DCC装置联合主风机组安装工艺及调试

崔正堂

(中海油东方石化项目组)

DCC装置联合主风机组安装工艺及调试

崔正堂*

(中海油东方石化项目组)

结合中海油DCC装置联合主风机组的安装实例，全面系统地分析了联合主风机组在安装过程中的问题处理及各部位数据测量与控制、调试过程中的控制要点和试运过程中的注意事项。

轴流压缩机 烟气轮机 安装 调试

在大型石油化工装置建设过程中，经常遇到装置核心机组的安装管理工作，由于石油化工装置运行的连续性，且此类关键机组设备基本均为单一无备机运行，一旦出现故障损失极为巨大。联合主风机组是年产120万t DCC装置中最关键的转动设备，本联合机组主要是向装置再生器供风，烟气轮机回收再生烟气能量，根据主风机和烟气轮机的配置及电网情况，利用备用主风机组开工后装置烟气进入烟气轮机启动机组达到一定转速然后投入电动发电机使整个机组达到额定转速，异步电动机/发电机操作过程中根据机组功率平衡情况可以充当电动机或发电机。本联合机组的正常运行直接关系到装置的开工和系统能量平衡，所以联合机组安装及调试至关重要。

1 机组简介

1.1机组形式

海油DCC项目联合主风机组(B101)由全静叶可调轴流式压缩机组(AV63-10)、烟气轮机(YL-10000L)、齿轮箱(TA630-SFC)和电动/发电机组(YCHS1000-4WTH)组成。轴流压缩采用水平剖分结构，下机壳分四点将压缩机支撑在底座上，主要由机壳、静叶承缸、调节缸、转子、进口圈、扩压器、轴承箱、密封套、轴承、平衡管道及电动执行机构等组成。压缩机轴端密封采用拉别令密封，径向轴承为椭圆瓦轴承，止推轴承为KINGSBURY型。烟气轮机为轴向进气、垂直向上排气、单级悬臂式转子结构。主要由轮盘、动叶片、转子、进气锥、机壳、静叶、轴承箱和轴承、机座、轴封系统和轮盘蒸汽冷却系统、监测系统组成。整个机壳共用4个支耳支撑在底座上，进口端两支耳和底座的支撑面之间设置横向导向键，排气端两支耳与底座支撑面之间设置纵向导向键保证中心不变。

本机组中轴流压缩机和齿轮箱为独立公用底座，烟气轮机和电动发电机分别采用各自独立钢制底座，且轴流压缩机组和烟气轮机为散件到货现场组装，主风机组安装在厂房二层基础上，配套的润滑油站安装于厂房一层。

1.2联合主风机组技术参数

主风压缩机介质为空气，转速5 262r/min，总重量/最大安装件重量为51 500/17 000kg，其他主要技术参数见表1。

表1 主风压缩机性能参数

烟气轮机性能参数为：

介质 催化再生烟气

平均分子量 29.08

入口温度 670℃

入口流量 3063Nm3/min

进口压力 230kPa

出口压力 106kPa

膨胀比 2.17

轴功率 10 180kW

转速/跳闸转速 5 262/5 630r/min

总重量/最大安装件重量 18 500/7 500kg

2 混凝土基础验收与处理

基础上应明显标出标高基准线、纵横中心线和预留孔中心线。安装前按照设计有关土建基础施工图及联合主风机组产品技术资料，对基础标高、坐标位置、外形尺寸以及预留螺栓孔中心线和垂直度进行复测检查。其偏差应符合GB50231-2009中表2.0.3规定。对基础进行外观检查，不应有明显裂纹、蜂窝、空洞及露筋等质量缺陷。

基础验收合格后，清除基础表面浮浆层、油质和污迹，对表面凿麻处理，预留螺栓孔必须清理干净不得留有影响一次灌浆的杂物。

3 联合主风机组安装

3.1安装方案

联合主风机组安装前必须严格执行编制审批程序组织编写安装施工方案，方案应由项目技术负责人进行编制，并经施工单位安全、质量、进度、工程技术部门进行审核，由总工程师予以批准之后报送项目监理单位、业主单位进行审核备案予以执行。方案应重点明确安装总体工序、各工序质量控制要求和保证质量的施工措施。

