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        蠟油加氫C-1001 汽輪機(jī)振動(dòng)分析及解決措施

        2021-11-02 11:15:52王炎虎王愛(ài)彪
        設(shè)備管理與維修 2021年17期
        關(guān)鍵詞:梳齒油封軸心

        程 勇,蘭 洋,王炎虎,王愛(ài)彪,劉 新

        (中國(guó)石油天然氣集團(tuán)獨(dú)山子石化分公司,新疆克拉瑪依 833699)

        1 機(jī)組概況

        蠟油加氫裂化循環(huán)氫壓縮機(jī)組(圖1)C-1001 汽輪機(jī),生產(chǎn)廠家為杭州汽輪機(jī)廠,汽輪機(jī)型號(hào)NG25/20(背壓式汽輪機(jī)),額定功率1264 W;額定轉(zhuǎn)速10 800 r/min;排氣壓力1.0 MPa,徑向軸瓦為單向旋轉(zhuǎn)五油楔可傾瓦,推力軸承為單向旋轉(zhuǎn)金絲伯雷軸承。

        圖1 蠟油加氫裂化循環(huán)氫壓縮機(jī)組結(jié)構(gòu)

        2 故障現(xiàn)象

        該機(jī)組從2019 年4 月23 日23 時(shí)開(kāi)始發(fā)生階段性波動(dòng),最大振幅值高報(bào)52 μm,之后一直在20~48 μm 波動(dòng),5 月15 日突然達(dá)到106 μm,相關(guān)部門(mén)決定緊急停機(jī)。裝置循環(huán),對(duì)汽輪機(jī)進(jìn)行檢查,以排除故障,恢復(fù)安全生產(chǎn)。

        3 故障分析

        機(jī)組發(fā)生階段性波動(dòng)后,利用離線監(jiān)測(cè)儀器BH550,結(jié)合SG8000 在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng),利用“殼振+軸振”“在線+離線”監(jiān)測(cè)方式,對(duì)設(shè)備振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行全方位捕捉,對(duì)設(shè)備故障部位進(jìn)行定位、定性和定量分析,以求最大化地縮小故障范圍,為檢修爭(zhēng)取先機(jī)。

        3.1 波形頻譜分析

        利用BH550 對(duì)汽輪機(jī)前后端軸承進(jìn)行監(jiān)測(cè),分析汽輪機(jī)兩側(cè)軸承波形頻譜圖,發(fā)現(xiàn)波形存在輕微削波,頻譜為1 倍頻(圖2)。判斷轉(zhuǎn)子可能存在輕微碰磨。

        圖2 汽輪機(jī)軸承速度波形頻譜

        3.2 軸心軌跡分析(圖3)

        圖3 聯(lián)軸器端和非聯(lián)端軸心軌跡圖(波動(dòng)時(shí))

        汽輪機(jī)振幅最大時(shí),聯(lián)軸器側(cè)上升過(guò)程中為正進(jìn)動(dòng),超過(guò)60 μm 后,1802AB 軸心軌跡存在反進(jìn)動(dòng),轉(zhuǎn)子下沉過(guò)程中為正進(jìn)動(dòng),低于30 μm 出現(xiàn)反進(jìn)動(dòng)。

        非聯(lián)軸器端軸心軌跡無(wú)反進(jìn)動(dòng),軸心軌跡為橢圓。聯(lián)軸器端存在反進(jìn)動(dòng),軸心軌跡為上下橢圓。說(shuō)明聯(lián)軸器側(cè)軸瓦間隙可能偏大,轉(zhuǎn)子回落過(guò)程中,和瓦塊碰磨產(chǎn)生反進(jìn)動(dòng)。

        5 月2 日13 時(shí)14 分,汽輪機(jī)振幅波動(dòng)達(dá)到55 μm,軸心位置表明,非聯(lián)軸器端,轉(zhuǎn)子中心偏向1801A 探頭,波動(dòng)方向水平振動(dòng),說(shuō)明水平方向約束力較差;聯(lián)軸器側(cè)軸心位置,波動(dòng)時(shí)垂直往上抬升,波動(dòng)結(jié)束后向下回落。

        波動(dòng)異常時(shí),汽輪機(jī)前后軸瓦波形圖為純正弦波形,頻譜為1 倍頻。BH550 監(jiān)測(cè)聯(lián)軸器軸瓦端振動(dòng)波形圖同樣存在摩擦,頻率成分為1 倍頻。

        4 檢修驗(yàn)證

        停機(jī)拆檢后發(fā)現(xiàn)油擋有結(jié)焦現(xiàn)象,非聯(lián)端結(jié)焦尤其嚴(yán)重。汽輪機(jī)其他部件無(wú)明顯缺陷,非聯(lián)端油擋積碳嚴(yán)重,確定這是造成汽輪機(jī)振動(dòng)波動(dòng)的主要原因。檢測(cè)油擋間隙為0.25~0.30 mm,油封間隙符合檢修規(guī)程,但油擋齒間回油孔只有一個(gè)小孔,造成軸承箱內(nèi)的潤(rùn)滑油回油不及時(shí),使油液在油封梳齒中積累,油液遇到汽輪機(jī)缸的高溫蒸汽而結(jié)焦,油封梳齒間結(jié)焦塊與轉(zhuǎn)子碰撞,引起汽輪機(jī)振動(dòng)波動(dòng)。

        5 處理措施

        (1)非聯(lián)端軸瓦油封按照檢修規(guī)程調(diào)整間隙,控制在0.30~0.35 mm,避免有微量積碳引起碰撞。

        (2)將梳齒間的回油孔由2 mm 擴(kuò)大為4 mm,再增加2 個(gè)回油小孔,以加快回油速度。

        (3)重新調(diào)整氮?dú)鈮毫Α5獨(dú)鈮毫Φ淖饔檬窃谟头馀c汽輪機(jī)氣封之間建立一個(gè)氣封,其作用是阻止軸承箱內(nèi)的油液向外泄漏。停機(jī)前氮封壓力為0.08 MPa,據(jù)現(xiàn)場(chǎng)解檢分析,氮封壓力過(guò)大導(dǎo)致軸承箱內(nèi)的壓力過(guò)大,潤(rùn)滑油在壓力作用下沿軸向串至油封梳齒內(nèi),潤(rùn)滑油液的增加導(dǎo)致結(jié)焦量的增大,查閱汽輪機(jī)檢修規(guī)程,氮封壓力應(yīng)為0.01~0.05 MPa,停機(jī)前氮封壓力為0.08 MPa,壓力偏大,效果很差。根據(jù)檢修規(guī)程此次檢修完畢后氮封壓力取其下限0.05 MPa,降低氮封壓力以減少油擋梳齒間的存油量。

        (4)在油擋外面加裝擋熱板。改造前后油封回油孔見(jiàn)圖4。

        圖4 改造前后的油封回油孔

        6 結(jié)束語(yǔ)

        針對(duì)蠟油加氫裂化循環(huán)氫壓縮機(jī)組振動(dòng)故障,利用BH550結(jié)合SG8000 在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng),利用“殼振+軸振”“在線+離線”監(jiān)測(cè)方式,對(duì)設(shè)備振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行全方位捕捉,對(duì)設(shè)備故障進(jìn)行精確定位和定性,在檢修時(shí)對(duì)前期故障判斷進(jìn)行驗(yàn)證,同時(shí)做出了合理的技改措施,改造效果良好。此次故障為汽輪機(jī)運(yùn)行中不常見(jiàn)的故障,其故障診斷及處理措施為保證汽輪機(jī)正常運(yùn)行提供了一個(gè)有借鑒意義的思路。

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