淺析循環機運轉過程中的故障及改造措施

宋仁平

（山東煙臺巨力化肥有限公司，山東萊陽 265202）

淺析循環機運轉過程中的故障及改造措施

宋仁平

（山東煙臺巨力化肥有限公司，山東萊陽 265202）

循環機是小氮肥生產必不可少的運轉設備，針對循環機運轉過程中出現的故障進行了分析，對故障發生、發展的過程，故障發生的原因進行了研究，提出了控制故障的措施。

循環機；故障；原因分析；解決措施

循環機在工業生產中特別是小氮肥生產中大量使用，設備的正常運行對安全生產起著至關重要的作用。然而在現實應用中，經常發生燒大頭瓦、活門更換頻繁等問題，極端情況下則會發生連桿螺栓斷裂、損毀其他部件等惡性事故。本文針對頻發的生產事故，深入分析，提出相應的解決措施，并以我公司循環機改造為例說明措施的有效性。

1 我公司循環機運轉中存在的問題

我公司在15萬t氨醇的擴建改造中，新上了一套φ1200合成氨裝置，其中兩臺循環機采用的是DZW20－12／295－320型循環機，在使用過程中多次出現零部件運行不穩等日常事故及零部件損毀的惡性事故。日常事故包括機體振動嚴重、運轉部件噪聲大、曲軸箱冒煙，燒十字頭、燒大頭瓦、活門更換頻繁等機械故障。惡性事故則在2＃循環機和1＃循環機接連發生：2＃循環機連桿螺栓斷裂，曲軸箱底部砸了一個直徑大約8 cm的大洞，滑道被砸碎約1／5，連桿大頭飛出，主十字頭體、連桿報廢，曲軸磨損嚴重；1＃循環機發生同樣的安全事故，且電機軸被撞彎。

2 改造措施

針對這些問題我公司組織專業人員進行深入剖析與研究，并進行了一系列的摸索和改造，并最終收到良好的效果。

針對機體振動大的問題，我公司對全部的進出口管道進行了加固處理，機體振動的癥狀有所減輕，但會隨其他零部件的磨損而惡化。針對響聲大、燒十字體的問題，我公司重點檢測了十字體與中體滑道的間隙為0.25～0.30 mm，符合設計標準，但事故現象表明此間隙偏小，為此對十字頭進行了刮研，當間隙值為0.5～0.7 mm時，燒十字體的問題得到了解決。但隨著間隙值的增加，泄油量增加，響聲較之前增大。針對燒大頭瓦問題，我公司重點對連桿大頭瓦與曲柄銷軸之徑向間隙值進行測量，其區間范圍為0.16～0.20 mm，基本符合設計標準。另外考慮瓦的質量存在問題，經更換質量優良的瓦之后，問題還是沒有徹底解決，每15天至20天就要更換一次大頭瓦。

針對2＃循環機惡性事故，進行以下修補：

1）由于原主十字頭體所在滑道破損嚴重，而副十字頭體所在的滑道仍完好無損，考慮循環機的對稱性和受力特點將主十字頭體與副十字頭體更換位置，與其相連的其它運轉部件也相應更換位置，破損的滑道進行焊補與研磨。

2）焊補曲軸箱底部的大洞，補好后，整個曲軸箱底部刷四道環氧樹脂，焊補的部位刷兩道加強層。

3）更換連桿、主十字頭體部件。

4）研磨曲軸，使曲軸周徑滿足規范要求。

經修補后，2＃循環機試車正常接入生產系統。但是接著1＃循環機也發生同樣事故。

聯系了生產廠家的設計部門，論證了其可行性，并根據我公司現行工藝參數，通過研算，調整兩臺循環機的輸氣量，將循環機氣缸的缸徑（原為φ220）改為φ205，活塞尺寸也相應改小。改造后，振動大、響聲大的問題不復存在，各運轉部件的間隙恢復正常，自改造以來，該機一直運行平穩，在計劃停機檢修中也未發現異常現象。通過技術改造，節約了大量的資金（約為150萬元），降低了維修費用，提高了運轉率，為生產的平穩運行創造了條件。

3 經驗總結

由此可見，針對單個零部件故障原因的分析和處理不能夠系統解決循環機日常工作故障問題。在對該循環機基本工作原理及故障發生過程深入分析的基礎上，發現溫度和輸氣量是兩個根本的、但經常被忽視的影響因素。

3.1 高溫造成循環機各部件膨脹，進而影響零部件

間的正常間隙

生產中由于循環量過大，為了控制合成塔的爐溫，循環機近路常開，這使得進入循環機的氣體溫度升高，由于氣體受熱膨脹，密度減少，壓力降低，壓縮比增加，循環機出口氣體的溫度也大大提高，同時各運動部件的溫度也隨之升高，由于各部件的溫度和膨脹系數不同，造成有些部位的間隙發生了很大的變化，如十字頭體與中體滑道的配合間隙，兩者受熱同時膨脹，但兩者的膨脹系數不同，十字頭體的膨脹系數大，而中體滑道的膨脹系數小，循環機運轉過程中，兩者的配合間隙將變少。各運轉部件的溫度過高，變形量會過大，在交變負荷的常期作用下，變形量超出了極限就會在薄弱部位連桿螺栓處發生斷裂。

3.2 循環機的輸氣量與合成氨的生產能力不相匹配

發生事故的根本原因是循環機的輸氣量與合成氨的生產能力不相匹配。循環機的輸氣量超出合成氨的生產能力時，生產過程中循環機的近路需常開，由此造成進氣溫度和出氣溫度的變化，進而造成零部件空隙的變化，導致生產事故。因此選擇機型的時候，不是輸氣量越大越好，而應該充分考慮與其它因素的相適應性，輸氣量過小將不能滿足生產的需要，輸氣量過大將造成浪費，而且容易發生事故。

根據原因分析，解決循環機多發故障的關鍵是處理好循環機的輸氣量與合成氨生產能力的匹配問題。對輸氣量超過合成氨生產能力的情況，可以減少循環機的輸氣量。方法一是將原大循環機拆除，換成輸氣量少的循環機，這在已經購置了大能力循環機的情況下會造成設備的浪費和巨大的經濟損失。為此探討了方法二，即通過把原循環機的缸徑改小來減少循環機的輸氣量，這種方法的優點是當合成氨生產能力提高時，可以用較大的缸徑來替換改小的缸徑，實現設備的持續利用。當輸氣量小于合成氨的生產能力時，則需要增大循環機的缸徑或者更換處理能力更高的循環機。

［1］ 楊志民.氮氫氣循環機填料改進總結［J］.純堿工業，2014（1）：41－43.

［2］ 孫賀江，由世俊，汪磊磊.新型循環直燃機研究［J］.天津大學學報，2006，39（z1）：220－223.

［3］ 趙廣華.新型循環機技術改造總結［J］.小氮肥設計技術，2004，25（3）：18－19.

［4］ 王迪生，楊樂之.活塞式壓縮機結構［M］.北京：機械工業出版社，1990：1，157－158.

［5］ JB／T9105－1999大型往復活塞壓縮機技術條件［S］.全國壓縮機標準化技術委員會.

TQ051.23

B

1005－8370（2014）03－27－02

2014－04－14

宋仁平（1973—），女，山東煙臺人，助理工程師，從事氮肥生產設備管理多年。