降低合成氨生產透平循環機電機故障率

康鈺濤

（河南能源化工集團安化公司，河南 安陽 455133）

某公司第2套合成氨、尿素系統生產能力為120 kt/a合成氨、200 kt/a尿素。合成氨系統安裝有3臺TC450/32-13型透平循環機，該透平循環機具有結構緊湊、占地面積小、使用效率高和噪聲低等優點。但由于工藝操作、檢修、維護等各方面原因，透平循環機配套電機運行狀況一直不穩定。主要表現為電機軸承易散架、定子線圈易燒損等故障，外協檢修率居高不下。這種情況不僅不利于生產系統的安全穩定運行，也帶來了較大的經濟損失，同時給維護增加了很多不必要的工作量。

1 改造前狀況

3臺透平循環機運行方式為2開1備，循環機配套電機檢修車間備用3臺。透平循環機配套電機型號YGN-600-2，額定電壓380 V、電流1 042 A、功率600 kW，轉速2 970 r/min，絕緣等級F，接線方法△，軸承型號NU317EP/C4。

為了對透平循環機電機的檢修情況做更進一步的了解，對2014年期間透平循環機檢修及更換情況做了統計，2014年全年共外協檢修電機10臺次，電機主要故障為：電機軸承散架、電機定子線圈繞組崩斷，電機定子線圈絕緣擊穿受損等等。每臺電機檢修價格大約15萬元左右，全年僅透平循環機電機外協檢修就要耗資近150萬元，同時也給維護增加了很多不必要的工作量。

2 原因分析

通過分析透平循環機電機出現故障的數據，造成透平循環機電機故障頻繁的主要原因有：

1)外協檢修質量差。透平循環機電機是大功率特種電機，當電機燒損后，公司內部檢修班組無法進行定子大修處理，需聯系外協聯系廠家進行大修。而原外協大修廠家A電機廠大修完成后，無任何電機試驗報告單，大修后電機使用壽命短，電機定子線圈多次出現放電擊穿現象，檢修工藝不符合工藝規范，檢修質量差。

2)電機保護氣質量不高。透平循環機工作介質內含有腐蝕性氣體，循環介質一旦進入電機內部，將對電機定子線圈造成致命傷害。對損壞的電機解體檢查發現，電機內部氨味較大，這說明透平循環機電機保護氣運行不穩定、質量差，循環介質氨進入到電機內，嚴重腐蝕電機絕緣，從而導致電機燒損。保護氣運行不穩定，也使電機運行產生的熱量不能夠及時被帶走，不利于維持電機絕緣。

3)電機轉子運行不平衡。電機在運行過程中，多次出現軸承散架故障，該故障對電機轉子平衡造成一定的影響，公司內部檢修班組檢修設備有限，無法對電機轉子做動平衡檢查，使電機帶病運行。后經結合專業技術設備對電機轉子進行檢查，發現部分電機轉子左不平衡量125 g，右不平衡量160g。電機轉子運行不平衡，嚴重影響電機的安全運行。

4)帶電測量絕緣電阻儀老化。帶電測量絕緣電阻儀是隨透平循環機安裝時配套安裝的，現已運行16 a，運行時間已較長，再加上安裝現場溫度較高，環境比較惡劣，導致在線絕緣監測裝置出現老化、檢查失靈現象，不能準確反映電機絕緣情況，異常時不能夠及時被發現，致使電機帶病運行，易引起設備跳車。

5)電機大修絕緣材料不合格。對透平循環機電機定子線圈進行檢查發現，電機定子線圈有放電痕跡，而該放電痕跡是電機線圈絕緣材料不合格放電造成的，最終引起線圈燒損。

3 對策實施

1)重新確定循環機電機外協檢修廠家，并安排檢修員工到外協檢修廠家，全程監督外協電機大修，嚴把檢修質量。電機外協檢修工作完成后，對電機進行全面試驗，并要求外協檢修單位出具正式試驗報告單（如表1），嚴把驗收關。

表1 透平循環機專業電機試驗報告單Tab 1 Test report of special motor for turbine circulator machine

2)針對透平循環機電機內部充滿了氨味的情況，對生產車間的保護氣系統氨冷器、水分離器、硅膠干燥器、電加熱器及其配管、閥門等部件進行全面檢查、檢修，并對變質的硅膠干燥機進行更換，以保證循環氨不再竄入電機。

3)對電機轉子不平衡現象進行修復。修復后，電機轉子不平衡量降低到3 g左右，達到電機運行＜5 g的標準。

4)對帶電測量絕緣電阻儀裝置解體后檢查發現，內部電路板部分原器件已損壞，現有絕緣電阻儀已無法準確檢查電機絕緣情況。將原來的DJY-Ⅲ型絕緣電阻儀更新為YNY-Ⅲ系列在線絕緣監測儀。YNY-Ⅲ系列在線絕緣監測儀在線監測時不會增加系統的電壓紋波系數，不受系統對地分布電容的制約及外界信號的干擾。同時面板設有報警指示燈。當監測系統的任何一線和地之間的接地絕緣出現異常，低于儀器設定的報警值時，發出聲光報警信號，能夠及時通知相關人員進行檢修維護。

5)電機內線圈的放電現象是電機絕緣不合格造成的，因此需更換絕緣材料，要求絕緣材料能夠滿足抗氨腐蝕性和絕緣材料耐壓試驗標準。檢修人員對電機大修新絕緣材料采用8 kV電壓、60 s時間進行耐壓試驗，耐壓試驗合格，并且新材料具有抗氨腐蝕性，能夠滿足透平循環機電機絕緣使用需要。

4 運行效果及鞏固措施

透平循環機各項措施落實后，電機運行狀況良好，前后軸承溫度45℃左右，電機絕緣在10 MΩ以上，2015年和2016年期間透平巡檢機只按時進行了中小修維護保養工作，未發生電機燒損等故障，2年期間外協檢修次數為0，與2014年全年外協大修10臺相比效果顯著。有效避免了系統因透平機電機故障導致跳車事故的發生，并節約了大量外協檢修費用

每次檢修更換透平循環機備用電機最少需要8 h，而故障電機拆除后解體檢修還至少需要16 h，1臺設備從更換備機到解體檢修共需要24 h。2014年全年外協檢修10次。而且外協檢修，從故障電機到外協廠家再到新電機返廠，需要25 d左右。系統改造優化投運后，大大減輕了檢修人員勞動強度，節省了大量外協檢修時間。

5 結束語

為了鞏固所取得的成成效，采取了如下鞏固措施：1)建立健全電機外協檢修臺賬，詳細記錄外協大修電機基本信息，并且嚴把外協檢修質量關；密切結合工藝運行人員，保證電機保護氣高質量運行。2)加強對檢修人員的培訓力度，使檢修人員能夠對電動機故障原因作出正確的判斷，確保檢修質量和電動機安全運行。

經過以上幾項措施的實踐應用，電機運行狀況良好，避免了經濟損失和安全事故的發生，為生產系統的安穩長滿優運行奠定了基礎。