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催化裂化装置四机组试车中遇到的典型问题及分析 第五峰 贺建宾 黄海鹏 （延长石油集团炼化公司延安炼油厂，陕西延安 716000） 1 前言 由烟气轮机、轴流主风机、背压式汽轮机、齿轮箱、电动发电机组成的四机组是重油催化裂化的 核心设备，此配置很好的解决了我厂电网容量限制使用大功率电机及中低压蒸汽平衡问题，目前在国内 炼油装置也仅有 20 套，我厂在四机组试车过程中遇到了很多问题，但各方共同努力下都一一解决，并实 现了四机组一次试车成功。这些问题的解决对于分析解决国内同类大型机组的安装和试车具有很重要的 参考意义。 2 概述 我厂 2mt/a 催化主风机采用四机组配置，其为重油催化裂化的核心设备，担负着向再生烧焦和催化 剂流化所需的空气及维持再生压力和回收烟气能量的多重任务，很好地克服了装置规模大、能耗高的矛 盾；我厂四机组自 2006.3 开始安装，历时 7 个月完成，自 2006.11.11 开始分别对电机发电机进行转向 及机械性能测试，背压式汽轮机单机性能试验，背压式汽轮机齿轮箱联动性能试验，背压式汽轮机 齿轮箱电机发电机联动性能试验，背压式汽轮机齿轮箱电机发电机联动性能试验，轴流主风 机背压式汽轮机齿轮箱电机发电机联动性能试验及主风机性能测试，由于烟机系统不具备试车 条件，因此将四机组联动试车推迟；2007.4.15 四机组一次试车成功，运行 24 小时后机组各参数均达到 设计标准，四机组并入系统，标志着 2mta 催化裂化装置完全投入生产。 2.1 四机组技术参数 1）烟气轮机 型 号：yl-18000a 进气压力：0.36mpa 进气温度：700 进气流量：3485 nm3/min 排气压力：0.09585 mpa 工作转速：4600/4700 r/min 轴功率：18619kw 2）轴流压缩机 型号：av71-15 入口流量：3445nm3/m 进气压力：0.0865mpa (a) 排气压力：0.49mpa (a) 工作转速：4600/4700 r/min 轴功率：15965kw 3）背压式汽轮机 型 号： ngs50/40 进气温度：400 进气压力： 4.1 mpa 排气压力：1.1 mpa 工作转速：4600/4700 r/min 功率：7400 kw 4）电动/发电机 型 号：ych1000-4 额定电压：10 kv 额定电流：1038a 功 率：16000 kw 效 率：97 转 速：1488/1515 r/min 5）齿轮箱 型 号：sg-710/5 传递功率：16000 kw 速 比：4600/1488 4700/1515 3 四机组在试车中存在的问题及分析处理 3.1 找正曲线问题 在对四机组中 av71-15 轴流主风机轴系对中找正中发现： 1）汽轮机侧：av71-15 轴流压缩机靠背轮仰角为 0.04mm；烟机侧：烟机转子水平时，av71-15 轴 流压缩机靠背轮仰角为 0.16mm。 2）依据 av71-15 轴流压缩机专用安装说明书中第 1.2.6 条：“机组安装找正的轴向水平基准遵循等 仰度的原则。汽轮机、轴流压缩机两者可互为基准的原则”，现场整采取复测水平，在确保径向水平和轴 瓦接触面积的原则下，轴流压缩机靠背轮自然仰起。 在经过与陕鼓及安装单位工程技术人员分析讨论后确定： 1）由于 av71-15 轴流压缩机轴承箱与机壳为分体设计，然而陕鼓在计算对中数据时以轴承箱与机 壳整体计算，因此在设计时过多考虑热传导对对中数据的影响，预留裕量大，造成偏差 2）机组找正时，由于轴流压缩机转子重，轴系长，自重产生的挠度引起的端面仰角数据，端面找正 时应予以考虑，即减去此数据。 3）原轴流压缩机轴对中找正曲线中 0.63 mm 数据改为 0.45 mm，0.13 mm 改为 0.35 mm。 4）由于轴流压缩机在出厂时，转子经打表、平衡等多种工序，安装时内部间隙已达到设计要求，自 重产生的挠度变化极其微小，可不予考虑，机组可以安全运行。 3.2 烟机叶顶间隙小 2006 年 4 月 15 日在兰州石油化工公司机械厂，对我厂 yl-18000a 型烟机进行机械试运转，在运转 过程中，轴振动及轴瓦温度基本符合设计要求，然而，在对烟机进行解体检查时发现： 1）烟机动叶片叶顶全截面与衬环底部摩擦痕迹，叶顶磨损 0.80.9 mm，在衬环流道下部有长 900 mm，宽度为 60mm 金属熔化物，叶顶背弧耐磨层有脱皮现象； 2）烟机下气封片磨损，对应主轴表面沿圆周出现划痕，局部金属有法兰现象； 3）烟机止推瓦表面、径向瓦表面有不同程度划痕； 针对以上问题，分析认为： 1）烟机动叶片叶顶全截面与衬环底部摩擦现象分析由于： a、主要原因烟机机械试车时，烟机内外温升不均匀造成热膨胀量不一致引起的； b、次要原因是轴承箱体与壳体找正存在偏差，壳体中心偏高。 2）烟机止推瓦表面、径向瓦表面有不同程度划痕是由于试验时润滑油内含有少量杂质。 