馬業(yè)華

[摘? ? 要]PTA裝置在石油化工工業(yè)中具有重要影響，對PTA裝置空壓機組振動的原因進行探究，也是進行石油化工工業(yè)的重要工作流程。進行這一工作需要利用波形頻譜圖和二維全息譜圖等各種數(shù)據(jù)分析進行詳細探究，才能得到明確的PTA裝置空壓機組振動原因，并且根據(jù)振動的情況進行解決措施的制定。從而讓其更好地為石油化工工業(yè)服務。

[關鍵詞]PTA裝置;空壓機組;振動;解決措施

[中圖分類號]TQ051.21 [文獻標志碼]A [文章編號]2095–6487（2021）07–0–02

Cause Analysis and Solution of Air Compressor Vibration in PTA Plant

Ma Ye-hua

[Abstract]PTA plant has an important influence in the petrochemical industry. It is an important work flow to explore the causes of vibration of air compressor unit in PTA plant. To do this work， we need to use the waveform spectrum and two-dimensional hologram spectrum and other data analysis to make a detailed inquiry， in order to get a clear reason for the vibration of PTA air compressor unit， and formulate solutions according to the vibration situation. So as to better serve the petrochemical industry.

[Keywords]PTA device; air compressor unit; vibration; solutions

PTA裝置壓縮機組是石油化工生產(chǎn)中的重要設備，機組是由空氣壓縮機、蒸汽透平、尾氣膨脹機、電動機和其他重要部件組成。其工作方式是通過多級壓縮，為氧化反應器提供必要的動力，回收高溫尾氣和自產(chǎn)蒸汽的能量滿足其運行的基本需求。在PTA裝置的運行過程中，空壓機組采取5 S特護管理，隨著開停車和連續(xù)運行，空壓機、膨脹機甚至透平的軸都會發(fā)生振動變大的情況，這就需要連續(xù)跟蹤診斷，對振動的原因進行全面分析。在診斷分析過程中，需要通過在線監(jiān)測系統(tǒng)對整個空壓機組進行實時監(jiān)測，對其運動的每個細節(jié)進行詳細的記錄。這樣才可能根據(jù)其運動狀態(tài)查找事故發(fā)生原因并制定周密的解決辦法，保證空壓機組的穩(wěn)定運行。

1 PTA裝置空壓機組的基本信息

某PTA裝置空壓機組為德國曼透平公司提供，分為四個核心組件：多級齒輪空氣壓縮機、凝汽式蒸汽透平、尾氣膨脹機、電動機/發(fā)電機。通過空氣壓縮機吸收機組功率使空氣壓縮，向氧化反應內部提供壓縮空氣;通過尾氣兩級膨脹沖動葉輪回收尾氣內熱能和壓力能，為機組提供動能;通過回收自產(chǎn)的0.35 MPa、0.2 MPa、0.02 MPa三股蒸汽能量沖動透平葉輪，為機組提供動能;多余的能量通過發(fā)電機向裝置輸出電能，以降低PTA裝置的總電耗。在使用過程中，空壓機組出現(xiàn)過膨脹機高壓側振動變大、空壓機一級軸振動高，以及多處氣封泄漏等故障，通過振動、溫度、頻譜等多方面分析找到故障原因，制定控制措施和檢修方案。透平與空壓機齒輪箱主軸連接，主電機連接空壓機和膨脹機，通過同步發(fā)電機的勵磁電流與蒸汽多功能控制器來維持機組轉速平穩(wěn)，整個機組布局緊湊，效率較高。機組監(jiān)測系統(tǒng)為機組振動提供有效的檢測點位，同時，工廠配備了機組在線狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，從而讓工作人員及時掌握空壓機組振動的原因和振動的部位。

2 PTA裝置空壓機組的檢修說明

對于PTA裝置空壓機組進行檢修是必不可少的環(huán)節(jié)，根據(jù)診斷分析結論制定檢修方案，針對拆裝情況進行檢修深度決策，從而為裝置的大修進度提供決策信息。除了檢查空壓機、膨脹機已發(fā)現(xiàn)的異常振動外，對壓縮機組的其他零部件也要求滿足主要的使用性能，例如蒸汽透平系統(tǒng)作為機組的主要動力來源，讓其能夠持續(xù)穩(wěn)定的運行是檢修需要考慮的重要因素。

3 PTA裝置空壓機組的振動原因

進行檢測分析，需要了解到產(chǎn)生振動的基本原因。①轉子不平衡運動產(chǎn)生的振動情況;②由軸系的不對稱產(chǎn)生的振動原因;③由滑動軸承與主要構件偏心引起的振動;④各種零部件的散動引起的振動;⑤各個零構件之間的摩擦接觸產(chǎn)生的原因;⑥由于滾動軸承的破損而產(chǎn)生的原因。

4 PTA裝置空壓機組振動的解決措施

4.1 編制檢修計劃

在進行任何工作之前，都應該對工作實際執(zhí)行方式中每個細節(jié)的重要處理技巧進行預先設計，這樣既保證工作順利完成，又能提升個人對工作整體的掌控程度。例如，負責檢修的工作人員需要在聯(lián)軸器的邊緣處分別標記全部的螺栓孔編號，對操作空間狹窄處應先做好衛(wèi)生，拆除管線以預留后序所需的操作空間，通過齒輪箱窗口檢測內部探頭、軸瓦、密封等情況，膨脹機保溫的拆裝需要做好標記，特殊工具提前做好準備。檢修工作人員需要根據(jù)檢修圖紙在齒輪相連的半聯(lián)軸邊緣、中間軸與圓軸相連部位以及汽輪轉子相連的半軸器進行孔洞預留。這些注意事項比較關鍵，這些部分進行妥善處理能夠大大提升工作效率和減小工作困難程度。

