石化设备节能与安全关键技术研究与应用课件

1、石化设备节能与安全关键技术研究与应用1石化设备节能与安全石化设备节能与安全关键技术研究与应用关键技术研究与应用中石化节能推广技术中石化节能推广技术石化设备节能与安全关键技术研究与应用2主要技术主要技术n汽轮机轴端高效密封技术汽轮机轴端高效密封技术n汽轮机叶片防断裂技术汽轮机叶片防断裂技术n电机轴端油封电机轴端油封可调式自动跟踪密封技术可调式自动跟踪密封技术钢丝绳隔振器减振降噪钢丝绳隔振器减振降噪高效空气预热器高效空气预热器 旋转机械的自动平衡旋转机械的自动平衡 管道减振器管道减振器 石化设备节能与安全关键技术研究与应用3一、汽轮机轴端高效密封技术一、汽轮机轴端高效密封技术n目前石化企业有很多汽

2、轮机轴封漏汽量大目前石化企业有很多汽轮机轴封漏汽量大. .n主要危害主要危害: :n（1 1）直接导致润滑油含水）直接导致润滑油含水, , 危害轴承寿命危害轴承寿命, ,影影响调节系统响调节系统. .n（2 2）蒸汽外泄）蒸汽外泄( (冒白烟冒白烟), ), 效率低效率低. .n（3 3）差胀不正常）差胀不正常, , 转子热变形转子热变形 , , 发生摩擦发生摩擦, , 振动振动. .石化设备节能与安全关键技术研究与应用4案例案例: : 德国进口德国进口750kw750kw、850kw850kw汽轮汽轮机轴端密封改造机轴端密封改造n中国石化股份有限公司广州分公司两台德国进中国石化股份有限公司广

3、州分公司两台德国进口汽轮机轴端均采用梳齿密封，存在严重的漏口汽轮机轴端均采用梳齿密封，存在严重的漏汽问题。汽问题。n传统的梳齿密封在安装时具有较小间隙，但在传统的梳齿密封在安装时具有较小间隙，但在过临界转速等工况下，密封齿很容易被磨损或过临界转速等工况下，密封齿很容易被磨损或倒伏，密封间隙在短时间内迅速扩大，致使轴倒伏，密封间隙在短时间内迅速扩大，致使轴端泄漏严重，润滑油中大量含水。端泄漏严重，润滑油中大量含水。n采用独特的技术手段，解决了一系列汽轮机的采用独特的技术手段，解决了一系列汽轮机的泄漏问题。泄漏问题。石化设备节能与安全关键技术研究与应用5独特的技术手段n技术难点:直径太小(145毫

4、米), 长度大(180毫米)n独特技术手段：高齿、低齿蜂窝密封。石化设备节能与安全关键技术研究与应用6杭汽生产小型汽轮机轴端密封改造石化设备节能与安全关键技术研究与应用7石化设备节能与安全关键技术研究与应用8主要业绩 1 1、制氢转化炉风机组汽轮机蜂窝密封、制氢转化炉风机组汽轮机蜂窝密封改造改造 2 2、轻催汽轮机轴端蜂窝密封改造、轻催汽轮机轴端蜂窝密封改造 3 3、焦化（一）汽轮机轴端蜂窝密封改造、焦化（一）汽轮机轴端蜂窝密封改造 4 4、重催、重催ct-301ct-301气压机透平轴端蜂窝密封改造气压机透平轴端蜂窝密封改造 5、重催重催bt-101bt-101四机组透平轴端蜂窝密封改造四机

5、组透平轴端蜂窝密封改造 6 6、加氢、加氢( (二二)b ct-202)b ct-202循环机透平轴封改造循环机透平轴封改造 7 7、 25mw25mw汽轮机汽轮机蜂窝密封改造蜂窝密封改造 石化设备节能与安全关键技术研究与应用9二、汽轮机叶片防断裂技术二、汽轮机叶片防断裂技术 在汽轮机、压缩机、燃气轮机、烟气在汽轮机、压缩机、燃气轮机、烟气轮机以及水轮机等叶轮机械中，叶片产生裂纹甚轮机以及水轮机等叶轮机械中，叶片产生裂纹甚至断裂是常见的问题，目前尚无很好的解决办法，至断裂是常见的问题，目前尚无很好的解决办法，造成了巨大的经济损失，严重威胁着这些大型机造成了巨大的经济损失，严重威胁着这些大型机组

6、的安全运行。组的安全运行。 石化设备节能与安全关键技术研究与应用10一台汽轮机发生一台汽轮机发生5 5次断叶片事故次断叶片事故n中石油辽阳分公司一台中石油辽阳分公司一台50wm50wm汽轮机先后发生汽轮机先后发生5 5次断叶片的事故，哈尔滨汽轮机厂和上海汽轮次断叶片的事故，哈尔滨汽轮机厂和上海汽轮机厂对该机组进行了多次改造，但都没有能够机厂对该机组进行了多次改造，但都没有能够阻止断叶片事故的发生。阻止断叶片事故的发生。n特别是发生在特别是发生在20052005年年1010月的一次尤为严重。该月的一次尤为严重。该汽轮机的次末级三根长叶片从叶片中部折断，汽轮机的次末级三根长叶片从叶片中部折断，这三

