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    壓縮機網(wǎng) >雜志精華>正文

    氧氣透平壓縮機低壓缸軸振問(wèn)題分析

      【壓縮機網(wǎng)】2010年,河南豫光金鉛股份有限公司制氧廠(chǎng)建成投產(chǎn)一套KDONAr-10000/3600/320型空分裝置,采用分子篩吸附凈化、增壓透平膨脹機制冷、無(wú)氫制氬、氧氮外壓縮流程,由開(kāi)封東京空分集團公司設計成套供貨。其中氧壓機采用杭州某透平公司生產(chǎn)的氧氣透平壓縮機(以下簡(jiǎn)稱(chēng)氧透),產(chǎn)品代號T1YS52B,將空分裝置生產(chǎn)的10000Nm3/h低壓氧氣壓縮后送入廠(chǎng)區氧氣管網(wǎng)。

      一、機組簡(jiǎn)介

      該氧透機組是高低壓雙缸、八級壓縮、五級冷卻、水平剖分離心式。采用額定功率2000kW、額定電流137A的異步電機驅動(dòng),經(jīng)齒輪增速機增速到16759r/min帶動(dòng)壓縮機同步運轉。機器參數如下表:

    01.JPG

      氧透主機在大廠(chǎng)房二樓,從北向南依次布置著(zhù)主電機、增速機、低壓缸、高壓缸,排成一列,它們之間采用膜(疊)片聯(lián)軸器。低壓缸端軸振測點(diǎn)分別是XIAS3401、XIAS3402(以下分別簡(jiǎn)稱(chēng)1點(diǎn)、2點(diǎn)軸振)位于北端軸承上;XIAS3403、XIAS3404(以下分別簡(jiǎn)稱(chēng)3點(diǎn)、4點(diǎn)軸振)位于南端軸承上,XIAS3405、XIAS3406(以下分別簡(jiǎn)稱(chēng)5點(diǎn)、6點(diǎn)軸振)位于高壓缸北端軸承上,XIAS3407、XIAS3408(以下分別簡(jiǎn)稱(chēng)7點(diǎn)、8點(diǎn)軸振)位于南端軸承上。

      2019年4月份,在連續運行兩年半時(shí)間后,進(jìn)行停機維保:拆檢各軸承,其中高壓缸的高壓側徑向軸承瓦塊有輕微磨損跡象,予以更換五塊新瓦塊,斷開(kāi)各聯(lián)軸器進(jìn)行復測,對中情況并未調整。開(kāi)機運行后八個(gè)軸振測點(diǎn)平穩。但運行到6月份,低壓缸軸振測點(diǎn)開(kāi)始出現異常波動(dòng)現象:1、2點(diǎn)軸振同時(shí)升高,同一時(shí)間3、4點(diǎn)同時(shí)下降,低壓缸兩個(gè)軸承的軸振測點(diǎn)同時(shí)相反趨勢變化,波動(dòng)幅度最大有5um,有時(shí)伴隨著(zhù)高壓缸的5、6、7、8點(diǎn)會(huì )在同一時(shí)間波動(dòng),幅值變化1um。軸振并不是一直波動(dòng),而是八個(gè)測點(diǎn)有時(shí)平穩有時(shí)波動(dòng),每次波動(dòng)間隔時(shí)間不固定,毫無(wú)規律,波動(dòng)時(shí)低壓缸、高壓缸軸位移始終穩定。每個(gè)軸承上的兩個(gè)測點(diǎn)是相同趨勢變化。如圖1中趨勢圖所示,在15:06:17時(shí)3、4點(diǎn)軸振降到最低時(shí),然后開(kāi)始上升,15:09:53達到最高。波動(dòng)幅值如下:

    02.JPG

      XIAS3405:天藍色、XIAS3406淺藍色、XIAS3407黃色,這三個(gè)點(diǎn)基本是平穩,分別是2.0、2.9、7.0um;

      XIAS3408:此時(shí)因其它原因其軸振變送器拆下未安裝。

      針對氧透軸振波動(dòng)情況,進(jìn)行采取一系列措施。

    03.JPG

      二、處理經(jīng)過(guò)

      1.首先懷疑儀表干擾問(wèn)題。軸振測量采用派利斯產(chǎn)品,檢查到軸振變送器TM301信號電纜是三芯紅綠黃電纜,在DCS機柜處,綠線(xiàn)接到了UPS供電的220V空開(kāi)上,為現場(chǎng)柜內TM900電源模塊供電。該現場(chǎng)柜內的1、2點(diǎn)軸振變送器電纜的綠線(xiàn)作為了220V的L、N線(xiàn),屬于安裝施工不規范。于是另接電源電纜到現場(chǎng)柜內,電源與信號線(xiàn)不得共用一根電纜,但處理后軸振仍波動(dòng);于是再將1、2點(diǎn)在軸振變送器處對調延長(cháng)電纜,3、4對調,6、8對調,但是波動(dòng)仍舊出現。隨后在現場(chǎng)TM900電源的負極處增加接地,以上措施均未見(jiàn)改善軸振波動(dòng)情況,所以排除了儀表測量問(wèn)題;

