“四合一”空压机组安装技术

张弘扬 王书银 张二谦 刘志东

1.中国化学工程第十一建设有限公司 河南开封 475002 2. 新疆库尔勒中泰石化有限责任公司 新疆库尔勒市 841000

1 工程概述

新疆库尔勒中泰石化有限责任公司120 万t/ a PTA 项目的“四合一”空压机组主机部分是由德国MAN 公司生产，分别由汽轮机（凝气式）、工艺空气压缩机（离心式）、电动发电机和尾气膨胀机组成。汽轮机动力源采用装置0.35MPa/ 148℃副产蒸汽，尾气膨胀机动力源则是0.84MPa/ 195℃的氧化尾气（废气），尾气经过两级膨胀做功和汽轮机共同驱动压缩机。另外，膨胀机也可带动发电机向外输送电源，做到了能量的循环利用。过滤空气经过压缩机5 级增压至1.39MPa后，供氧化反应器使用。空压机组主要设备参数如表1所示，整体机组分布和施工工序流程详见图1 和图2。

2 施工要点

（1）弹簧隔振器的应用改变了部分传统的施工工序，施工中需在各个阶段对隔振器进行持续监测，以保证隔振器达到使用效果并不影响设备的安装精度。弹簧隔震器示意图及实物照片见图3。

表1 空压机组设备参数表

图1 整体机组分布示意图

图2 施工工序流程图

（2）设备安装机组就位前，要进行弹簧隔振器的定位检查与数据测量。

（3）机组部件的安装方式：机组主机部分、凝汽器、中间加热器均定位于压缩机厂房内二层框架之上，利用大型履带吊车在厂房完全封闭之前进行吊装；3 台中间冷却器位于厂房内地面基础之上，沿厂房轴线方向水平运输至基础。

（4）位于基础台板上的设备就位后，即可进行找正、粗对中等工作，并对弹簧隔振器进行数据复测。

（5）设备一次灌浆后，对凝汽器和3 台级间冷却器进行注水，使顶台板承重达到运行重量。

（6）弹簧隔振器释放、调整完成后，对汽轮机、压缩机、尾气膨胀机和发电机进行找正复查及精对中工作。

（7）机组轴系通过激光对中法进行对中监测，并预留轴系膨胀量。

（8）对管道支架进行精准安装；对机组附属管道进行安装、调整，施工时不得将多余载荷作用于机组上。管道无应力检查控制。

（9）机组灌浆控制：因为使用了隔振器，为保证设备、管道安装环节的精度要求，改变一般机组灌浆的工序。

以上工作全部达标后，即可通蒸汽、电源，进入试车环节。

图3 弹簧隔震器示意图及实物照片

3 弹簧隔振器的应用说明及施工要点

弹簧隔振器的应用，改变了传统桩基础的减振形式，机组的动载荷传导于顶台板，通过隔振器的作用使立柱只承受静载荷，从而可以有效防止基础与机器产生共振。当机器运行产生振动，因基础本身或机组重心不均匀分布导致基础发生不均匀沉降，甚至发生地震时，通过弹簧隔振器可快速、平滑地调整，从而保证机组的安全运行。

3.1 安装要点

（1）柱顶安装角钢框，角钢框焊接在柱侧预埋件上，既作为灌浆模板，又控制灌浆高度。角钢框上缘标高为设计找平层高度（即弹簧支座安装高度），灌浆料选用强度等级不低于60MPa 的无收缩灌浆料。灌浆前，柱顶凿毛并洒水湿润，但不能有积水。灌浆料顶标高误差±0.5mm，平整度0.5mm。如不平整，可用手提砂轮打磨平整。

（2）隔振器安装：在柱顶弹好隔振器定位中心墨线并打磨平整，标高误差0.5mm，平整度误差0.5mm；按厂家编号对应轴线位置安装就位隔振器，吊装时要保持平稳；隔振器标高可通过铺设隔震垫调整，并达到接触平稳；隔振器预埋件安装前下表面需经防腐处理并进行调平，平整度误差不大于0.5mm，还要通过底部隔震垫使钢板底面与隔振器顶面紧密贴合；安装后，四周用胶带密封其与模板间的缝隙，并用钉子与台板底模板固定牢固。

3.2 释放前条件

（1）弹簧隔振器随基础安装就位后，将临时限位拆除。为保证汽机组的轴系精度，在每个柱顶布置测量点（见图4），并使用千分尺测量并记录与台板之间的相对标高，以此为释放基准参照。