7、根断下的叶片随后又把次次末级的多个叶这三根断下的叶片随后又把次次末级的多个叶片打坏，还严重损坏了隔板和汽封。片打坏，还严重损坏了隔板和汽封。石化设备节能与安全关键技术研究与应用11修复项目修复项目费用费用购买新叶片购买新叶片（叶片断裂事故频发于末一、末二级，一般（叶片断裂事故频发于末一、末二级，一般超过超过120片）片）4000元元/片，约片，约50万万更换受损冷凝器更换受损冷凝器约约40万元万元更换受损隔板，除湿板，流通部件等更换受损隔板，除湿板，流通部件等约约50万元万元维修服务费用维修服务费用 （转子拆叶轮，转子动平衡，安装调试，人（转子拆叶轮，转子动平衡，安装调试，人工服务等）工服务等

8、）约约50万元万元直接损失直接损失 合合 计：计：约约200万元万元汽轮机叶片事故经济损失分析汽轮机叶片事故经济损失分析石化设备节能与安全关键技术研究与应用12叶片断裂的主要原因叶片断裂的主要原因 叶片断裂的主要原因是叶片断裂的主要原因是: :叶片在很高的汽体激振力作用下，产生疲劳叶片在很高的汽体激振力作用下，产生疲劳裂纹，裂纹进一步发展导致叶片断裂。裂纹，裂纹进一步发展导致叶片断裂。水滴冲刷破坏水滴冲刷破坏. . 本技术通过分析激振力产生的原因，本技术通过分析激振力产生的原因，研制了控制叶片激振力幅值和频率的减振环，研制了控制叶片激振力幅值和频率的减振环，可以大大延长叶片的寿命，已经在多台气

9、轮可以大大延长叶片的寿命，已经在多台气轮机等叶轮机械中得到了应用和验证。机等叶轮机械中得到了应用和验证。石化设备节能与安全关键技术研究与应用13业绩业绩1 1 北京华能热电厂北京华能热电厂n重庆嘉凌电厂重庆嘉凌电厂75mw, 75mw, 低压缸末级湿度大，叶片受到强低压缸末级湿度大，叶片受到强烈的水滴冲蚀，曾发生叶片断裂的事故。各级的湿度烈的水滴冲蚀，曾发生叶片断裂的事故。各级的湿度是：末级是：末级12.4%, 12.4%, 次末级次末级8.5%, 8.5%, 次次末级次次末级4.2%.4.2%.n20002000年北京华能热电厂要购买相同类型的年北京华能热电厂要购买相同类型的75mw75mw

10、汽轮机，汽轮机，为了防止叶片受到水滴的强烈冲蚀，我们为其设计并为了防止叶片受到水滴的强烈冲蚀，我们为其设计并安装了防断裂叶顶汽封，去湿效果好，叶片损伤大幅安装了防断裂叶顶汽封，去湿效果好，叶片损伤大幅度下降，提高了机组效率和运行稳定性。自投产以来度下降，提高了机组效率和运行稳定性。自投产以来一直安全稳定地运行。一直安全稳定地运行。石化设备节能与安全关键技术研究与应用14石化设备节能与安全关键技术研究与应用15业绩业绩2 2 秦山核电站秦山核电站650mw650mw汽轮机汽轮机n该该650mw汽轮机，在低汽轮机，在低压缸次次末级和次末级压缸次次末级和次末级应用了防叶片断裂密封。应用了防叶片断裂密

11、封。其直径约为其直径约为2.8m，次末，次末级湿度是级湿度是10%,次次末级次次末级湿度是湿度是6%.石化设备节能与安全关键技术研究与应用16业绩业绩3 3 北京高井电厂北京高井电厂100mw100mw汽轮机汽轮机n我们在该汽轮机低压缸我们在该汽轮机低压缸次次末级和次末级应用次次末级和次末级应用了防叶片断裂密封。次了防叶片断裂密封。次次末级叶轮的直径次末级叶轮的直径1865.4; 次末级叶轮的直次末级叶轮的直径径2184.8毫米。毫米。石化设备节能与安全关键技术研究与应用17石化设备节能与安全关键技术研究与应用18业绩业绩4 4广石化广石化25mw25mw汽轮机汽轮机n该机组供汽压力为该机组供

12、汽压力为10.2mpa10.2mpa，蒸汽温度为，蒸汽温度为460-490460-490，低于设计值，低于设计值540540，低压，低压缸中蒸汽湿度大，对叶片将会产生严重缸中蒸汽湿度大，对叶片将会产生严重的水蚀，叶片寿命受到威胁，极易发生的水蚀，叶片寿命受到威胁，极易发生叶片断裂事故。叶片断裂事故。n目前，青岛汽轮机厂对此采取的对策是目前，青岛汽轮机厂对此采取的对策是在叶片表面镀上一层金属。这是目前常在叶片表面镀上一层金属。这是目前常规的做法，这种方法不能从根本上解决规的做法，这种方法不能从根本上解决严重的水蚀问题，是一种被动方法。严重的水蚀问题，是一种被动方法。n大量事实说明，使用这种方法后