      2.化驗潤滑油,其粘度、閃點(diǎn)等參數合格;

      3.因運行中一二級冷卻器氧氣側壓力分別是0.11MPa、0.27MPa,而循環(huán)水壓力0.30MPa,若冷卻器串漏,水分會(huì )進(jìn)入氣側,被帶入沖擊到葉輪上,造成波動(dòng)。于是用露點(diǎn)儀在線(xiàn)檢測送氣管道樣氣,顯示-85℃,因此排除冷卻器串漏問(wèn)題;

      4.于2019年9月7日將另一套空分裝置三臺活塞氧壓機開(kāi)啟,通過(guò)中低壓并網(wǎng)管道送氣,從而停下該氧透機組。拆開(kāi)各聯(lián)軸器護罩檢查聯(lián)軸器完好;拆各軸承檢查,未見(jiàn)瓦塊損壞,但部分瓦塊上有積炭,予以清除;高壓缸低壓側軸承中分面軸承蓋上有斑點(diǎn),怕受力不均勻,用銼刀予以修復;各軸振測點(diǎn)重新復測安裝間隙電壓。開(kāi)機后軸振很平穩,但運行六天后,又恢復以往的波動(dòng)情況;

      5.2020年1月2日利用系統停機更換空壓機勵磁柜機會(huì ),氧透進(jìn)行檢查高、低壓缸聯(lián)軸器兩側的徑向軸承,未發(fā)現異常,開(kāi)機后平穩,運行六天,即8日開(kāi)始出現波動(dòng),依然是1、2點(diǎn)同時(shí)下降,3、4點(diǎn)同時(shí)上升,5點(diǎn)上升,其他測點(diǎn)穩定。

      6.在2020年6月8日邀請診斷公司來(lái)現場(chǎng),采用美國羅克偉爾自動(dòng)化-恩泰克公司機械設備預測維修系統,進(jìn)行振動(dòng)狀態(tài)監測和故障診斷,其結論:

     ?。?)增速機振動(dòng)合格;

     ?。?)電機轉子、高低壓缸轉子、增速機轉子動(dòng)平衡正常;

     ?。?)高低壓缸之間聯(lián)軸器對中較差;

     ?。?)機組不存在機械松動(dòng)故障跡象;

     ?。?)增速機齒輪嚙合狀態(tài)正常;

     ?。?)電機自由端定子氣隙不均勻;

     ?。?)機組滑動(dòng)軸承油膜穩定,沒(méi)有磨損跡象。

      給出維修建議:進(jìn)出口管膨脹節緊固狀態(tài)異常導致軸振波動(dòng)異常。因各測點(diǎn)波動(dòng),但幅值仍在指標范圍內,如果處理對中,檢修時(shí)間不允許,故繼續監控運行。

      7.在2020年8月24日,從13:50開(kāi)始,1、2、3、4點(diǎn)軸振仍舊波動(dòng),本來(lái)相對平穩的5、6點(diǎn)出現突升后開(kāi)始波動(dòng),見(jiàn)圖2中趨勢圖最上邊的天藍色和淡藍色兩條線(xiàn)。首先通過(guò)對調延長(cháng)電纜排除了測量問(wèn)題,判斷屬于真實(shí)波動(dòng)。于是在19:00臨時(shí)停機,檢查5、6點(diǎn)所在的軸承,即高壓缸低壓側軸承,其瓦塊上有積碳,用金相砂紙打磨。檢查管道上所有膨脹節,其中一級排氣膨脹節掉出的一根限位螺桿予以恢復裝上;將高壓缸西側2個(gè)、南側1個(gè)調整對中用頂絲松開(kāi),因運行中頂絲緊緊貼住缸體,會(huì )影響到缸體的熱膨脹,作為調整對中用螺桿頂絲應該是自由狀態(tài)。處理完上述三項后,啟動(dòng)氧透,開(kāi)機后各測點(diǎn)很平穩,但在29日凌晨1、2、3、4點(diǎn)又開(kāi)始波動(dòng),依舊只是平穩五六天時(shí)間。即每次停機拆檢軸承后開(kāi)機各點(diǎn)軸振都能平穩不到一周時(shí)間就依然波動(dòng)。