3.2吊装就位

设备安装前将临时垫铁的毛边毛刺打磨掉，清理表面油污等杂物，并检查垫铁间接触情况。根据设备重力特点，在基础相应位置放置临时垫铁，但不能妨碍正式垫铁的安装，高度为安装标高±5mm。设备吊装就位必须由专业起重人员操作，钢丝绳捆绑在设备指定吊点。由于设备体积和重量都较大，使用250t履带式吊车将设备和各安装部件从厂房顶部逐一吊入厂房内安装就位或放置在检修平台上。设备就位尽量与基础的纵横向中心线对齐，以免找正时调整范围太大。

3.3主风机组中轴流压缩机安装

3.3.1底座和下机壳的安装

清理底座和地脚螺栓，螺纹处涂二硫化钼润滑脂。拧入调校顶丝并使之外伸长约60mm，将底座就位并穿入地脚螺栓。找正底座与机组中心线的相对位置，调整底座的标高及水平，并使每个顶丝均匀调紧，然后拧紧地脚螺栓。清理机壳支撑座表面并涂二硫化钼润滑脂。将下机壳水平吊起轻轻置于底座上，调整4处导向槽直至导向键可轻松推入。通过底座顶丝调整下机壳中分面的水平度，纵向为0.04mm/m，横向0.06mm/m，且保证四支撑面均能全面接触。用3m平尺及塞尺检测中分面的挠度，如果挠度大于0.1mm，允许将机壳中部稍稍顶起消除挠度。

3.3.2前后轴承的预安装及检测

彻底清理机壳、轴承箱和供油孔的杂物并确认没有堵塞现象，在下机壳内预安装入支撑和推力轴承。检查支撑轴承瓦背与轴承箱孔的接触面积。轴瓦在水平方向上应稍有紧力，垂直方向上与压盖间有0.02～0.05mm的过盈量。在支撑及推力瓦合金表面薄薄涂抹一层红丹粉，预安装入转子并扣合轴承压盖及机箱盖。盘动转子1～2圈，检查转子与支撑、推力轴承的接触。在检查推力轴承接触的同时，转子轴向打表检测推力轴承的轴向总间隙；支撑轴承的水平侧间隙用塞尺进行测量，垂直顶间隙的测量采用压铅丝或提轴法。提轴时，紧固轴承体上半部并取走挡油环，安装两个磁力表架，使其分别位于紧靠轴承位置的轴颈上和轴承顶部调整块上。借助转子起轴托架提起转子，直到轴承从轴承座上刚刚提起一点为止。在提轴过程中百分表量值的变化便是轴承的顶间隙值，一般重复三次取其平均值。

3.3.3下半调节缸、下半静叶承缸预组装

首先装上专用工具将下半静叶承缸翻转180°扣在平台上，拆下下半调节缸上的导向环并组装在静叶承缸上，再将下半调节缸翻转180°扣装在下半静叶承缸上，装上并紧固导向环的连接螺栓，并将导向环的连接螺栓穿入不锈钢丝以防松动，组装时应注意各导向环以及与之连接的螺栓不能弄乱。清理干净下机壳并用面团沾净机壳内腔。按吊装点在预组装好的下半静叶承缸和调节缸组合件上装好吊装工具，将其翻转180°水平吊起。在承缸排气端外端处的凹槽内放入密封圈。然后将组装件轻轻放置在机壳内，下半机壳调节缸各支撑处的垫片数量及放置部位不能弄乱。所有滑动面及配合面涂二硫化钼。确保下半定子所有螺栓螺母紧固。

3.3.4静叶角度的测量及电动执行器位置复测

在承缸中分面按放平尺，然后使用万能角度尺进行测量，测量时应靠紧静叶根并垂直于静叶中心线，分别测出各级静叶处于最小开度、中间开度和最大开度时的静叶角度。经复测相关数据见表2。

表2 静叶角度测量值一览表

按制造厂出厂合格证明书要求，当第一级静叶角分别处于最小角、中间角、最大角时检查电动执行器的设定值(电动执行器在第一级静叶角处于最小角和最大角的角度设定值应不大于叶片实际转动需要值，以免损坏叶片)及指针对应标尺位置。