13、，机组大量事实说明，使用这种方法后，机组运行一段时间以后，叶片表面镀层将被运行一段时间以后，叶片表面镀层将被水滴冲刷掉，叶片表面将会产生严重的水滴冲刷掉，叶片表面将会产生严重的水蚀凹坑，叶片极易断裂。水蚀凹坑，叶片极易断裂。石化设备节能与安全关键技术研究与应用19石化设备节能与安全关键技术研究与应用20三、电机轴端高效油封三、电机轴端高效油封 可调式自动跟踪可调式自动跟踪密封技术密封技术n独家设计、专利技术独家设计、专利技术n解决润滑油向电机内部线圈泄漏问题解决润滑油向电机内部线圈泄漏问题n有利于保障设备的安全稳定运行有利于保障设备的安全稳定运行石化设备节能与安全关键技术研究与应用21背景背景

14、n某厂采用佳木斯电机厂生产的电机，电机冷却某厂采用佳木斯电机厂生产的电机，电机冷却风扇形成负压，使润滑泄漏进入电机内部，在风扇形成负压，使润滑泄漏进入电机内部，在线圈内大量积油，造成严重的安全隐患。线圈内大量积油，造成严重的安全隐患。n20072007年，某厂电机润滑油泄漏进入电机内部，年，某厂电机润滑油泄漏进入电机内部，线圈内积油严重，线圈绝缘层遭腐蚀，导致电线圈内积油严重，线圈绝缘层遭腐蚀，导致电机线圈全部烧毁。机线圈全部烧毁。n调查发现，国内许多电厂、化工厂、炼钢厂的调查发现，国内许多电厂、化工厂、炼钢厂的大电机都存在同样问题。大电机都存在同样问题。n应客户需求，我们设计了可调试跟踪密封

15、，应应客户需求，我们设计了可调试跟踪密封，应用效果很好。用效果很好。石化设备节能与安全关键技术研究与应用22中石化某乙烯厂中石化某乙烯厂k4003k4003电机轴承油封电机轴承油封严重漏油，电机线圈内积油现象严严重漏油，电机线圈内积油现象严重重, ,影响安全生产。影响安全生产。石化设备节能与安全关键技术研究与应用23原因分析原因分析n冷却风扇旋转，冷却风导致电机内部形成负压冷却风扇旋转，冷却风导致电机内部形成负压. .n原轴端密封运行一段时间后，密封磨损原轴端密封运行一段时间后，密封磨损. .n润滑油雾在负压作用下，穿过轴端密封进入电润滑油雾在负压作用下，穿过轴端密封进入电机内部机内部. .n

16、油雾冷却后，在线圈内积累出大量润滑油油雾冷却后，在线圈内积累出大量润滑油. .石化设备节能与安全关键技术研究与应用24可调式自动跟踪密封的特点可调式自动跟踪密封的特点n1 1）能够与转动部件直接接触，形成零间隙，由于特殊的力学链设）能够与转动部件直接接触，形成零间隙，由于特殊的力学链设计和采用特殊的复合材料，不会引起温升、转动部件振动等情况；计和采用特殊的复合材料，不会引起温升、转动部件振动等情况；n2 2）自动跟踪齿做成多个圆弧结构，在径向均可自由地前后移动，）自动跟踪齿做成多个圆弧结构，在径向均可自由地前后移动，保证始终为零间隙的动态密封，解决了油雾和油滴向外逸出的现象，保证始终为零间隙的

17、动态密封，解决了油雾和油滴向外逸出的现象，自动跟踪齿式内环与外环之间采用特殊的自动跟踪齿式内环与外环之间采用特殊的“间隙补偿功能间隙补偿功能”，控制，控制自动跟踪齿与转动部件之间的间隙与压力；自动跟踪齿与转动部件之间的间隙与压力；n3 3）自动跟踪齿的补偿和退让功能：自动跟踪齿的每一等分部分都）自动跟踪齿的补偿和退让功能：自动跟踪齿的每一等分部分都可以自由的前后移动，向转动部件方向前进量半径方向为可以自由的前后移动，向转动部件方向前进量半径方向为1mm1mm，退，退让量半径方向为让量半径方向为1mm1mm，这样可以有效补偿运行中自动跟踪齿的磨损，这样可以有效补偿运行中自动跟踪齿的磨损量，确保任何工况下自动跟踪齿和转动部件的间隙始终为零；量，确保任何工况下自动跟踪齿和转动部件的间隙始终为零；n4 4）材料的特点：外环主体材料采用轻质铝合金材料为支撑部件，）材料的特点：外环主体材料采用轻质铝合金材料为支撑部件，能够适应受力情况的需要；内环为高分子材料，具有耐高温、自润能够适应受力情况的需要；内环为高分子材料，具有耐高温、自润滑性能、耐腐蚀、耐油、耐老化、耐磨损、不损伤对磨件等优点。滑性能、