根据以上分析后确认整改意见为： 1）对轴承箱与壳体中心重新找正，最终要用工作轴瓦及工作转子检验是否同心； 2）征求设计方意见，结合围带变形、动叶叶顶磨损的实际情况，为安全起见，将叶顶间隙调整为 2.83.2mm； 3）对主轴气封对应表面划痕及止推瓦表面、径向瓦表面划痕进行必要复原处理； 4）更换新的气封片； 5）修磨动叶叶顶，测量精确变化尺寸（实际修磨量 1 mm） ，修磨后叶顶着色检查，动叶片耐磨层 局部重新喷涂； 最后我厂在安装 yl-18000a 烟机转子时，我方测量动叶顶与围带间隙有部分小于技术文件规定值， 其间隙最小值达到 2.1 mm，在将转子旋转 30 度时间隙为 2.3 mm，然而设计图叶顶间隙标注为 2.52.7 mm，用户手册要求叶顶间隙 2.83.2 mm，因此我们要求厂家在围带与壳体之间加垫片处理，厂家回复 此间隙可以满足烟机的正常使用要求 。 3.3 烟机出口管线烘衬 由于我厂四机组试车时间的推后，烟机出口烟道水封罐内有大量的水蒸气被蒸发出来，在烟机出口 管内凝结，造成烟机出口管线内衬里长期处于水蒸气环境内，使管线衬里含水量大大超过衬里本身的含 水，烟机出口膨胀节内套筒存在大量凝结水，从烟机出口方法兰盲板及烟机机体排凝有凝结水流出，在 寒冬时节，甚至造成烟机机体及壳体外围结冰。因此，在烟机试车前必须先将出口衬里脱水及烧结，为 了解决此问题： 1）开大水封罐补水阀，加大水循环，减少水封内的水汽蒸发量，在烟机蜗壳内接白炽灯加热，防止 机体内结冰，确保烟机转子安全； 2）化验烟机人孔处及烟机机体排凝处凝结水中 cl、s 离子含量，是否超过膨胀节及烟机转子材质所 允许的最大值； 3）采用烟气从水封处引入倒烟机出口烘衬里，因此给烟机出口管线人孔处配150 可调节烟气流量 的临时管线，在烟机锥体温度计处安装20 球阀排凝结水； 4）由于衬里含水量太大，为防止温升太快，造成衬里及膨胀节爆裂，因此适当延长低温区的时间， 另外，严格执行设计院给定的升温曲线； 5）用余热炉处烟气蝶阀控制烟气压力，保证达到烘衬所需的温度。 采用此法后，烘衬结束后检查衬里光滑，烧结效果良好，膨胀节无变化，烟机后解体检查无损伤。 3.4 烟机超速误报警 2007 年 4 月 9 日 00：00 烟机试车升速过程中，当机组转速升到 1800r/min 时，烟机超速保护器突然 起跳，造成四机组联锁停机，经调出仪表记录，发现烟机五个超速保护器四个起跳，初步分析，认为四 个探头与主轴间隙过小所导致；因此，重新调整其四个探头与主轴间隙，1：45 重新启动四机组，当转 速升到 3500r/min 时，烟机超速保护又一次起跳，致使机组再次停机。停机后大家再次对此现象进行仪 表检查分析，最后确认，超速跳闸不是因为探头间隙过小，而是因为烟机主轴键相所测量的四个烟机转 速在传输过程中出现了其他频率的杂波干扰，导致超速保护器因收到杂波频率而误起跳而造成机组联锁 停机。 根据此分析，仪表很快提出在烟机四个起跳超速保护回路中串联一定大小的电阻，用以消除其它频 率的杂波对烟机键相频率的干扰， 再经过几次现场测试以及主控室调校后， 最后在其四个回路中串联 375 欧姆的电阻，经过如此处理后，四机组在此后每次启动及运转过程中，再也没有发生因烟机超速保护误 动作而造成不必要的非计划停机。 3.5 主风机出口轴承箱严重漏润滑油 我 2007 年 4 月 9 日，我厂能量回收四机组在联动试车成功运转 15 h 后，于 4 月 10 日凌晨 2 时许因 轴流主风机排气侧轴承箱漏油严重且无法消除，最后被迫停机。根据当时情况，润滑油沿主风机主轴向 外飞甩，联轴器护罩及其上排气管因泄漏到联轴器护罩内润滑油灌满其中。停机后打开轴承箱检查油封 完且间隙正常，根据机组运行时回油视窗充满润滑油，及泄漏的现象分析推断，极有可能是因为此轴承 箱回油管线太细，不能满足该处大量回油，在重新校验图纸及征求陕鼓厂家意见后，遂决定将此回油管 线由原来的100 改为150。在重新配管过程中，考虑到新配管线会污染润滑油，所以采用手工打磨、 蒸汽吹扫、酸洗后，并在回油窥镜出加 200 目滤网，然后对润滑油系统跑油 8 小时。在此次处理后，机 组在重新启动后至今一切正常。 3.6 烟机入口蝶阀故障 3.6.1 烟机入口快切蝶阀无法打开 在烟机试车前暖管中，发现烟机快切蝶阀无法打开，在检查蝶阀控制箱后，发现控制油过滤器后管 路压力表压力无法达到阀体开启压力，经初步分析判断可能是因为在此前为蝶阀加油时向油箱带入杂质 堵塞伺服阀而导致蝶阀无法打开，最后经过厂家服务人员在对泄压阀处将管路中的空气排出后，过滤器 后管路压力表压力达到规定值，蝶阀随之打开。因此： 1）在为蝶阀换油时必须保证液压油在加注过程中防止油品污染； 2）在加油后开启油泵使油路循环一段时间，在循环过程中要及时将管路中的空气排干净。 3.6.2 烟机入口快切蝶阀在联锁后无法打开 烟机入口快切蝶阀在机组联锁后关闭，在机组重新启动时发现此阀已无法正常开启，在使用现场液 动及现场手动液压泵均无法打开，因此，在联系厂家人员后，分析阀板在联锁关闭时与阀座卡死，遂决 定用电加热毯对阀体进行加热， 要求升温速率保持 5/min， 分别