大型空分设备安装及故障维修方法探讨.pdf

中文科技期刊数据库（引文版）工程技术 122 大型空分设备安装及故障维修方法探讨 于海杰 唐山港陆钢铁有限公司，河北 唐山 064200 摘要：摘要：空分设备被广泛的用于化工及冶金行业中，在我国的工业化持续发展的背景下，工业生产开始应用大型的空分设备，通过使用空气过滤、压缩机加压、膨胀机制冷、分馏塔精馏原理，将必要的气体资源进行有效的提取，具备了一定的适用性和绿色环保性，符合当前时代对工业生产的要求。空分设备在广泛应用中，也出现了一些安装上的问题和运行的机械故障，这就要求相关的技术人员，需要对大型空分设备严格按照相关的规定和标准进行合理安装，对出现的机械故障采用比较先进的维修方法，以此保障空分设备可以更加稳定和安全的运行。本文重点探讨了大型空分设备安装以及机械故障维修方法。关键词：关键词：大型空分设备；安装；机械故障；设备维修；方法 中图分类号：中图分类号：TH-39 空气分离设备可以理解为：空气分离的设备，此设备被广泛的用于化工工业以及冶金工业中，为其工业产品的生产提供了不可或缺的氧气、氩气、氮气、氦气等气体产品1。在工业持续发展的背景下，我国的空分设备也逐渐得到了发展和重视，我国的能源行业、重化工行业以及冶金行业等均开始应用空分设备。我国大型空分设备订单量的增多，也加强对了空分设备工艺流程的积累，但是在具体的应用中，需要加强大型空分设备安装的技术和水平，并采取先进的方法提高对机械故障维修的水平，以此确保空分设备可以稳定安全运行，在工业、冶金等领域发挥出重要的作用2。1 空分设备的工艺流程 1.1 空气过滤加压系统 利用空气过滤器把原料空气内的杂物、灰尘等清除。工艺的差异对其压力的要求也有所不同，在进行压缩的时候，相关技术人员需要对其压力的标准值进行掌握，并严格按照此标准进行压缩，在进行压缩的时候一般利用的设备为离心空压机。1.2 空气预冷及净化系统 工艺空气实现加压后，与空气冷却塔直接接触后对其进行降温，空冷塔设置水喷淋为两层，预冷空气则采用空冷塔下层的冷却水，以循环的方式实现。空气经过空冷塔上层冷冻水的处理，可以实现深度冷却。返流污氮在水冷塔实现蒸发操作进行汽化潜热，以冷却作业，将冷却水转变为冷冻水。工艺空气冷却作业完成后，需要将工艺余下的二氧化碳、碳氢化合物等杂质进行消除，一般采用的设备为变温吸附器，通过这一系列的操作后获得的工艺空气达到纯净的标准3。在净化系统中配置的吸附器数量为 2 个，开展周期性的切换吸附再生。在一般的再生时候，需要选择空分装置的污氮，污氮在再生加热器中进行加温处理后，对分子筛进行再生，在必要的情况下，则需要实施特殊性的处理，如:把再生加热器加热到 290实现特殊再生。1.3 空气分离系统 净化系统后，会把工艺空气分三路。一小部分被抽出作为仪表空气，一股相对于膨胀量的空气引入增压风机中增压，然后被冷却水冷却至常温后进入主换热器，再从主换热器中部抽出进入透平膨胀机中，膨胀后送入上塔参与精馏。另一大股空气直接进入主换热器后，被返流气体冷却至饱和温度后进入下塔。根据各气体沸点的不同，在进行分离上一般采用的是深冷精馏模式，可以在精馏塔的差异化位置得到不同的产品，如：氧、氮、氩等产品。2 大型空分设备安装技术分析 2.1 主塔的安装技术 主塔的体积大、质量重，因而在进行吊装上，需要利用 2 台吊车进行同时的操作，采用双机递送的方法，以双机进行抬吊，把设备吊装到指定的位置。中文科技期刊数据库（引文版）工程技术 123 2.1.1 容器的安装 冷箱内存在空气分离的主要设备，属于比较关键的安装部分，在冷箱内存在多个容器，总容量为 550吨左右。在安装前保证冷箱为独立的箱体结构。在进行安装上，需要经过严格的计算，提前安排好质量安全保证措施，使得吊装的环境达到规定的要求，安装施工机械设备进入到施工的现场，并安排机械设备在指定好的位置，在开展吊装工作的时候，需选择专业性强、经验丰富的员工，总指挥在吊装过程中具有统一协调的作用。