中壓鍋爐給水泵透平J542振動(dòng)大原因分析與處理

王邦旭

（中海石油建滔化工有限公司，海南東方 572600）

中海石油化學(xué)股份有限公司日產(chǎn)2 500t甲醇裝置采用英國(guó)DAVY公司甲醇生產(chǎn)工藝技術(shù)，中國(guó)成達(dá)工程公司負(fù)責(zé)工程設(shè)計(jì)，以高二氧化碳、高氮?dú)夂康奶烊粴鉃樵希?jīng)過(guò)蒸汽一段爐轉(zhuǎn)化為適合制甲醇的合成氣，再經(jīng)過(guò)壓縮、合成、精餾等工序生產(chǎn)出既滿足國(guó)家GB338－2004優(yōu)等品標(biāo)準(zhǔn)，又滿足美國(guó)O－M－232K“AA”級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的精甲醇。

我公司日產(chǎn)2 500t甲醇裝置中壓鍋爐給水泵透平J542由美國(guó)Elliott公司設(shè)計(jì)并制造，透平型號(hào)為DYR PE111，廠家序列號(hào)為E902320，型式為背壓式，調(diào)速系統(tǒng)為氣動(dòng)式，見(jiàn)圖1。中壓鍋爐給水泵透平J542現(xiàn)場(chǎng)外形見(jiàn)圖2，設(shè)計(jì)參數(shù)見(jiàn)表1。中壓鍋爐給水泵J442A由嘉利特荏原泵業(yè)有限公司設(shè)計(jì)并制造，型號(hào)為T(mén)DF150－120×5，廠家序列號(hào)為GR09402601，設(shè)計(jì)參數(shù)見(jiàn)表2。

圖1 透平調(diào)速系統(tǒng)

圖2 透平現(xiàn)場(chǎng)外形

表1 J542設(shè)計(jì)參數(shù)

表2 J442A設(shè)計(jì)參數(shù)

1 故障現(xiàn)象

中壓鍋爐給水泵透平J542于2010年10月投用，投用以來(lái)運(yùn)行正常。直到2012年2月10日，中壓鍋爐給水透平兩端軸承振動(dòng)大，超出報(bào)警值，透平進(jìn)汽端軸承振動(dòng)趨勢(shì)見(jiàn)圖3，排汽端軸承振動(dòng)趨勢(shì)見(jiàn)圖4。

圖3 進(jìn)汽端軸承振動(dòng)趨勢(shì)

圖4 排汽端軸承振動(dòng)趨勢(shì)

2 原因分析

為了分析中壓鍋爐給水泵透平J542軸承振動(dòng)大的原因，徹底解決軸承振動(dòng)大的問(wèn)題，從在線狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)調(diào)出透平兩端軸承振動(dòng)頻譜圖（見(jiàn)圖5和圖6），發(fā)現(xiàn)軸承振動(dòng)大主要由工頻引起。0.5倍頻非常小，說(shuō)明透平?jīng)]有發(fā)生摩擦故障；2倍頻也比較小，說(shuō)明透平找正對(duì)中沒(méi)有問(wèn)題。

從在線狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)調(diào)出中壓鍋爐給水泵透平轉(zhuǎn)速趨勢(shì)圖，發(fā)現(xiàn)透平轉(zhuǎn)速波動(dòng)大，見(jiàn)圖7，與振動(dòng)趨勢(shì)的對(duì)比見(jiàn)圖8，發(fā)現(xiàn)每當(dāng)透平轉(zhuǎn)速發(fā)生較大的波動(dòng)時(shí)，振動(dòng)也跟著增大，因此，判斷透平振動(dòng)大是由轉(zhuǎn)速波動(dòng)大引起的。

為了解決中壓鍋爐給水泵透平軸承振動(dòng)大的問(wèn)題，必須先解決透平轉(zhuǎn)速波動(dòng)大的故障。透平轉(zhuǎn)速波動(dòng)大可能由以下原因引起：

（1）透平進(jìn)汽壓力變化；

（2）透平進(jìn)汽溫度變化；

圖5 進(jìn)汽端軸承振動(dòng)頻譜

圖6 排汽端軸承振動(dòng)頻譜

圖7 透平轉(zhuǎn)速趨勢(shì)