3.3.5转子预安装和叶顶间隙及密封油封间隙的检测

在下轴瓦表面滴入洁净透平油，水平吊入转子并使转子主推力面与推力轴承贴合，然后测量转子相对定子间的轴向位置尺寸(如：转子轮毂端面与密封套端面的距离、静叶开至最大时动静叶间的轴向距离以及拉别令密封片在密封槽内轴向距离)。对动静叶叶顶间隙和密封间隙应测量垂直和水平方向共4个部位。水平方向用塞尺检查，垂直方向用压铅丝法测量。铅丝粗细的选择：对于动叶和静叶，铅丝直径应比公称间隙大0.5mm的铅丝，而对于密封间隙可使用直径为0.5mm的铅丝。在每级动静叶叶栅垂直方向的3个叶顶上用电工胶布粘贴好铅丝，在密封垂直位置处也敷设好铅丝。静叶角度开至最大，然后水平吊入转子。用塞尺逐级逐片测量动静叶及密封的侧间隙。使用导杆，扣合上半静叶承缸并通过螺栓把紧，用塞尺检查承缸两端的动静叶间隙，然后吊走上承缸，吊出转子，逐级逐片测量所压铅丝厚度，并根据测量值对动静叶叶顶和密封片进行修正。利用导杆限位预扣合压缩机大盖，插入销钉，预安装中分面螺栓，用塞尺检查上下中分面贴合情况。

3.3.6正式安装

经预安装及检测各部分间隙合格后，即可进行压缩机的正式安装。安装时彻底清理机壳、轴承箱和供油孔的脏物并确认没有堵塞现象。放入轴承，在下半轴承内滴入干净润滑油并放入转子，为防止灰尘，临时预安装好上半轴承及轴承箱盖。在静叶承缸中分面涂上一层耐温300°密封胶扣上上半静叶承缸并紧固螺栓，然后用不锈钢钢丝锁紧螺栓。机壳中分面涂上耐温250°密封胶，利用导杆限位扣合上机壳，插入销钉，拧紧中分面螺栓，扣合机壳后，转子盘车应无碰擦现象。在机组最终找正结束后应拧紧螺栓并保证侧面总间隙为0.05mm。

3.4烟气轮机的安装

3.4.1清洗和检查

烟气轮机现场安装时，必须进行清洗、检查并做详细记录。对进气锥、烟机过渡环、排气机壳、轴承箱体、轴承箱盖以及气封体等进行外观检查，应无裂纹、夹渣、重皮焊瘤、气孔等损伤和缺陷，各结合面、法兰加工面应光洁无锈蚀和污垢。内部应彻底清理，无任何附着物。油孔油道和各进排气管道必须清洗干净畅通无阻。

轴承的清洗和预组装检查：检查轴承座上供油孔和箱体上油孔是否吻合和畅通。检查轴瓦巴斯合金表面及瓦背的贴合情况，轴瓦表面应无损伤。用着色法检查瓦块接触情况，径向瓦应在弧形中部三分之一弧长部分接触，接触面积要求大于75%。用压铅法检查径向轴承间隙，其值应符合图纸和技术文件规定。用千分表测量主要部位的振摆值，其各部圆跳动允差应符合图纸和技术文件要求。检查叶片耐磨涂层有无裂纹和剥落。

油封、蒸汽室和空气封的清洗和预装检查：密封片镶嵌应牢固、无裂纹、卷曲以及歪斜等缺陷，水平剖分面不应错口。密封体水平剖分面应平整，接触严密不错口，进排气通道应清洗干净。用塞尺检测密封面与轴的间隙，其值应符合图纸和技术文件的规定。

3.4.2烟气轮机正式安装

首先安装支撑轴承和下轴瓦，按厂家说明书安装好转子拆装工具，用桥吊配合将转子装在前行车上，调整好所需高度，缓缓把转子推入机壳内装上后行车，然后松开桥吊再缓慢地把转子推至安装位置，通过拆装工具的摇柄将转子放在轴承上，然后撤去拆装工具。转子安装后检查转子对于排气机壳定位圆的圆跳动。导流组件安装时应将过渡环定位，并固定在机壳上，测量动叶叶顶间隙。进气机壳组装时内部应清洁无异物，并保持冷却蒸汽管路畅通。安装中各密封面应均匀涂抹一层能耐800°高温的密封胶。高温部分螺栓应涂上防咬合剂。设备安装就位后盘动转子应无卡涩和异常声响。主要部位安装间隙见表3。