图4 柱头测量点布置

（2）凝汽器的热井焊接完成、机体找正完成后，对与凝汽器相连的管道进行安装，并在设备管程与热井中注水达到运行状态的重量。

（3）汽轮机、压缩机、电动发电机和膨胀机全部就位（其中汽轮机、压缩机完成安装检查及“扣盖”工作），并完成找正、一次灌浆工作后，机组各段轴系进行粗对中获得初始数据，作为弹簧隔振器调整的核查依据。之后，将各联轴器脱开，确保各机器间无硬性连接。

（4）为保证弹簧隔振器符合机组运行的精度要求，坐落于顶台板上的管道、支架、钢平台应尽量就位完成。对于暂不具备正式安装条件的部分，必须将重量附加至顶台板，总重量偏差不得大于5t。

（5）对台板基础与四周框架进行无刚性连接检查，及时清理任何阻碍基础台板自由平衡的约束物；将基础平台上的各类材料、构件等额外载荷全部清理干净；释放期间严禁在顶台板上装卸重物，避免影响测量数据的准确性。

3.3 释放、调整

（1）弹簧隔振器的释放与调整由液压调整系统完成，包括一个液压泵和两个液压千斤顶。因该机组存在两个平行的中轴线，达到运行重量时顶台板各个设备的重心是不均匀分布的，所以释放后每组弹簧产生的变量不同。

（2）释放精度调整是依靠液压调整系统，通过加、减隔振器顶部的调平钢板来实现。调平钢板的数量和厚度，取决于实际载荷，以及弹簧隔振器释放后各设备底座高度的变化量。将弹簧间距逐个恢复至初始状态，偏差控制在±0.25mm 内。隔振器调整实物图见图5。

图5 隔振器调整实物图

（3）在弹簧隔振器的释放调整过程中，以保证机组的轴系在设计范围内为原则，要对基准点标高、弹簧隔振器的高度进行反复测量。释放工作完成后，调整螺母时要松开至螺栓的最底部，隔振器恢复后即可对机组对中进行复查及精对中。隔振器结构示意图见图6。

图6 隔振器结构示意图

4 机组轴系对中及质量控制

（1）机组对中以弹簧隔振器释放工序为界线，粗对中在释放之前完成，精对中在隔振器调整完成后方可进行。

（2）机组轴系对中采用激光对中法，不仅简化了过程，而且相对于传统工具，利用激光特性消减测量误差使数据更加精准。轴系对中工序靠对汽轮机的盘车装置自压缩机→电机→膨胀机逐步进行，根据机器类型、振动、温度、壳体固定点、轴的数量和合力等因素，各机器都有不同的膨胀或偏移，所以冷态轴对中不是以零点为准。以压缩机为例，运行时两个齿轮轴水平方向会向两侧发生膨胀，因此机器对中过程中，水平的径向位移需向两侧预留偏移量，详见图7。

图7 压缩机转子运行热膨胀图示

（3）以汽轮机与压缩机的对中数据为例（见图8）。通常汽轮机因热膨胀作用，转子中心会稍高于压缩机。本套机组在压缩机安装时，压缩机对汽轮机端的转子有低斜度的要求，因此汽轮机转子略高于压缩机端。

图8 机组对中预留量

（4）机组轴系精对中完成后，即可进行二次灌浆工作，灌浆过程中在机体架设百分表进行监测。

5 管道施工及质量控制

管道施工作为机组施工的另一个重点，由以下几方面进行控制：

（1）安装时需先安装支、吊架（限位、活动支架，弹簧支、吊架），再安装管道，支架必须严格按照图纸进行定位，如需变更必须经过设计部门同意。

（2）弹簧支、吊架应事先与设计部门确认是否需要进行无应力调整还是可微应力调整，以免造成管道调整的重复工作。

（3）与机组连接的各管线法兰口与机组对应法兰应自然平行对中，严禁强行对中连接而对机组产生附加外力。

（4）管道无应力检查：法兰密封面间隙控制在5mm（垫片厚度的+1mm）；法兰平行度按照0.5/ 1000取值（当法兰大于1m 时取值0.5mm，当法兰小于1m时按照比例换算选取）；设备连接口处的螺栓必须保持能够无阻碍的自由穿入。

（5）管线与机组对应接口连接时，应使用力矩扳手分次、对称进行紧固，并架设百分表监视其对机组的影响，监测位移不应大于0.05mm。若产生变化超标，对管线采取措施处理后，要重新安装，直到符合要求。

6 结束语

新疆库尔勒中泰石化有限责任公司120 万t/ a PTA 项目的空压机组的安装方式不同于以往压缩机组的安装形式，在施工工序和施工要点中均有所变化，通过以上对本项目的总结，期望为今后类似项目的施工提供帮助和借鉴。