《一起透平膨胀机设备故障的排除.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《一起透平膨胀机设备故障的排除.pdf（2页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、收稿日期: 2009?12 ?15 作者简介: 章小兵, 男, 1975 年生, 空分技师, 现为新余钢铁有限责任公司气体厂运行工长。 一起透平膨胀机设备故障的排除 章小兵 (新余钢铁有限责任公司气体厂, 江西省新余市团结西路? 338001) ? ? 摘要: 新钢气体厂 24000 m3/ h 空分设备配套的 1 台透平膨胀机,在正常运行过程中突然发 生叶轮、主轴、轴承和密封器等设备损坏故障,分析了故障原因, 并阐述了处理措施。 关键词: 空分设备;透平膨胀机;叶轮; 联锁;密封器跑合 中图分类号: TB65? ? 文献标识码: B Elimination of trouble of tur
2、bine expander Zhang Xiaobing (Xinyu Iron Turbine expander; impeller; Interlocking; Running?in of sealer ? ? 新余钢铁有限责任公司 ( 以下简称: 新钢) 气 体厂 24000 m3/ h 空分设备于 2005 年 5 月投产。空 分设备配有 2台透平膨胀机,一用一备。2009 年 8 月 26 日,运行中的 1 # 膨胀机发生了严重的设备损 坏故障,给新钢气体厂带来了一定的经济损失。 1? 故障经过 2009 年 8 月26日 08: 18,24000m3/ h 空分设 备正常运行中的
3、1 # 膨胀机,突然发出刺耳的尖叫 声, 同时 DCS 控制系统上显示膨胀机内轴承温度 高报警 ( 达到满量程 100 ? ) ,但膨胀机未联锁停 运。操作工立即到现场紧急停运 1 # 膨胀机,并启 动 2 # 备用膨胀机, 对 1 # 膨胀机进行加温。 2? 原因分析 在膨胀机加温期间,初步分析了故障原因:由 于故障发生时伴随有尖叫声,可以断定内轴承温度 超高真实存在,不是假信号, 轴承可能已经损坏。 而造成膨胀机内轴承温度超高的原因主要有以下几 种可能: ( 1) 由于轴承的间隙不当或转子振动过大产生 摩擦热过多引起轴承温度超高。但这一般都发生在 设备新安装或检修之后。 ( 2) 润滑油不
4、足或油温过高, 来不及将热量带 走。查看了故障前的油温及油压, 发现均在正常范 围内,因而也可以排除这个原因。 ( 3) 油系统不清洁, 在油过滤器滤网损坏的情 况下,大颗粒固体杂质进入膨胀机并损坏轴承, 致 使轴温升高。后对油过滤器进行了抽芯检查,发现 滤网正常无损坏,滤网内很干净, 说明油质清洁。 ( 4) 轴承磨损或过载。如果是这个原因引起 的, 那么温度、声音变化应该是一个渐变的过程。 从 DCS 控制系统上历史趋势可以看出,在故障发 生之前膨胀机转速处在正常的工作范围内, 平稳运 行, 没有过载运行; 轴承温度是在故障发生时由平 10 稳的 46 ? 瞬间直线上升到 100 ? 以上
5、的高温;异 常尖叫声也是爆发性的。因此基本可以排除这个原 因。 ( 5) 旋转部件由于某种因素引起不平衡旋转。 这只有将膨胀机拆卸解体才能做出判断。 将加温好的膨胀机拆卸解体后发现: 膨胀机内 锻铝结构的闭式叶轮轮背已缺少 1 片, 3 块叶片也 磨损了 1 节, 轴承、主轴均受到高温损伤,密封器 损坏, 必须全部更换。根据故障的突发性,可以断 定这次故障是由于膨胀机内高速旋转的叶轮轮背突 然局部断裂,从而引起摩擦, 使旋转出现不平衡, 摩擦发出刺耳的尖叫声,导致轴承温度迅速上升, 轴承损坏。 叶轮轮背为何会断裂? 如果是由于操作不当使 膨胀机带液、膨胀机发生喘振或空气中有固体颗粒 进入膨胀机
6、, 那么应该是叶轮叶片先损坏,不应该 是叶轮轮背, 况且类似的误操作也从未发生过。所 以认为原因很可能是, 由于叶轮的轮盖与叶片钎接 焊缝出现裂纹,转子不平衡旋转引发振动,导致轮 盖与轮盖密封刮擦。 3? 处理措施 轴承温度过高而膨胀机没有联锁停运的原因 是: 在 DCS 控制系统组态中设置了一个防假信号 的判断点, 即当参数变化呈直线变化且突然达满量 程时, 判断为测点断线产生假信号, 不做联锁停机 处理。当时如果能及时产生联锁,故障造成的后果 可能会小一些。通过此次故障, 对 DCS 控制系统 组态做了更改,取消了假信号判断条件, 以防止发 生类似故障时未及时停机造成更严重的后果。 200
7、9 年 9 月 3 日,组织技术、检修安装人员 将损坏的叶轮、主轴、轴承、密封器全部进行了更 换。当日 13: 50 膨胀机安装好后,进行密封器跑 合 ( 膨胀机流程如图 1 所示) 。跑合方法:通密封 气, 启动油泵,全开膨胀机紧急切断阀,导叶开 35%,全开出口阀 V42, 增压端进、出口管膨胀节 脱开,进、出口阀处于关闭状态;增压端对大气 吸、排气;膨胀端依靠进口阀 V41 来控制转速, 利用 2 # 膨胀机增压后气体经膨胀再进入上塔。 跑合时按工作转速的 20%、 35% 、 60% 、 80%、 100%分档进行提速, 每档运行 10 分钟后停 10 分 钟, 以使运转时发热的石墨密
8、封冷却。跑合过程中 应关注轴承温度的变化情况, 密封器跑合过程中参 数变化见表 1。15:30 跑合结束,连接好增压端 进、出口管膨胀节,1 # 膨胀机加温好后与 2 # 膨胀 机切换投运。1 # 膨胀机运行至今情况良好。 图 1? 透平膨胀机流程简图 表 1? 密封器跑合过程的参数 序号转速/ ( r/ min)轴承温度 ( 内/ 外) / ?时间/ min 第一档450031?9/ 34?710 第二档750034?8/ 34?710 第三档1200039?3/ 39?010 第四档1600043?2/ 43?210 第五档2000047?5/ 48?610 4? 结束语 空分设备在长期的生产运行过程中,由于操作 维护不当、金属损耗、超运转周期、超负荷运行等 原因,总会发生一些故障。一般情况下,设备运行 参数变化都是一个渐变的过程,只要平时加强巡 查, 精心维护, 及时发现并处理隐患, 就能够避免 产生大的设备事故。但由于部件材质、制造等缺陷 引发的突发故障不可控, 只有通过选择质量好的设 备和严把安装质量关来尽量避免故障发生。? 11