表3 烟机主要复测数据 mm

3.5机组的找正

调整电机、增速箱、压缩机和烟气轮机的间距，使其符合随机资料尺寸。调整设备标高，使底座与基础间的距离达到安装图给定的尺寸。转动转子找正时，应对联轴器螺栓孔采取保护措施。对中前，首先按随机资料要求，用内径千分尺测量并调整好各联轴器的轴端间距(电机侧应考虑电机磁力中心线位置)，并在对中过程中不断复测轴端间距，其误差应符合设计和厂家文件要求。机组的同心度采用三表对中找正，由于机组布置形式属于多单机机组，选用三表法对中不仅可以获得较高的对中精度，又可以消除由于两轴轴向相对传动对找正精度造成的误差。对中时按设计和机组厂家技术文件给定的冷态对中曲线调整，宜先轴向后径向，先水平位置后垂直方向，应达到设计和设备厂家技术文件冷态对中的要求值。在精找正时，为避免两半联轴器本身误差影响找正精度，精找正时两转轴最好同步转动。

3.6机组灌浆、精找平与二次灌浆

按设计及施工规范要求对基础螺栓套管进行灌浆和灌砂，并对正式垫铁进行座浆，座浆所用高强微膨胀灌浆料强度必须符合设计要求。

待正式垫铁压浆高强微膨胀灌浆料强度达到设计强度的75%以上时，拆除临时垫铁，紧固正式垫铁并按要求力矩拧紧地脚螺栓，检查设备的水平度，应符合设备随机资料要求。利用主机底座的调整顶丝复核主机水平度，按要求拧紧地脚螺栓。按照机组给定的冷态对中曲线，再次复测机组同心度，并复测机组的轴端间距，当满足机组冷态对中要求时，将主机地脚螺栓及顶丝点焊固定，上述技术要求均应经过业主、监理工程师、设备厂家服务人员和施工技术员现场检查确认后方可进行二次灌浆。 围绕需二次灌浆处做临时模板，将临时模板内灌浆表面进行彻底清理，表面浇水湿润不小于6h。由于本联合机组尺寸特别大，灌浆时应采用机械搅拌方式，分六组人员将灌浆料从底座两侧灌入，以减少灌浆料凝固先后时间差，防止出现裂纹，二次灌浆必须一次完成并应加强养护。

3.7机组冷态精对中

机组冷态精对中在二次灌浆的强度达到设计值并在工艺管道安装前进行，根据对中的环境温度按随机资料冷态对中曲线进行调整，对中数据应符合冷态对中要求。精对中过程中应特别选择以齿轮箱为基准分别向电机侧和轴流压缩机侧进行精对中，然后再以压缩机为基准与烟气轮机进行精对中；在齿轮箱与电机侧进行对中时应考虑电机磁力中心线位置。

3.8附属设备安装

本联合机组附属设备主要为机组供油用润滑油站，安装润滑油站时应将设计设备布置图与管道布置图、厂家布置图认真比较落实差异，以保证设备方位安装正确、进回油管路布置合理。