      2019年8月11日因電網(wǎng)原因機組跳閘,開(kāi)機后軸振平穩,但數天后再次開(kāi)始出現以往波動(dòng)狀況。

      2019年12月20日和2020年8月22日因電網(wǎng)原因出現兩次跳車(chē),啟動(dòng)后低壓缸測點(diǎn)隨即開(kāi)始波動(dòng)。

      三、臨時(shí)應對措施

      由于多次停機處理無(wú)法解決低壓缸軸振波動(dòng)根本問(wèn)題,雖然波動(dòng)但均未超過(guò)報警值(33.6um),于是仍運行使用,待有足夠的停機時(shí)間才能處理。這期間采取應對措施如下:

      1.加強培訓。掌握氧透故障停機時(shí)應急處置措施,即通過(guò)中低壓并網(wǎng)開(kāi)啟在停另一套空分的備用活塞機,平時(shí)每周開(kāi)啟油潤滑、盤(pán)車(chē)、充氮維保來(lái)保證這些備用活塞機完好備用,做到能隨時(shí)啟用。一旦氧透停機時(shí),氧氣能及時(shí)恢復供應;

      2.在氧透每次臨時(shí)停機時(shí),均進(jìn)行聯(lián)鎖停機試驗和氣動(dòng)調試,尤其氧氣進(jìn)口閥V3301、中壓旁通閥V3302、送氣閥V3306、緊急噴氮閥V3315、V3316這些帶有雙電磁閥的全開(kāi)全關(guān)型氣動(dòng)閥。試驗時(shí)現場(chǎng)確定每只電磁閥都能聯(lián)鎖放氣,保證一旦故障停機時(shí)聯(lián)鎖動(dòng)作安全可靠性。

      3.作為重點(diǎn)關(guān)注設備,每小時(shí)操作工巡檢和專(zhuān)業(yè)組點(diǎn)檢結合,有任何不同于過(guò)去的波動(dòng)異?,F象及時(shí)上報。

      四、問(wèn)題徹底解決

      2020年10月,該套10000空分裝置扒砂大修,氧透有足夠的時(shí)間進(jìn)行拆檢,邀請專(zhuān)業(yè)維修單位入廠(chǎng)檢修氧透。拆檢各軸瓦,其中增速機高速軸止推軸承有劃痕,予以刮刀修復;低壓缸南側軸瓦2塊下瓦巴氏合金有短小裂紋,予以更換新瓦塊;電機與增速機之間的疊片聯(lián)軸器上裂紋的絕緣襯套全部更換;拆開(kāi)各聯(lián)軸器進(jìn)行復測,并進(jìn)行調整對中:低壓缸南北兩側分別增加5絲、10絲紫銅皮,電機后軸承座下增加20絲紫銅皮,最終對中結果如下:

     ?。▎挝籱m)

      電機與增速機:東張口0.025電機偏西0.02;下張口0.015電機高0.01

      增速機與低壓缸:西張口0.01低壓缸偏西0.005;下張口0.015低壓缸高0.01

      低壓缸與高壓缸:東張口0.015高壓缸偏東0.005;下張口0.02高壓缸高0.03

      吊開(kāi)高、低壓缸頂蓋,檢查轉子和蝸殼流道、各密封,檢查導葉動(dòng)作情況。按設備使用說(shuō)明書(shū)中的技術(shù)要求進(jìn)行復測各安裝間隙裝配主機。同步拆檢一樓防火墻內4只氣體過(guò)濾器、檢查各進(jìn)排氣管道上膨脹節,將排氣溫度和蝸殼溫度原普通儀表屏蔽電纜更換為E型熱電偶補償導線(xiàn),消除熱電偶測量誤差。

      大修結束,氧透開(kāi)機后,各軸振測點(diǎn)平穩,分別是6.6、16.7、17.0、12.2、2.7、2.8、8.5、10.2um,截止目前已連續運行三個(gè)月均正常。

      五、結束語(yǔ)

      氧透機組作為空分裝置的關(guān)鍵重點(diǎn)設備,結構復雜,自動(dòng)化程度高,操作簡(jiǎn)單、方便。平時(shí)務(wù)必加強巡檢,每月做好備用油和排煙風(fēng)機啟停聯(lián)鎖維保試驗,確保輔助備用動(dòng)設備完好;主機停機期間做好各項維保工作,由于其在安全性和可靠性的特殊要求及機組的精密性,主機的大修工作必須引起足夠的重視,需邀請廠(chǎng)家專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員現場(chǎng)指導或直接委托專(zhuān)業(yè)維修單位按照說(shuō)明書(shū)要求進(jìn)行;作為用戶(hù),應該自始至終參與,逐項把關(guān)驗收。


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