（3）透平排汽壓力變化；

（4）透平排汽溫度變化；

（5）透平所驅(qū)動(dòng)中壓鍋爐給水泵入口壓力變化；

（6）透平所驅(qū)動(dòng)中壓鍋爐給水泵入口溫度變化；

（7）透平所驅(qū)動(dòng)中壓鍋爐給水泵出口壓力變化；

（8）透平所驅(qū)動(dòng)中壓鍋爐給水泵出口溫度變化；

（9）透平調(diào)速系統(tǒng)執(zhí)行器動(dòng)力氣源壓力變化；

（10）透平缸體積水；

（11）透平調(diào)速閥卡澀；

（12）透平調(diào)速系統(tǒng)定位器進(jìn)氣過(guò)濾器堵塞；

（13）透平調(diào)速系統(tǒng)定位器滑閥卡澀。

中壓鍋爐給水泵透平入口蒸汽來(lái)自中壓蒸汽管網(wǎng)，進(jìn)汽壓力一直為3.1MPa左右，進(jìn)汽溫度一直為353℃左右；出口蒸汽連接低壓蒸汽管網(wǎng)，排汽壓力一直為0.5MPa左右，排汽溫度一直為198℃左右。透平所驅(qū)動(dòng)的中壓鍋爐給水泵入口鍋爐水來(lái)自脫氧槽，入口壓力一直為38kPa左右，入口溫度一直為100℃左右；出口鍋爐水至輔助鍋爐汽包，出口壓力一直為4.05MPa左右，出口溫度一直為109℃左右。透平調(diào)速系統(tǒng)執(zhí)行器動(dòng)力氣源來(lái)自工廠空氣儲(chǔ)罐，壓力一直為0.6MPa左右。在中壓鍋爐給水泵透平轉(zhuǎn)速波動(dòng)前后，以上參數(shù)均沒(méi)有明顯變化，說(shuō)明中壓鍋爐給水泵透平轉(zhuǎn)速波動(dòng)不是由于工藝參數(shù)所引起。

圖8 透平振動(dòng)和轉(zhuǎn)速趨勢(shì)

打開(kāi)中壓鍋爐給水泵透平缸體疏水器旁路閥門(mén)檢查，確認(rèn)透平缸體沒(méi)有積水情況；緩慢打開(kāi)透平加載閥，觀察調(diào)速閥開(kāi)關(guān)情況，確認(rèn)透平調(diào)速閥沒(méi)有卡澀現(xiàn)象。拆開(kāi)中壓鍋爐給水透平調(diào)速系統(tǒng)定位器進(jìn)氣過(guò)濾器，發(fā)現(xiàn)過(guò)濾器較臟。拆開(kāi)透平調(diào)速系統(tǒng)定位器滑閥，發(fā)現(xiàn)定位器滑閥有卡澀現(xiàn)象。判斷中壓鍋爐給水透平轉(zhuǎn)速波動(dòng)大是由于調(diào)速系統(tǒng)定位器進(jìn)氣品質(zhì)差，導(dǎo)致定位器滑閥卡澀，造成透平轉(zhuǎn)速波動(dòng)大。

3 處理措施

中壓鍋爐給水泵透平兩端軸承振動(dòng)大是透平轉(zhuǎn)速波動(dòng)大造成，而透平轉(zhuǎn)速波動(dòng)大是由于透平調(diào)速系統(tǒng)定位器進(jìn)氣品質(zhì)差，導(dǎo)致定位器滑閥卡澀所造成。為了徹底解決中壓鍋爐給水透平兩端軸承振動(dòng)大的問(wèn)題，我們做了以下工作。

（1）中壓鍋爐給水泵透平調(diào)速系統(tǒng)執(zhí)行器動(dòng)力氣源更改為儀表空氣儲(chǔ)罐氣，因?yàn)楣S空氣比較臟，而儀表空氣經(jīng)過(guò)了過(guò)濾和干燥處理，相對(duì)比較干凈。

（2）清理中壓鍋爐給水泵透平調(diào)速系統(tǒng)定位器進(jìn)氣過(guò)濾器。

（3）清理中壓鍋爐給水泵透平調(diào)速系統(tǒng)定位器滑閥組件。

4 結(jié) 語(yǔ)

甲醇裝置中壓鍋爐給水泵透平J542更改調(diào)速系統(tǒng)執(zhí)行器動(dòng)力氣源，清理調(diào)速系統(tǒng)定位器進(jìn)氣過(guò)濾器和調(diào)速系統(tǒng)定位器滑閥組件后交付使用。中壓鍋爐給水泵透平轉(zhuǎn)速波動(dòng)恢復(fù)正常，軸承振動(dòng)也恢復(fù)正常。目前，中壓鍋爐給水泵透平運(yùn)行狀態(tài)良好，為日產(chǎn)2 500t甲醇裝置的安全、穩(wěn)定、長(zhǎng)周期運(yùn)行提供了保證。