4.2 找尋物理鍵相

PTA裝置空壓機組需要通過各個按鍵進行協(xié)調工作，手動電盤車是進行查找鍵相的主要裝置。通過手動電盤車可以檢測出不同區(qū)域間的電壓值，并且通過電壓值的變化，確定出物理鍵相的精準位置。由此可以檢測出空壓機組的重要操作部位?？梢酝ㄟ^對部位進行標記，讓接下來的工序順利銜接。

4.3 機組動平衡分析

對施工現(xiàn)場進行詳細的數(shù)據(jù)整理，可以考慮使用軸系平衡問題進行PTA裝置空壓機組振動原因的分析。一般情況下，試重等于轉子的質量乘以初始的振動幅度，這兩項的乘積再除以十五倍的試重安裝半徑，之后乘上三千為分母的某一數(shù)值。通過這樣的計算方式，可以判斷出試加重量的結果和相對精準的數(shù)據(jù)。當了解了試加重量角度和試加重量大小，就可以根據(jù)平衡問題判斷出振動的相關數(shù)據(jù)及其可能的發(fā)生原因。

4.4 機組檢修

以空壓機組的膨脹機檢修為例，膨脹機由增速箱低速軸經(jīng)齒輪嚙合后將功率傳遞給兩根高速齒輪軸，兩根高速齒輪軸分別安裝在低速齒輪軸的兩側，而這兩根高速齒輪軸各有一個膨脹段，共有兩個膨脹段。其壓縮機型號為ER125-2（E：工藝氣體膨脹機，R：徑向流葉輪，125：最大徑向流葉輪直徑，2：階段數(shù)），結構如圖1所示。

機組檢修的拆卸、安裝過程：①蝸殼背板處架百分表測量在管道拆除后蝸殼的位移量;②鎖死拆除管道后受力有影響的彈簧支撐;③消除油、氣系統(tǒng)的管線、法蘭、閥門的泄漏缺陷;④檢查各處貓爪螺栓、頂絲螺桿與相對應基礎面的冷態(tài)膨脹間隙值;⑤擰松膨脹機出口變徑短節(jié)兩端的聯(lián)接螺栓，待固定好膨脹節(jié)后，取下全部螺栓。利用行車把變徑短節(jié)吊至空曠地帶;⑥測量冷態(tài)下膨脹機葉輪與蝸殼之間的間隙值;⑦測量膨脹節(jié)尺寸后，取下蝸殼入口與膨脹節(jié)的聯(lián)接螺栓;⑧取下膨脹機蝸殼與膨脹機背板的聯(lián)接螺栓;⑨配合行車緩慢、平穩(wěn)吊離蝸殼至空曠地帶，并平穩(wěn)放置好;⑩測量葉輪與背板的軸向間隙;松開螺栓并取下壓縮機葉輪螺母的螺母護罩;采用專用液壓工具，取下葉輪鎖母;緩慢取下膨脹機第一級葉輪;斷開氣缸與進口預調節(jié)導葉機構的聯(lián)接;松掉背板的兩處頂絲螺桿與貓爪螺栓后，取下背板的鎖緊螺母，配合行車作業(yè)，吊離背板至空曠地帶;推動齒輪軸，打表測量出止推間隙;更換新備件（碳環(huán)密封、導葉、定位銷等），葉輪檢查及導葉葉片修復，限位銷修復、軸承翻瓦清理等工作;清洗、打掃各個零部件，并檢查相鄰近管線、管道;回裝程序為拆卸程序的反向操作;回裝時，液壓工具裝上葉輪，測量得出葉輪與背板的軸向間隙。

4.5 機組整體試車分析

對機組整體試車分析，可以通過多次試驗得到結果，通過了解轉速與振動的關系，可以為后續(xù)轉子的平衡提供參考，現(xiàn)場條件不具備動平衡測試時，需要到專門的檢修廠房進行動平衡試驗。精準化的分析呈現(xiàn)于圖表的方式，工作人員應該以圖表將振動幅度、振動的數(shù)據(jù)、振動角度等進行詳細記錄，由此作出適當?shù)姆治?。這種動平衡是通過多次配重和角度定位，根據(jù)轉速與振動幅值的關系，摸索出工作狀態(tài)下的動平衡結果。檢修完成后，逐級測試整機性能：①啟動頂軸油，手動盤車，確定各軸振動和位移是否正常，確認無卡澀。②啟動自動盤車，在31轉速的盤車速度下運行4h，如果升速和穩(wěn)定運行過程中出現(xiàn)異常，結合現(xiàn)場診斷，決定是否停下重新檢查調整。③沖動透平到650r/min，轉暖機狀態(tài)下，分析升速對比振動、位移、溫度變化，對比之前正常運行中各參數(shù)狀態(tài)，確認正常后，這樣的初始速度能夠滿足基本的啟動需求。④開始升至全速：3021 r/min，升速過程中，空壓機組會快速通過共振轉速區(qū)間，膨脹節(jié)、空壓機的高速軸上會多次產(chǎn)生較大的振動，如果各電幅值和頻率與平時一致，則可順利升速，否則，有可能發(fā)生振動高連鎖，使機組啟動失敗。

5 結束語

綜上所述，通過對PTA裝置空壓機組及其軸承振動的綜合研究，可以知道在空壓機組產(chǎn)生振動時，調節(jié)動平衡裝置能夠有效地解決振動現(xiàn)象。進行分析之前必須了解PTA裝置空壓機組的基本運行原理，檢修的過程中必須安排技術過硬的工作人員進行操作。這樣才可能保證機械操作的完整性和工人施工的專業(yè)程度，最大程度地保證PTA裝置空壓機組的工作性能。

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