ARGG 裝置汽輪機(jī)軸位移故障處理

王世軍

（中國石油大慶煉化公司檢維修中心，黑龍江大慶 163411）

0 引言

富氣壓縮機(jī)機(jī)組是一套ARGG（內(nèi)提升管反應(yīng)器、反應(yīng)再生并列式催化裂化裝置）中的重要設(shè)備，在裝置中起著承上啟下的作用，它將分餾系統(tǒng)產(chǎn)生的富氣通過高速旋轉(zhuǎn)的離心力作用壓縮，具有平衡反應(yīng)、吸收穩(wěn)定系統(tǒng)壓力、向吸收穩(wěn)定系統(tǒng)輸送壓縮富氣的作用，為最終生產(chǎn)合格的汽油和液化氣等提供先決條件。其中，汽輪機(jī)是該機(jī)組的動力輸出設(shè)備，其能否正常運(yùn)行直接關(guān)系到整個(gè)裝置的安全平穩(wěn)性。

1 故障經(jīng)過

2018 年5 月29 日，檢修一套ARGG 裝置富氣壓縮機(jī)機(jī)組，計(jì)劃改造汽輪機(jī)的位移探頭，增加位移探頭數(shù)量、改變聯(lián)鎖數(shù)量，以確保機(jī)組更加安全平穩(wěn)地運(yùn)行。拆除汽輪機(jī)前側(cè)軸承箱壓蓋，儀表維護(hù)人員記錄探頭電壓值后，將探頭和汽輪機(jī)前側(cè)軸位移支架拆除。此時(shí)記錄探頭電壓值的目的是為了記錄轉(zhuǎn)子位移探頭距離轉(zhuǎn)子軸向的實(shí)際位置，作為探頭回裝時(shí)的依據(jù)，同時(shí)在汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子不產(chǎn)生任何軸向竄動的基礎(chǔ)上，依然可準(zhǔn)確定位轉(zhuǎn)子軸向位置。

在汽輪機(jī)停放未處理期間，因?yàn)閮x表維護(hù)人員沒有與工藝人員進(jìn)行有效溝通，工藝操作人員在不知情的情況下對汽輪機(jī)進(jìn)行了手動盤車，造成轉(zhuǎn)子發(fā)生軸向位移竄動，由于轉(zhuǎn)子軸向位置之前沒有做其他定位監(jiān)測手段（可在位移探頭拆除前架設(shè)百分表監(jiān)測轉(zhuǎn)子軸向位移），軸向位置的改變，使之前儀表記錄的電壓值失去了實(shí)際意義。由于位移探頭已拆除，汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的實(shí)際軸向位置無法掌握。如不準(zhǔn)確掌握轉(zhuǎn)子實(shí)際軸向位置，極易造成汽輪機(jī)異常位移聯(lián)鎖停機(jī)，或汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子軸向竄量大，監(jiān)測不準(zhǔn)確造成機(jī)組損壞的惡性事故。為解決上述問題，只能重新測量轉(zhuǎn)子位移并根據(jù)測量值校裝位移探頭。在聯(lián)軸器未拆除的前提條件下，在汽輪機(jī)前側(cè)軸承箱位置架百分表，采用推軸法對汽輪機(jī)止推軸承間隙進(jìn)行測量，幾次測量后確認(rèn)準(zhǔn)確數(shù)據(jù)為0.18 mm，但在查閱上次汽輪機(jī)的檢修記錄時(shí)發(fā)現(xiàn)，上次測得的止推軸承間隙為0.32 mm。考慮到汽輪機(jī)與壓縮機(jī)之間的聯(lián)軸器未拆除，推動轉(zhuǎn)子時(shí)會受到聯(lián)軸器膜片拉伸和壓縮的影響，因此測量會有一定的誤差。

2 常規(guī)解決方案

如果想準(zhǔn)確監(jiān)測轉(zhuǎn)子軸位移的值，只能是拆掉聯(lián)軸器中間節(jié)，消除聯(lián)軸器對轉(zhuǎn)子軸向位移的影響，推動汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子重新測量。而聯(lián)軸器中間節(jié)從拆除到安裝至少需要6 h，還要考慮聯(lián)軸器護(hù)罩安裝后密封膠的固化時(shí)間，具備機(jī)組開機(jī)的時(shí)間會更長。由于裝置開工在即，為確保裝置及時(shí)開工，此種解決方案已不能滿足裝置需求。