其次，在进行验收的时候，需要合理交接施工工序，检测并记录基础，对地脚螺栓位置、数量及规格等进行明确的检查。冷箱吊装需严格依照于规定的前后顺序完成，具体包括：粗氩塔下段、空分主塔的下塔、粗氩塔上段位置、精氩塔、主塔上塔，吊装之前在塔器的位置上安装好揽风绳等5。2.1.2 塔内的配管 冷箱内的管道运行处于超低温的状态，为了确保冷箱的合理与平稳运行，检验管道工艺以及检查管道状况十分必要。对 PDMS 管道碰撞进行全面的检查，需要考虑到大型制氧机空分设备的特点，包括：区域面积不大、多类型管道、繁琐布置等。部分管道需实施预制处理，之后塔内进行安装的时候和气体设备、管道相碰，则需将设计进行调整并重新进行制作。对管道进行清洗，一般采用四氯乙烯脱脂进行清洗作业，对管道的脱脂情况进行紫光灯照射检查，并出具油脂检测报告6。管道安装上需要对管道进试压，可以确保管道的压力符合相关的设计。对管道的试压需要注意的是对管道强度的试验以及管道严密性的试验。在压力试验开始前，需要做好相关的准备工作，结合实际情况制定出完善的试压方案和使用的设备工具等，同时选择与其匹配的管道施工工艺。在进行压力试验上，对强度试压后在实施严密性试验，试验中需要注意的是，压力需要逐渐提升，并对各压力阶段进行焊缝等检查，对有问题的位置标记后，停气后再进行解决。严密性试验是非常关键的，再进行保压中，其温度、压力需要每半小时进行一次记录。残留率按照公式进行计算，其公式为：=p2(273+t1)p1(233+t2)100%-系统中气体残留率（%）P1-开始时系统中气体绝对压力（MPa）P2-结束时系统中气体绝对压力（MPa）T1-开始时系统中气体温度（）T2-结束时系统中气体温度（）经过验收达到标准之后，需要通过将排气阀门打开，释放压力气体，把盲板拆除进行复原并对管道进行清洁。2.2 空压机、增压机、氮压机、氧压机、膨胀机的安装 为了确保安装的质量则需要加强对大型旋转设备底座位置的安装，对于大尺寸的垫板通常会使用流动性灌浆料，以一次成型的模式进行作业，其效果表现较为突出，可以减少垫板出现空鼓的情况并且减少了安装时间。采用组合模式检验安装后的设备单体，以实际的标准为依据，对设备单体的标高、水平等进行合理的调整。压缩机组联轴器以实际情况调整，在进行调整的时候需要依据齿轮箱的基本标准。对中示意图，如图 1 所示：图 1 对中示意图 空压机的安装：第一步：完成空压机的吊装，从下机壳吊装开始到转子吊装再到上机壳吊装。第二步：对压缩机进行粗调和精调。利用螺旋千斤顶对压缩机的高度进行调整，根据现场指导专家的要求，对安装的精度进行确定。对压缩机纵横中心线利用经纬仪和钢尺配合完成。第三步：对级间管道进行安装。安装的顺序包括：进口过滤器-一级进口管道-进口调节阀门-安装-一级出口管道-二级进口管道-二级出口管道-三级进口管道-三级出口管道。第四步：进口过滤器的安装。过滤器安装的时候需要对过滤芯进行有效的保护。第五步：安装管道和阀门。根据施工图纸，对管线和阀门实现安装。第六步：安装隔音室。隔音室设置的作用是降低空压机运行过程中出现的噪音，这中文科技期刊数据库（引文版）工程技术 124 样可以使得工作人员在进行工作的时候避免受到噪音的影响，减少工作的不适性。增压机、氮压机安装。使用汽车或者是履带吊完成增压机的局部构件安装。车间行车用于吊装氮压机，实施吊装上需要采用长度相同的吊装带、手拉葫芦（规格：十吨；数量：两个）。对设备进行调平处理，方便就位作业7。氧压机安装，按照相关要求和标准，调整压缩机底座框架，并对其标高、中心及水平进行测量。冷环境下对齿轮啮合进行检查，一般利用的检查方法为着色法。检查在齿上涂抹的接触混合物，并对照安装说明书操作和检查作业。膨胀机安装。安装使用吊车，其位置安装在冷箱下，基于施工图纸、设备说明书，对膨胀机进行位置的调整后，将地脚螺栓进行紧固。在进行每个项目的检查的时候需要确保齿轮箱内部的各个部件干净。