设计参数：本机组汽轮机驱动，压缩机设计低、高压缸，低压缸二段6级，高压缸二段8级，低压缸二回一防喘振，高压缸四回三防喘振。设计正常工况转速 9418rpm，一段进气流量63200Nm3/h，进气压力 5.5bar，进气温度 40℃，一段出口压力8.18 bar，出口温度 80.5℃；二段进气压力 7.93bar，进气温度40℃，二段出口 11.46bar，出口温度 77.6℃；三段进气流量63200Nm3/h，进口压力11.22bar，进气温度40℃，三段出口压力20.48bar，出口温度105.8℃；四段进口压力20.24bar，进气温度40℃，四段出口压力36bar，出口温度107℃。

 

1 问题描述

机组负荷运行一年多，发现低压缸在防喘振阀门开启状态下，出口压力超设计值；而高压缸在防喘振阀门微开状态下，#终出口压力逐渐降低，此时机组没有降低负荷运行。数据如下：一段进口流量 66600Nm 3 /h，二回一开度 40％，进气压力

5.71bar，进气温度25℃，一段出口压力8.9bar，出口温度71℃；二段进气压力8.87bar，进气温度24℃，二段出口13bar，出口温度67℃；三段进气流量48000Nm 3 /h，四回三防喘振开度2.5％，进口压力12.9bar，进气温度25℃，三段出口压力22.13bar，出口温度104℃；四段进口压力22.1bar，进气温度25℃，四段出口压力17.7bar，出口温度95℃。此时汽轮机主气阀门全开。由于出口不达标，影响下游负荷生产。

 

2 排查方向

（1）排查机组仪表情况，是否具备合格的使用条件。排查控制系统显示是否准确无误。

（2）排查机组前期运行趋势，对比趋势查找原因。

（3）排查机组设计选型是否存在问题。气动核算，对比理论核算出口条件与实际运行出口条件。

（4）排查气源组分情况；工艺管线是否存在泄漏问题；工艺管线阀门是否发生泄漏（重点防喘振阀门及其旁路阀门）；下游管网背压是否达标。

 

3 原因分析

（1）排查气管路上压力变送器及差压变送器等仪表，仪表管线没有漏点，安装上不存在问题，校对相关仪表具备合格的使用条件。控制系统编程、组态不存在问题，可以确保画面显示数值正确。相关仪表电缆接线、通讯正常，没有短接及虚接现象。故排除仪表原因引起控制画面显示数值不准确。

（2）机组初次负荷运行，此时由于下游负荷需求低，二回一防喘振阀门开度20％，四回三防喘振阀门开度20％，高压缸#终出口压力29bar。由于防喘振阀门处于开启状态，故#终出口压力未达到设计要求。

 

①负荷运行 6 个月数据，一段进口压力 5.72 bar，气量59700Nm 3 /h，分子量接近设计值，一段进气温度30℃；二段出口13.32bar，二回一防喘振阀门13％；三段进气压力13.25 bar，三段气量51500 Nm 3 /h，分子量接近设计值，三段进气温度28℃；四段进气压力22.3bar，四段进气温度27.5℃；四段出口压力26.7bar，四段出口温度101.5℃，四回三防喘振阀门关闭。由此次运行数据可以看出：汽轮机主气阀门全开，蒸汽条件在要求范围，低压缸压比超出设计值，继续关闭低压缸防喘振阀门，低压缸出口压力继续提升；而高压缸压比低于设计值较多，此时高压缸防喘振阀门已完全关闭。

 

②负荷运行 1 年数据 ，一段进口压力 5.58 bar，气量60300Nm 3 /h，分子量接近设计值，一段进气温度29℃；二段出口12bar，二回一防喘振阀门36％；三段进气压力12.1 bar，三段气量48900 Nm 3 /h，分子量接近设计值，三段进气温度24.5℃；四段进气压力19.5bar，四段进气温度24.6℃；四段出口压力15.9 bar，四段出口温度95℃，四回三防喘振阀门开度10％。由此次运行数据可以看出：开启低压缸防喘振阀门，二段出口压调整至接近设计值；而高压缸出口压力仍无法提升，四段出口压力甚至小于四段进口压力。

 

根据上述运行趋势，初步怀疑：压缩机设计选型存在问题、高压缸工艺管线发生泄漏、高压缸防喘振阀门及旁路发生泄漏、下游管网背压存在问题、压缩机缸体内或管线存在堵塞现象，具体原因需要深入分析。

 

③核算机组设计选型上不存在问题，满足设计规范及使用要求；同型号机组调阅其他现场使用情况，性能情况良好，故排除机组设计选型上的问题造成机组性能不达标。选取近期运行参数，根据实际运行进口条件理论核算，核算低压缸出口数值及高压缸出口数值均偏离画面显示值，即低压缸出口压力高于理论核算值，高压缸出口压力低于理论核算值。

 

④检查提供给压缩机的实际气源组分，发现气源较脏，含有大量焦油、粉尘等。现场检查工艺管线无明显泄漏现象，工艺阀门阀后使用测温枪测量，均没有较高的问温度（阀门泄漏，阀后管线存在一定温度），暂且可以排除工艺管线泄漏及阀门泄漏问题。检查下游工艺一切正常，机组正在运行，无法定性判断下游管网是否存在问题。

 

4 改进方案

机组进行闭式循环，检验压缩机性能，shou先降低机组负荷，关闭高压缸出口阀门，低、高防喘振阀门全开。其次通过关闭防喘振阀门，先建立低压缸压比至设计条件，然后建立高压缸压比至设计条件。

（1）#终压缩机组出口压力可以达标，说明机组本体性能不存在问题，机组停机排查高压缸四段管线及设备是否存在堵塞情况，确认工艺阀门是否存在泄漏，下游管网背压是否达标。

（2）#终压缩机组性能仍不达标，机组停机拆检，查缸内叶轮、隔板等情况，如发生损坏返厂维修更换；如叶轮、隔板流道是否发生堵塞问题，即刻清洗、复查、回装。

 

5 改进效果

机组经闭式循环检验发现性能仍不达标，故可以判断高压缸内部存在问题，即刻停机拆检发现：叶轮、隔板流道内存在大面积堵塞现象，由此问题原因已判定。按计划对高压缸进行清洗、复查、回装。再次启车，机组可以在设计工况下稳定运行。

 

6 结语

本机组性能不达标问题原因：由于介质气脏，导致高压缸叶轮及隔板流道内发生堵塞问题，此时相关于增加低压缸管网背压，导致低压缸在防喘振阀门开启状态下出口压力已超设计值；同时由于高压缸内发生堵塞问题，导致高压缸出口压力不达标。

 

本机组介质气为焦炉气，提供给压缩机的气源不纯净，其中焦油、粉尘等附着在叶轮及隔板流道内，不断积累#终造成流道堵塞，导致机组性能降低，今后负荷投产过程中确保提供给压缩机的气源纯净。