3 快捷處理方案

根據(jù)實(shí)際情況，制定一套簡單快捷的處理方案：

（1）以重新測得位移0.18 mm 的中間值定為探頭安裝時(shí)的0 位，通過假設(shè)轉(zhuǎn)子處于主推和副推兩個(gè)極限位置，推斷儀表位移數(shù)值，用簡單的換算公式計(jì)算出轉(zhuǎn)子位移可能出現(xiàn)的最大誤差值。最后通過論證，明確即便是探頭安裝異常后導(dǎo)致的最大誤差值，也不會對汽輪機(jī)運(yùn)行造成影響，從而為汽輪機(jī)平穩(wěn)運(yùn)行提供可靠理論依據(jù)，為裝置正常開工做出有利保障。

（2）根據(jù)檢修前的各部數(shù)據(jù)，繪制轉(zhuǎn)子位置示意圖（圖1）。已知檢修前止推間隙為0.32 mm，取其中間值為0 位，主推力瓦側(cè)距離0 位位置為0.16 mm，副推力瓦距離0 位位置為-0.16 mm。查閱汽輪機(jī)運(yùn)行時(shí)的歷史數(shù)據(jù)，汽輪機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)位移探頭顯示為0.06 mm，即轉(zhuǎn)子平衡盤所處位置為0.06 mm，而汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子聯(lián)鎖位移報(bào)警值為±0.60 mm。

圖1 轉(zhuǎn)子位置示意

（3）假設(shè)轉(zhuǎn)子由于受聯(lián)軸器膜片的影響只能推靠在副推力瓦側(cè)，以測得0.18 mm 的中間值取0 位，可計(jì)算出此時(shí)的0 位與原始0 位相比向副推側(cè)偏離了0.07 mm（0.32/2-0.18/2=0.07 mm），轉(zhuǎn)子正常運(yùn)轉(zhuǎn)后，位移探頭顯示應(yīng)為0.06+0.07=0.13 mm（圖2）。

圖2 轉(zhuǎn)子只能推靠副推力軸瓦時(shí)示意

（4）同樣假設(shè)轉(zhuǎn)子由于受聯(lián)軸器膜片影響只能推靠在主推力瓦側(cè)時(shí)，以測得0.18 mm 的中間值作為0 位與原始0 位相比向主推側(cè)偏離了0.07 mm（0.32/2-0.18/2=0.07 mm），正常運(yùn)轉(zhuǎn)后儀表顯示應(yīng)為0.07-0.06=0.01 mm，由于在0 位靠副推力瓦側(cè)，所有位移探頭應(yīng)該顯示為負(fù)值，即為-0.01 mm（圖3）。

圖3 轉(zhuǎn)子只能推靠主推力軸瓦時(shí)示意

（5）通過上述假設(shè)轉(zhuǎn)子在兩個(gè)極限位置時(shí)的計(jì)算，轉(zhuǎn)子正常運(yùn)轉(zhuǎn)后儀表顯示最大誤差分別為0.13-0.06=0.07 mm 和-0.01-0.06=-0.07 mm，即兩種極限位置測得的最大誤差絕對值為0.07 mm。

4 特殊情況下位移誤差對機(jī)組的影響

（1）機(jī)組啟機(jī)或甩負(fù)荷時(shí)可能出現(xiàn)反方向的軸向推力或較大正向的軸向力，此時(shí)轉(zhuǎn)子緊貼副推瓦或主推力瓦，探頭最大絕對值為0.07+0.16=0.23 mm，即使考慮推力瓦塊、推力盤受力發(fā)生的機(jī)械變形，其數(shù)值也遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于報(bào)警值±0.60 mm，因此能夠完全保證汽輪機(jī)正常啟機(jī)（圖4）。

圖4 轉(zhuǎn)子緊貼主副推力軸瓦時(shí)示意

（2）由于止推軸瓦磨損，位移達(dá)到聯(lián)鎖停機(jī)值±0.80 mm。因?yàn)槲灰铺筋^有0.07 mm 誤差，此時(shí)轉(zhuǎn)子實(shí)際偏離原始0 位距離可能為0.73 mm 或0.87 mm。而一般止推瓦塊表面巴氏合金厚度為1～1.5 mm，所以不會發(fā)生止推軸瓦合金層已全部脫落，還沒達(dá)到位移聯(lián)鎖停機(jī)的情況，有效保證機(jī)組安全運(yùn)行。

5 結(jié)語

通過上述處理方式，該機(jī)組最終平穩(wěn)運(yùn)行至下個(gè)檢修期。實(shí)踐證明以上故障處理方法的可行性，同時(shí)為類似問題的解決提供參考依據(jù)。