿 日期 ：2012-10-24作者简介：杨德林 (1980-)，男，青海乐都人，助理工程师 ，现为青海盐湖工业股份有限公司化工分公司尿素- 车间自控技术员。

· 34 · 化工设计通讯 第 39卷油压波动过大导致跳车，第-次原料气压缩机升速试车失败 。

压缩机开机升速曲线如图 3所示，机组第-临界转速在 918～1 112 r/min之间，1 800 r/min为机组暖机转速，2 600～4 200 r/rain为第二临界转速，机组不允许在临界转速内滞留时间超过300 s。额定转速为 6 300 r/rain，机组的调速范围为 4 8006 300 r/min。

图 2 油压 系统。t"4 导 暑星昌 。-q导 暑 星 昌 昌导 暑 器昌H N NI t"4 n 时间 /s图 3 压缩机 开车转速 曲线2 转速突降原因分析我厂合成氨装置机组汽轮机蒸汽控制图如图4所示，GISO4151为进汽轮机主蒸汽速关阀，该阀 的控 制油压 PTO4151不能 低于 o.6 MPa，控制进油如果低于 0.6 MPa，则主蒸汽速关 阀会关闭。

GC04151为进汽轮机蒸汽调节阀，它的调节由油动机实现 ，油动机 的控制调节油压为 0.13～0.3 MPa，对应蒸汽调节阀开度为 0～100 。机组升速过 程 中主蒸 汽速关 阀 GIS04151必 须全开，转速的调节由蒸汽调节阀 GC04151来控制。

在我厂原料气压缩机组第-次升速失败后，调出机组升速过程中的相关参数历史趋势 ，发现机组轴振动、轴位移，轴瓦温度，机组入口压力、温度，出口压力、温度等-切均正常，而在查看油系统控制油压和润滑油压历史趋势时，发现有明显的油压下降趋势。油系统参数历史趋势如图 5所示 。

l 匦回油总管 I 24 V跳车电磁阀I 控制油主蒸汽主蒸汽速关 阀GIS0415 1图4 汽轮机蒸汽控制图主蒸汽调节 阀GC04151汽轮机第 2期 杨德林等 ：压缩机组主辅油泵衔接造成转速波动的原 因分析与处理 。35 ·图 5 油 系统参数历史趋势图 5中 GMRASE04101为 转 速，GM-RAPT04151为控制油压 ，GMRAGC04151为汽轮机蒸 汽调节 阀开 度，GMRAJ041o2为辅助油泵电流。从该历史趋势中不难看出，当转速升至4 800 r/min时 ，辅助油泵 自动停止 ，主轴所带的主油泵没有及时把控制油压稳定在0.9MPa左右 ，造成控制油压突降 ∝制油压突降导致主蒸汽阀 门开始关 闭，进汽量减少 ，汽轮 机转速下降，同时，控制油压的下降触发辅助油泵联锁，使辅助油泵 自启动。辅助油泵的启动，使控制油压立刻又提高至正常值，主蒸汽速关阀又迅速打开 ，转 速 突 然 提 升。 当 转 速 再 次 提 升 至4 800 r/rain时，辅助油泵又 自停，因此 ，控制油压的波动引起转速波动的恶性循环重复发生 ，当控制进油lD4151 电液I三转换器l波动时间超过 5 S，压缩机组因厂商要求而跳车。

3 对油系统进行改造根据以上分析 ，导致转速大幅度波动的原 因是因为主辅油泵在衔接时没有将控制油压稳定在正常范围内，致使主蒸汽大阀频繁开关，最终使转速波动导致试车失败。

为了解决这个问题 ，我们在控制油进油管线上加-止 回阀，使辅助油泵 自停后的 1～2 S时间内保证控制油压在正常范围内，保证主蒸汽速关阀处于全开的状态，将转速稳定在 4 800 r/min，然后靠主油泵将控制油压稳定在 0.9 MPa左右，最终实现主辅油泵的平稳衔接，解决了问题 。改动后的油系统控制如图 6所示 。

回油总管主蒸汽控制油主蒸汽速关阀GIS04l5 l图 6 改造后 的油 系统 控制图在控制油进油管线上增加止回阀后，当辅助油泵停止的瞬间，控制油被止回阀挡住，主蒸汽速关阀仍然可以被打开，转速稳定不降，使主油泵能及时将控制油压稳住，第-次升速试车中出现的由于主辅泵衔接造成转速波动过大跳车的问主蒸汽调节阀GC04151汽轮机题，得到很好的解决。在第二次升速试车时，我厂原料气压缩机组顺利试车成功。

以上对事故原因的分析和处理方案的介绍，是压缩机组试车的宝贵经验，可为国内大型机组的试车运行提供很好的借鉴。