2.3 低温储罐安装 低温液体贮槽是放置制氧成品剩余产品贮存的容器。容器的介质为低温液体，因而其工作的温度设计为零下 196 摄氏度。在贮罐的安装上选择倒装施工的方式。加强对纵缝变形的控制，选择合适的焊接和检验方法。一般采用的方式为手工氩弧焊，利用着色对焊口进行检验。利用倒装法进行罐体的安装，同时完成酸洗、脱脂以及安装质量的检验工作8。2.4 仪表的调试 氧气站利用的是较为先进可靠的 DCS 集散型控制系统。在控制系统中达到产品质量的控制，对其进行负荷跟踪使其达到生产和管理的优化。同时还可以实现电气设备操作、显示以及报警等功能。在操作室内对机组进行集中性的监视、控制以及机组的综合运行管理。3 大型空分设备机械故障的维修方法 在企业生产中如果出现长久的空分机械设备故障，则需要对故障的时间和情况等进行记录，并将故障设备的工作转移到另一台设备，对故障设备开展维修。空分设备机械故障类型较多，故障差异性也会导致维修方式的不同，那么就需要对机械故障的类型进行明确的判断。3.1 内部零件变形及磨损的维修 一般在设备齿轮、箱体等位置的零件比较容易发生变形及磨损的故障，在空分设备运行的时候，需要消耗掉较大功率的电能，这就会导致在运行中出现零件变形及磨损的情况。空分设备核心部分发生机械性故障，对于破损的零件，将其进行拆除后，安装全新的零件，延长设备使用寿命。设备外壳位置出现磨损，一般选择焊接的方式进行维修，材料需要选择相同材质。焊接的时候需要考虑到相关要求，保证焊接精确宽度为 8 毫米。修复磨损后，喷涂一层保护膜在零件表面，对维修位置进行加固。3.2 零件松动或接触故障的维修 通常采用检测方法，将铃铛绑在有关的零件上，使用小锤子进行敲打，如存在松动其发出的声音比较低。利用手钳子拧紧松动的零件，在进行紧固上需要采用合适的力量，避免发生零件的破损现象。3.3 设备噪音故障的维修 空分设备出现噪音多是因为连接位置，主要对设备运行的波纹连接位置是不是存在磨损进行检查。空分设备连接缝隙厚度位 0.8mm，把 0.8mm 的条形贴片贴到空分设备故障的位置，出现噪音说明连接处不合格。维修的方式，利用焊接的方式对缝隙的宽窄实施焊取，明确设备连接位置中心轴线在中间的位置，确保大型空分设备在工作的时候不发生异常的响声。3.4 漏气及漏油故障的维修 空分设备漏气、漏油现象的出现，需要对其详细的位置进行明确，维修技术人员需要以多元化的方式进行验证，一般采取听觉机进行声音的识别，结合数据进行综合性的判断，初步判断后将肥皂水灌注到初步确定的位置，如果肥皂水的毛泡沫快速消失，则表明已经找到了具体的漏气位置。对此故障需更换新零件，需要注意的是必须要更换同型号的零件，对设备各个连接位置的面，避免灰尘对设备形成影响。4 结束语 在当前的工业时代背景下，大型空分设备的应用更加广泛，运行周期也随之增加，合理安装大型空分设备，对提高大型空分设备运行质量具有重要的价值，对于出现的常见故障，选择合适的方式进行维修，技中文科技期刊数据库（引文版）工程技术 125 术人员充分了解大型空分设备的具体组成部分，以此提高维修的技术水平。参考文献 1郭炳伟.大型空分设备安装及机械故障维修方法J.设备管理与维修,2022(004):000.2王利杰.大型空分设备安装技术及规范的应用J.商品与质量,2017,000(001):81-82.3杨恒,楼晓仙,赵敏.大型空分设备冷箱检修经验总结J.深冷技术,2016(7):4.4余剑锋.大型空分设备设计及安装质量控制J.石油工业技术监督,2018(3):4.5罗晓君.大型空分设备冷箱内管道安装质量控制J.深冷技术,2013(4):4.6蒋旭.大型空分设备的安装介绍与研究J.气体分离,2020(12):12-13.7郎顺祥,刘超,郝晓江.浅议大型空分设备整装冷箱安装技术要求J.深冷技术,2021(3):4.8展振忠,李思华,刘振红.大型空分装置设备安装总结J.氮肥技术,2021(12):45-46.