空分汽輪機組常見事故原因分析及預防措施

胥經(jīng)輝，張 虎，武 芳，柴育鵬

（1.內蒙古化工職業(yè)學院化學工程系，內蒙古 呼和浩特 010070；2.內蒙古伊泰煤制油有限責任公司，內蒙古 鄂爾多斯 010300）

1 空分工藝流程簡述

某煤制油項目生產能力52000m3/h 的空分裝置由液空（杭州）有限公司設計，生產高純氧氮，采用鋁膠和分子篩脫除壓縮空氣中的水分和CO2及碳氫化合物，通過中壓空氣膨脹做功來實現(xiàn)制冷，液氧泵輸送液氧氣化的全低壓空分工藝。主要設備透平膨脹機組由德國ATLAS COPTOR 公司制造，采用ALHZ 設計制造的立式徑向雙層床吸附器，精餾塔為規(guī)整填料塔。

2 汽輪機組現(xiàn)狀

空分裝置使用由德國曼透平公司制造的一拖二空壓機組為空分裝置提供原料壓縮空氣，同時提供全廠儀表空氣和壓縮空氣。見表1。

汽輪機采用16 級全凝氣式DK080/170R 型，其排汽壓力范圍-50～-80kPa，排氣溫度要求＜90℃；其限制速度范圍：648～792r/min、1145 ～1400r/min、1602 ～4547r/min，升速速率 為900r/minn。見表2。

3 汽輪機常見事故原因分析及相應措施

3.1 汽輪機事故狀態(tài)下緊急破真空時間長

根據(jù)對汽輪機組運行數(shù)據(jù)的檢測及測算，其抽氣器的兩級抽氣流量維持在408kg/h 左右，在此流量下，汽輪機緊急停車時將真空降為零所需時間為28min，這會導致機組惰走時間延長，進而影響汽輪機組使用壽命，應將真空降為零的時間控制在18min 內。

表1 空分裝置壓縮機類設備及其參數(shù)

表2 汽輪機主要指標范圍

為解決這一問題，對汽輪機排氣大管進行了技術改造，加設緊急放空閥及其相應的配套設施，將降真空時間控制在5～8min。

3.2 汽輪機排汽真空低

汽輪機在運行過程中，調速閥開度過大、真空系統(tǒng)不嚴密、空冷器管束結垢嚴重、軸封汽中斷、風機故障停止、管束凍結、抽氣器堵塞等均可導致排氣真空低。對此，可采取如下應對措施：①真空系統(tǒng)查漏、消漏；②清理空冷器結垢；③確保軸封蒸汽的正常供給；④檢查風機停止原因，若真空過低則打閘停車；⑤冬季加強空冷器防凍檢查及相應的維護操作管理；⑥定期清理抽氣器濾網(wǎng)。

3.3 汽輪機進水

汽輪機運行時排汽熱井透平冷凝液無法送出、系統(tǒng)停車未關補水閥造成滿液以及冷凝液泵、疏水泵不打量均可引起汽輪機進水。可通過：①液位報警后輔泵沒自啟現(xiàn)場進行啟動；②停車后關閉該補水閥，冬季微開防凍；③檢修時，真空系統(tǒng)徹底隔離；檢修完成，與空氣連通的閥門檢查關閉，密封水閥確認打開；④停車后監(jiān)控冷凝液罐、熱井液位，防止水位過高進入汽輪機；⑤停車檢修，熱井就地導淋保持常開、每小時記錄液位等措施達到防止汽輪機進水的目的。

3.4 汽輪機水擊

通常主蒸汽溫度低會引起汽輪機水擊，對此應當：①主汽溫度急劇下降50℃立即打閘停車。②若蒸汽溫度低于470℃，則打開高壓蒸汽導淋和汽輪機缸體導淋進行充分疏水。

3.5 汽輪機大軸彎曲

引起次故障的原因有：①冷水、冷汽進入汽輪機高溫汽缸；②汽輪機調速閥漏氣，停車后低速運行；③汽輪機倒轉；④汽輪機停車后冷卻不好。應對措施有：①汽輪機一旦發(fā)生水擊，立即緊急停車并破真空，防止事故擴大；②停機后要切斷公用水源，防止熱井滿液導致汽輪機缸體進水；③開車前要作跳閘試驗，停車時進行惰走時間分析；④停車時盤車，缸體溫度小于100℃方可停止盤車。

3.6 汽輪機軸瓦損壞

機組喘振、潤滑油中斷、接地電刷導電不好等會對汽輪機軸瓦產生損壞。可通過保證事故電源正常供應、定期檢查電刷和導線、防止機組喘振等措施降低損壞，若機組喘振造成振動大無法處理則立即停車。

3.7 汽輪機調速閥及速關閥內漏

調速閥卡澀或速關閥關不到位均會導致閥門內漏。因此要定期檢查調速閥、油動機；每次停車均要測惰走時間，檢查是否內漏；若出現(xiàn)透平無法停止，則立即關閉蒸汽大閥切斷高壓蒸汽；定期做速關閥試驗。

3.8 控制系統(tǒng)故障造成超速事故

操作不當、維護不良及超速保護系統(tǒng)故障均會引起超速事故。可采取如下措施：①保證潤滑油品質；②嚴格控制蒸汽品質；③遇長期停車要做跳閘試驗；④若出現(xiàn)透平無法停止，則立即關閉蒸汽大閥切斷高壓蒸汽。

3.9 濾網(wǎng)切換中油壓波動跳車

過濾網(wǎng)切換過程中蓄壓器氮氣壓力低，以及油過濾器、油冷器切換時未充分排氣會導致油壓波動進而引起汽輪機跳車。故應該：定期檢查蓄壓器皮囊的氮氣壓力大于1.1MPa；過濾網(wǎng)切換操作要緩慢且排氣充分。

3.10 軸封蒸汽波動導致汽輪機跳車

軸封汽疏水不暢及中壓蒸汽壓力波動均會導致汽輪機跳車。應保證：①運行期間軸封導淋及軸封調節(jié)閥旁路嚴禁動作；②汽封疏水器前持疏水良好，旁路關閉；③分子篩加熱時軸封調節(jié)閥位指示為45%，加熱后為38%，若閥位相差5%則要檢查處理。

3.11 熱井液位高

疏水泵不打量、疏水泵交出檢修不徹底以及液位指示不準可導致熱井液位高。因此需要：①開疏水泵入口閥前，先開密封水閥，保證密封水投用管線熱；②檢修交出時，真空系統(tǒng)徹底隔離；③每班進行液位計對照并對液位計定期進行排污檢查。

4 結束語

空分裝置作為煤化工項目中必備的配套裝置，保障著企業(yè)的安全穩(wěn)定生產和良好的經(jīng)濟效益，而汽輪機作為空分裝置的核心設備，其運行是否安全穩(wěn)定就顯得尤為重要性。通過詳細分析汽輪機在日常生產運行過程中可能出現(xiàn)的異常狀況及引起異常狀況的原因，從而提出相應的預防和解決措施，可以有效降低汽輪機運行過程中的事故率，也可以在事故發(fā)生時能夠采取及時有效的措施來控制事故的進一步發(fā)展，將事故損失降到最低。最終達到設備、裝置、企業(yè)安穩(wěn)長滿優(yōu)的生產目的。