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          離心壓縮機軸振問題案例分析

            【壓縮機網】河南豫光金鉛股份有限公司制氧廠2005年2月建成一套KDONAr-6000/2000/180型空分裝置,其原料氣空壓機選用沈陽鼓風機廠DH63-32離心壓縮機。該機采用整體齒輪型結構,四級壓縮、三級冷卻。一二級葉輪在一根齒輪軸上,稱為L軸轉子,三四級葉輪在一根齒輪軸上,稱為H軸轉子。由上海電機廠T3200-4/1500同步電機驅動,通過齒輪聯軸器帶動大齒輪,兩轉子分別與大齒輪嚙合,靠大齒輪增速。L軸轉子轉速9512r/min,H軸轉子轉速11470r/min。每套轉子上有兩只可傾瓦軸承,采用齒輪油強制供油潤滑。

            可傾瓦軸承有五個瓦塊,周向均布,運轉中,每塊瓦塊隨著軸頸旋轉而產生的流體動力調整自己的位置,從而使每個瓦塊具有最佳油楔。由于瓦塊之間的間隙大,油膜不連續,與油膜旋轉有關的不穩定性也就難以形成。

            每級葉輪軸上均裝有兩個測振點,在轉子軸正上方呈90°分布,采用派利斯TM0180渦電流傳感器,經TM0181延長電纜接至TM0182前置放大器后輸出非標準電壓信號,再經儀控柜上框架式監視器PT2010處理輸出標準模擬量信號在DCS上顯示,參與報警、聯鎖。

            L軸軸振指標值28.5um,報警值57.2um,聯鎖值71.5um。

            H軸軸振指標值26um,報警值51.96um,聯鎖值64.75um。

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            在2014年11月底大修之后,出現每次運行兩個月左右的時間,一二級軸振就開始上升,在陰雨潮濕天氣時上升更快,需擇機停下處理,甚至一次雨天因上漲太快、振動值較大而被迫臨時停機進行處理,嚴重影響了系統的穩定生產。今對其予以總結分析,望同行進行指正。

            1、以往檢修情況介紹

            (1)2005年2月投產開始連續運行到2008年7月三年半時間,當時三四級軸振分別突破70、80um(解除聯鎖運行),一二級軸振正常。在7月9日-12日停機大修時拆解,葉輪積灰嚴重,將兩轉子進行葉輪清洗、探傷檢查、動平衡校驗,邀請專業人員進行組裝,開機后軸振平穩正常、加工氣量增加。

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            (2)2008年8月12日因處理三四級蝸殼出口漏氣,停機更換其管套環,但開機后一二級軸振呈逐步上升趨勢,停機前后軸振如下:

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            于是在8月15日擇機停下,因剛大修過葉輪不可能臟,于是只檢查一二級軸承,二級瓦塊有巴氏合金脫落掉塊現象,更換新瓦塊,開機后軸振明顯改善。

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            (3)2008年10月,整個空分系統停機大修,因出現一二級軸振時有波動,趁此拆機將L軸轉子再做動平衡,檢查軸承正常。

            (4)進入2009年9月份,一級軸振一直上漲,突破報警值,當月底擇機停下,L軸轉子再做動平衡。

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            (5)2010年5月4日,因四級軸振偏高,利用新建一萬空分投產機會,停下該套空分系統,將兩套轉子清洗做動平衡。

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            檢修后運行一個月,整套空分停下作為長期備用。

            (6)在2012年6月到2013年6月停機備用。其中2012年11月份,在自潔式過濾器外部安裝無紡棉進行初濾,可延長空氣濾筒的壽命。2013年6月11日因調整運行方式,需開啟該6000空分裝置,開機后三四級軸振偏高,7月份進行拆解,將兩套轉子葉輪清洗和做動平衡。

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            (7)2014年11月28日,空壓機軸振值稍高,但整體趨勢平穩,距春節兩個多月時間,鑒于后系統用氣單位大修,該套空分停下,將空壓機拆解,兩套轉子清洗做動平衡。發現一級葉輪進口積灰嚴重,且有橡膠O型圈斷條,系進口導葉處O型圈安裝時擠斷粘附在葉輪上積灰中。

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            2、檢修兩個月后一二級軸振上升,在陰雨潮濕天氣上升更快的異常現象

            從以上檢修情況看出,葉輪清洗做過動平衡后,基本上能運行一年,但自2014.11.28大修之后,在2015年元月份一二級軸振就上升較快。如下表:

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            在2015.01.05利用后系統檢修機會,停下該套空分裝置。拆空壓機一二級進口管,查看葉輪上未見異物;檢查一二級軸承,未見損壞,個別瓦塊上有輕微發黃積碳現象。鑒于空壓機剛做過動平衡,用砂紙將一二級葉輪進口上的浮灰打磨干凈,開啟后一二級軸振下降。如下表:

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            但運行到三月份,一二級軸振再次上升。如下表:

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            3月21日利用后系統檢修不用氣的機會,系統停機,再次拆一二級進口管,打磨葉輪進口浮灰,開啟后正常。但運行到6月份,再次出現異常。如下表。

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            6月23日白天開始下雨,軸振開始上升較快,當晚被迫停機,再次以用同樣方法處理。鑒于這類問題多次出現,嚴重影響了空壓機的正常運行,上半年陸續從以下方面進行查找軸振在陰雨天氣上漲較快的原因:

            (1)檢查自潔式過濾器濾筒是否有空氣短路現象。

            (2)由過去在自潔式過濾器上直接沖洗無紡棉濾布,改為拆下來清洗。

            (3)進口導葉現場開度30°,逐步開大到60°,加大氣量。

            (4)與濾筒生產廠家溝通,提供的HV牌7406S濾紙合格。且該廠家濾筒在2013年11月份在線更換過一次,直至運行使用到2015年4月再次進行例行更換。在2013年11月至2014年11月底大修前沒有出現過陰雨天氣軸振上漲情況。

            (5)這種軸振異常上升情況是在2014.11.28 大修之后出現。當時檢修單位在開封采用的是噴砂清洗除垢,葉輪表面明顯不如過去光滑。但這種清洗方法對其他用戶也采用過多次,沒有出現過類似軸振異常上升現象。

            對上述問題逐一排除,6月23日被迫停機處理軸振時,拆掉一級進氣管進入自潔式過濾器內查看,看到內壁銹蝕,底部有沉落的銹渣,經多方咨詢,決定擇機進行防腐。8月4日-5日,系統計劃停機。將一級吸氣管和自潔式過濾器內壁進行除銹,刷一遍底漆,打磨之后清出來的銹渣有半桶多(桶規格:18L),同時再次用砂紙清理一二級葉輪進口浮灰。

            開啟后軸振正常,一直運行未見異常上升現象。這期間,已經歷了多次陰雨天氣,且有連續下雨的情況,軸振均平穩。由此,上半年困擾我們的軸振問題終得以解決。現軸振平穩如下表:

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            3、原因分析

            由于過濾器內壁生銹,底部有較多銹渣,在干燥天氣,這些銹渣不易粘到葉輪上,但在潮濕陰雨天氣,空氣含水量大,且因葉輪使用多年,大修時噴砂清洗,葉輪流道表面沒有過去光滑,濕空氣攜帶的細小銹渣更容易附著在葉輪上,造成轉子動平衡變差,由此引起一二級軸振快速上升。

            4、結束語

            空壓機是整套空分裝置的核心設備,軸振是其運行狀態監測的一項關鍵參數。日常運行要巡檢仔細,發現問題及時處理,嚴格按照說明書的技術要求進行檢修維護。

            (1)過濾器濾筒要符合精度、效率要求,選用正規廠家產品。每月檢查過濾器是否有濾筒損壞、電磁不反吹、密封不嚴導致空氣短路等異常現象,確保過濾器發揮有效的過濾作用。過濾器內壁出現銹蝕時要進行徹底防腐。

            (2)出現軸振上升異常現象及時監控分析,必要時停機處理,避免事故的擴大發生。

            (3)大修時,葉輪清洗不得損傷葉輪流道表面。各級冷卻器進行抽芯,其筒體內壁和各級管路銹蝕要進行徹底防腐處理,否則細小的銹渣容易帶到下一級,造成葉輪積灰動平衡變差、加工氣量下降。冷卻器進行氣路、水路清洗,改善換熱狀況,避免換熱效果差引起下一級吸氣溫度偏高導致級間喘振故障發生。

            (4)盡量減少開停機次數。每次大機組啟動過程中都要發生較大振動,對軸瓦損傷大,所以減少停機次數。

            (5)對長期停下不用處于備用狀態的機組,由放空前向機組充入干燥氮氣,從自潔式過濾器出來。氮氣流通,這樣避免再次開啟時管道生銹導致葉輪積灰動平衡破壞。

          來源:本站原創

          標簽: 案例分析離心壓縮機問題  

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