丙烯腈行業AOGC風機故障分析及改造

朱金明

摘要：丙烯腈裝置AOGC空氣風機是環保裝置關鍵設備，結構形式為雙支撐離心風機，殼體采用S30408鋼板焊接，軸承座為鑄鋼水平剖分結構。主要作用為提高增壓空氣，與吸收塔頂部來的尾氣混合后進入反應器，將有尾氣轉化為氮氣、二氧化碳和水。

關鍵詞：丙烯腈;AOGC;風機;故障;改造

一、運行現狀

丙烯腈裝置空氣風機C-1901是離心式通風機，主要作用是為吸收塔尾氣處理裝置正常運行時的CO反應器和SCO反應器提供反應所需的空氣，是吸收塔尾氣處理裝置的重要設備。

設備基本情況：該風機型號為G9-16-11 No8.7F，設計流量11000m?/h，轉速2900r/min，氣封形式為碳環密封，軸承型號為6316，兩端支撐脂潤滑，于2017年11月投用。

二、主要故障現象

1、在正常生產運行中，丙烯腈裝置空氣風機C-1901多次出現軸承溫度升高、震動增加的現象。一般情況下四空氣風機C-1091聯軸器側軸承溫度升高、振動增大，特別是軸向振動值較大且不穩定，伴隨喘振現象。分廠點檢工程師檢測報告：“臨時監測丙烯腈車間C-1901，電機額定轉速為2970rpm/min，額定功率90KW。1A點振動值為4.18mm/s、2A點振動值為2.96mm/s、2H點振動值為3.61mm/s、2V點振動值為3.40mm/s、3H點振動值為3.26mm/s、4H點振動值為3.55mm/s，位于可短期運行區間。3A點振動值為7.96mm/s、4A點振動值為6.14mm/s位于不合格區?！?頻譜顯示3A、4A點為三倍頻為主。

2、吸入側氣封部位溫度高，達100℃。高溫通過軸傳遞到軸承，導致軸承溫度達70℃。

3、軸承保持架斷裂，滾珠有咬蝕痕跡，大部分滾珠有對稱區域的褐色近圓形蝕點和輕微裂紋;

4、軸承箱支撐架和軸承箱地腳接觸區有間隙，振動值最高點從支撐架中間，向軸承箱和地腳位置遞減;

三、維修經過

在日常維修過程中主要進行了三項工作：對兩側軸承進行了更換;現場對轉子做動平衡;對兩側軸承座支架灌漿層刨開，重新對支架的墊鐵進行調整、安裝并灌漿。起機試運振動值為：1A（即電機的風扇端軸向）最大值為5.1mm/s，4A為3.7mm/s（風機非驅動端軸向）。氣封部位溫度高，達100℃，高溫通過軸傳遞到軸承，導致軸承溫度達70℃）。電機檢修后再次試機振動值為：2H（電機聯軸器側水平端）、3H（風機驅動端水平）均為4.5mm/s左右，4A（風機非驅動端軸向）為2.7-7.3mm/s之間連續不穩定波動。

四、原因分析

1、發熱原因：安裝碳環密封的氣封體定位偏心：測量發現氣封體與轉子兩側間隙不同（相差1.2mm），氣封體內安裝的碳環密封與軸摩擦發熱，導致吸入側氣封部位溫度高;同時這種摩擦也導致設備振動增大。

2、振動原因：

1）軸承抗載能力較弱：體現在開工過程中風機負荷不穩定的狀況下，風機軸向振動值變化幅度較大，從2.7mm/s-7.3mm/s頻繁變化。且在運行平穩狀態下也在3.6mm/s-3.8mm/s?，F場兩端軸承均安裝一個普通深溝球軸承6316，單端定位（非驅動端為定位端），軸向振動值異常主要就體現在定位端。

2）兩端支撐軸承座不同心：在現場試運過程中，通過調整軸承座頂絲可改善軸向振動值較大問題，但無法使振動值長時間穩定在標準范圍。

3）軸承箱支撐架變現，導致支撐剛性不足。

4）聯軸器形式不合理：設備使用的是單膜片式聯軸器，補償能力弱。

五、改造方案

1、為解決軸封摩擦發熱的問題，將碳環密封改為梳齒密封（輸送介質為空氣）。

2、為解決軸承抗載能力弱的問題，將原6316深溝球軸承改為BL316滿球形軸承，提高抗載能力（6316軸承額定載荷123KN，BL316軸承額定載荷136KN）

3、為解決氣封體偏心問題，需將氣封體拆下，調整兩側間隙一致后重新安裝，鉸孔定位。

4、為解決兩端軸承座不同心問題，需將風機整體運至修理廠，上鏜床重新找同心，再重新鉸孔定位。

5、將單膜片聯軸器改為彈性體聯軸器。

五、改造成果

1、迷宮密封與軸不接觸，運轉過程中不會發生摩擦，通過改造迷宮密封解決氣封處過熱的問題。

2、風機在調整負荷過程中，溫度及振動均能穩定在良好運行的工況。

參考文獻：

[1]?8萬噸/年丙烯腈裝置操作規程

[2]?丙烯腈AOGC風機改造方案