3.9机组工艺配管

对于高速旋转的轴流风机来说，管道对中失准是导致附加应力的主因。

配管的具体要求有：

a. 主风机组工艺配管必须在精确找平、稳固后且做好电机、齿轮箱、轴流压缩机、烟气轮机的精确对中后进行，各工种应密切配合施工；

b. 配置安装进出口管线和阀门时应设计临时支撑，待管线安装稳固后，拆除临时支撑安装永久性管支撑，以免管线上管阀配件重量落在压缩机本体上；

c. 管道焊接时应使其固定焊口尽量远离设备，不应使其最后一道焊口落在靠近压缩机进出口法兰处，避免焊接应力的影响；

d. 在与设备本体法兰相紧固时不得采用强硬方法进行紧固，防止紧固时出现应力；

e. 烟气轮机配管前应消化设计图纸，分析热膨胀预留量及滑动支撑布置方位。

配管具体步骤为：

a. 用4只或更多的螺栓将管道法兰临时连接到压缩机进出口法兰上，使之相互保持平行度在0.2mm以内；

b. 对最后预留下的管段进行点焊，为防止管子摇摆从基础上临时将管头支撑好，支撑管道时切勿向压缩机上施加任何作用力；

c. 松开连接螺栓后，管道处于自由状态；

d. 对点焊接头部分进行最后的焊接，为减少焊接变形施焊时由两个焊工在两侧相对应的位置同时进行；

e. 在最后管段焊接完成后，调节弹簧支架提升管道，测量两法兰之间的平行度应在0.3mm范围内；

f. 松开连接螺栓、拆除临时支撑，使管道处于自由状态检查压缩机和管道法兰之间的间隙；调节管道支架弹簧，使管道法兰靠近压缩机接管口，确认法兰面相互平行且各螺栓空同心；

g. 架上百分表，在紧固螺栓时确保读数小于0.03mm;

h. 在完成所有工艺管道配管后，检查机组的对中误差必须在0.05mm范围内，否则必须继续调整管道应力。

3.10润滑油系统清理及油运

为了缩短油运时间保证项目整体试车进度，润滑油系统管线配置完成后，应将各现场配置管线以及油站本体管线逐一拆下逐一分段进行化学酸洗钝化工作，完成后用工厂净化风进行吹扫晾干后进行回装，应特别注意由于进回油管线尺寸较粗较长容易产生焊渣、沙粒堆积，尽量避免在线进行化学清洗；同时，对于油站本体上油箱、过滤器、换热器在油运前也应尽可能进行拆卸清洗并用面团沾净。

油运前应编制审批好油运方案，油运时应分阶段、滤网由粗到密先外部后入机身本体的顺序进行，直到肉眼观察200目滤网附着物以及油品化学分析满足标准规范要求方可判断油运合格。

4 机组试运

4.1电机单试

电机冷却水管道连接完毕，冷却水投用，电机接线调试、绝缘检查合格，温度探头接线调试完成、油运正常后，在厂家服务、监理单位、施工单位、业主四方共同见证参与下方可进行电机单试，由于电机功率达到9 000kW，启动时应密切关注电网波动。电机单试过程中应及时观察启动电流、运行电流、前后轴承温度、定子温度、转子温度、冷却水回水温度变化情况，如发现异常情况应立即停机进行分析处理。

4.2齿轮箱单试

在电机单试合格后，将电机与齿轮箱联轴器装配完成即可进行齿轮箱单试。单试应注意启动电机前先开盘车电机持续运转一段时间，在不停止盘车电机运转下启动主电机待主电机达到额定转速后方可关闭盘车电机。主电机电源关闭前需先开盘车电机运转。齿轮箱在单试过程中，运行15s后应及时检查油压不得低于0.1MPa，经数小时运转后油压降低需及时清洗过滤器，同时应注意观察轴承温度变化不应高于入口油温30℃或最高不应超过90℃，并观察振动变化情况。

4.3主风机单试

在上述电机、齿轮箱单试合格后，将齿轮箱与主风机之间联轴器装配完成，检查油路、气路、水路、自控连锁系统安全可靠后方可组织进行主风机单试工作，在单试前必须检查确认静叶角度关闭到最小启动角度(第一级为22°)、放空阀处于全开状态、止回阀处于全关状态，条件确认后方可启动电机，进行单试检查确认各部位温度、振动监测情况，同时检查电机及齿轮箱各项监测参数。

4.4机组整体联试

机组联试时必须注意先启动烟机待转速提高至额定转速的90%以上后方可启动电机直接将转速带至额定转速，同时应注意启动电机时不应使用软启动否则将会造成转速不同步致使联轴器齿轮箱等部件损坏。经过近4h机组联试各项监测数据见表4、5。

表4 机组联试各部位振动和位移监测数据

表5 机组联试各部位温度监测数据

5 结束语

本DCC装置关键设备联合主风机组自2013年5月份正式开始安装于9月份安装完成，由于装置系统两期安装进度原因致使机组整体联试工作于2014年1月份完成，2月份进行了机组负荷试运行工作，试车一次成功。经过业主、监理单位、施工单位和厂家服务人员的通力合作，各项质量点的严格控制符合国家规范既保证了试车一次成功，又保证了关键装置安装进度的顺利完成。

*崔正堂，男，1978年12月生，工程师。海南省东方市，572600。

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0254-6094(2015)01-0123-06

2014-06-12)