蒸汽透平轴振动波动的原因分析及解决对策.pdfVIP

蒸汽透平轴振动波动的原因分析及解决对策 夏咏梅 中国石油兰州I 石化公司化肥厂 甘肃兰州7 3 0 0 6 0 摘要 本文对兰州石化稀硝酸装置 四合一 机组在运行过 程中蒸汽透平的轴振动波动的原因进行了深入分析 并提出了 相应的解决措施 有效解决了制约 四合一 机组正常运行的问 题 实现了稀硝酸装置的 安稳长满优 生产 关键词 蒸汽透平 轴振动 蒸汽品质 u 型排凝管 1J U L l刖茜 中国石油兰州石化化肥厂稀硝酸装置采用双加压法工艺 即在氧化压力0 4 5 M P a A 吸收压力1 1 M P a A 的条件下 生 产浓度为5 8 0 6 2 0 的稀硝酸 其中 四合一 机组是整个装 置最核心的设备 该机组从德国进口 由蒸汽透平机 氧化氮压 缩机 空气压缩机 尾气透平机同轴组成 为稀硝酸生产提供动 力及能量回收 稀硝酸装置于2 0 0 5 年建成开工至今 在运行过 程中曾出现蒸汽透平轴振动大幅度的波动 而机组振动会影响 稀硝酸装置的平稳运行 因此 防止 四合一 机组轴振动波动 是确保稀硝酸装置平稳长周期运行的重要保障 2 流程简介 从氧化工序 或厂蒸汽管网 送来的4 0 M P a 蒸汽 经主汽阀 X V 2 0 2 0 5 调节阀S V 2 0 2 1 0 后进入蒸汽透平 J 3 1 0 1 1 做功 为空 气压缩机 J 3 1 0 1 2 和氧化氮压缩机 J 3 1 0 1 3 提供动力 做功后 的乏汽去表冷器 C 2 0 2 0 1 冷凝 冷凝液由冷凝液泵 E 1 0 5 7 1 E 1 0 5 7 4 送除氧器或厂脱盐水管网 由蒸汽管网来的1 0 M P a 蒸汽 分两路进入机组系统 一路 由调节阀P V 2 0 4 0 6 调节作为蒸汽透平轴封蒸汽 一路作为抽汽 喷射器的动力汽源 3 生产过程中出现的异常现象 2 0 0 8 年3 月2 1 日以来 机组运行过程中 发现蒸汽透平的 高压侧轴振动V I A 2 0 1 0 5x y 低压侧轴振动V I A 2 0 1 0 1 x y 的监测 点出现间歇性振动 随着时间的推移振动频次 振动幅度均有 提高的趋势 最大值曾达到5 0 微米 报警值 4 4 1 lx m 联锁值 5 8 8 m 严重威胁到机组的安全运行 4 轴振动波动的原因分析 1 四合一 机组自运行以来蒸汽透平的排气压力一直控 制在4 K P a 5 K P a 由于排气压力低 使气轮机的做功效率好 但 同时有可能造成蒸汽透平的末级叶轮带液 时间长了有可能损 坏末级叶轮 使振值增大 2 自产蒸汽的品质不好 蒸汽透平对动力蒸汽的要求 是 无冷凝液 无尘粒 无锈蚀化合物 蒸汽如果带液 水的速 度较蒸汽的速度慢 容易造成水滴撞在叶片背部发生很大的推 力 将转子向后推动 从而把推力瓦钨金熔化造成事故 机组 入口过热蒸汽带水 过热蒸汽管道上的三个疏水倒淋 第一个 在管道分离器底部 第二个蒸汽分离器底部 第三个在大闸阀 前u 形弯底部 疏水倒淋管内冷凝液积存到一定程度后 随着 主蒸汽管道过热蒸汽将积存的冷凝液带入机组造成机组间歇 振动 之后 又通过冷凝液的积存 带入 振动 查阅化验室分析数据 装置自产蒸汽中的二氧化硅含量高 造成蒸汽透平的通流部分结有盐垢 在透平的高压区结垢比较 严重 低压区内由于处于湿蒸汽工作条件下很少结垢 其危害 有 降低蒸汽透平的效率 增加耗气量 由于结垢 气流通 过隔板及叶片压降增加 工作叶片的反动度也随之增加 导致 轴向推力加大 转子不平衡会造成轴振动增加 3 油温的影响 油温低时粘度大 形成的油膜较厚 承 载能力强 但是流动性能差 可能造成轴承的干摩擦而出事 故 油温太高 粘度小 承载能力低 带不走摩擦所产生的热 量也会影响轴承的正常工作 4 轴封蒸汽U 型排凝管堵塞排液不畅 蒸汽透乎低压侧 由于低温运行 使蒸汽透平的最后几级叶片中的蒸汽湿度大 机内输水不良时 有可能造成叶片的腐蚀 高压端供汽防止高 压气体外流 低压端汽封是防止空气进入破坏真空 冷凝液通 过u 型管排放 若没有冷凝液排出时 则管线有冻堵现象 输水 不良时造成了叶片的冲蚀 也会破坏转子的平衡 使轴振动增 加 若无冻堵时 轴封蒸汽供汽太大泄漏汽全部抽出放空 不 能形成水封 空气会通过低压端进入影响真空 查看稀硝装置 的 四合一 机组蒸汽透平的u 型排凝管的冷凝液排液不畅 特 别在冬季时无冷凝液排出 5 针对以上原因 采取了如下措施 1 将蒸汽透平的排气压力由原来的4 K P a 5 K P a 提高控制 在1 4 K P a 左右 这样既保证了蒸汽透平的做功效率又防止了末 级叶轮带液的情况 2 严格控制自产蒸汽品质 过热蒸汽管道上的三个疏水 导淋及时进行间断排放 防止蒸汽带液并控制蒸汽温度在工艺 范围内 及时查看化验室分析数据 自产蒸汽中的二氧化硅含 量高时及时将机组冷凝液外送补充新鲜脱盐水改善水质 3 认真检查并疏通轴封蒸汽u 型排凝管 确保轴封蒸汽 冷凝液排放畅通 4 控制油温在3 5 4 5 6 结论 通过采取以上措施 四合