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1、蒸汽透平軸振動(dòng)波動(dòng)的原因分析及解決對(duì)策夏詠梅(中國(guó)石油蘭州I石化公司化肥廠，甘肅蘭州730060)摘要：本文對(duì)蘭州石化稀硝酸裝置“四合一”機(jī)組在運(yùn)行過(guò)程中蒸汽透平的軸振動(dòng)波動(dòng)的原因進(jìn)行了深入分析。并提出了相應(yīng)的解決措施，有效解決了制約“四合一”機(jī)組正常運(yùn)行的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了稀硝酸裝置的“安穩(wěn)長(zhǎng)滿優(yōu)”生產(chǎn)。關(guān)鍵詞：蒸汽透平；軸振動(dòng)；蒸汽品質(zhì)；u型排凝管1JU▲—Ll刖茜中國(guó)石油蘭州石化化肥廠稀硝酸裝置采用雙加壓法工藝，即在氧化壓力0．45MPa(A)，吸收壓力1．1MPa(A)的條件下，生產(chǎn)濃度為58．0～62．0％的稀硝酸，其中“四合一”機(jī)組是整
2、個(gè)裝置最核心的設(shè)備，該機(jī)組從德國(guó)進(jìn)口，由蒸汽透平機(jī)、氧化氮壓縮機(jī)、空氣壓縮機(jī)、尾氣透平機(jī)同軸組成，為稀硝酸生產(chǎn)提供動(dòng)力及能量回收。稀硝酸裝置于2005年建成開(kāi)工至今，在運(yùn)行過(guò)程中曾出現(xiàn)蒸汽透平軸振動(dòng)大幅度的波動(dòng)，而機(jī)組振動(dòng)會(huì)影響稀硝酸裝置的平穩(wěn)運(yùn)行，因此，防止“四合一”機(jī)組軸振動(dòng)波動(dòng)是確保稀硝酸裝置平穩(wěn)長(zhǎng)周期運(yùn)行的重要保障；2流程簡(jiǎn)介從氧化工序(或廠蒸汽管網(wǎng))送來(lái)的4．0MPa蒸汽，經(jīng)主汽閥XV20205、調(diào)節(jié)閥SV20210后進(jìn)入蒸汽透平(J31011)做功，為空氣壓縮機(jī)(J31012)和氧化氮壓縮機(jī)(J31013)提供動(dòng)力。做功后的乏汽去
3、表冷器(C20201)冷凝，冷凝液由冷凝液泵(E10571／E10574)送除氧器或廠脫鹽水管網(wǎng)。由蒸汽管網(wǎng)來(lái)的1．0MPa蒸汽，分兩路進(jìn)入機(jī)組系統(tǒng)。一路由調(diào)節(jié)閥PV20406調(diào)節(jié)作為蒸汽透平軸封蒸汽；一路作為抽汽噴射器的動(dòng)力汽源。3生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)的異?，F(xiàn)象2008年3月21日以來(lái)，機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)蒸汽透平的高壓側(cè)軸振動(dòng)VIA20105x／y、低壓側(cè)軸振動(dòng)VIA20101x／y的監(jiān)測(cè)點(diǎn)出現(xiàn)間歇性振動(dòng)。隨著時(shí)間的推移振動(dòng)頻次、振動(dòng)幅度均有提高的趨勢(shì)，最大值曾達(dá)到50微米，(報(bào)警值：44．1lxm，聯(lián)鎖值：58．8“m)，嚴(yán)重威脅到機(jī)組的安全
4、運(yùn)行。4軸振動(dòng)波動(dòng)的原因分析(1)“四合一”機(jī)組自運(yùn)行以來(lái)蒸汽透平的排氣壓力一直控制在4KPa、5KPa，由于排氣壓力低，使氣輪機(jī)的做功效率好，但同時(shí)有可能造成蒸汽透平的末級(jí)葉輪帶液，時(shí)間長(zhǎng)了有可能損壞末級(jí)葉輪，使振值增大。(2)自產(chǎn)蒸汽的品質(zhì)不好。蒸汽透平對(duì)動(dòng)力蒸汽的要求是：無(wú)冷凝液，無(wú)塵粒、無(wú)銹蝕化合物。蒸汽如果帶液，水的速度較蒸汽的速度慢，容易造成水滴撞在葉片背部發(fā)生很大的推力，將轉(zhuǎn)子向后推動(dòng)，從而把推力瓦鎢金熔化造成事故。機(jī)組入口過(guò)熱蒸汽帶水，過(guò)熱蒸汽管道上的三個(gè)疏水倒淋(第一個(gè)在管道分離器底部；第二個(gè)蒸汽分離器底部；第三個(gè)在大閘閥前
5、u形彎底部)，疏水倒淋管內(nèi)冷凝液積存到一定程度后，隨著主蒸汽管道過(guò)熱蒸汽將積存的冷凝液帶入機(jī)組造成機(jī)組間歇振動(dòng)，之后，又通過(guò)冷凝液的積存，帶入，振動(dòng)??。查閱化驗(yàn)室分析數(shù)據(jù)，裝置自產(chǎn)蒸汽中的二氧化硅含量高，造成蒸汽透平的通流部分結(jié)有鹽垢，在透平的高壓區(qū)結(jié)垢比較嚴(yán)重，低壓區(qū)內(nèi)由于處于濕蒸汽工作條件下很少結(jié)垢，其危害有：①降低蒸汽透平的效率，增加耗氣量。②由于結(jié)垢，氣流通過(guò)隔板及葉片壓降增加，工作葉片的反動(dòng)度也隨之增加，導(dǎo)致軸向推力加大。③轉(zhuǎn)子不平衡會(huì)造成軸振動(dòng)增加。(3)油溫的影響。①油溫低時(shí)粘度大，形成的油膜較厚，承載能力強(qiáng)，但是流動(dòng)性能差，
6、可能造成軸承的干摩擦而出事故。②油溫太高，粘度小，承載能力低，帶不走摩擦所產(chǎn)生的熱量也會(huì)影響軸承的正常工作。(4)軸封蒸汽U型排凝管堵塞排液不暢。蒸汽透乎低壓側(cè)由于低溫運(yùn)行，使蒸汽透平的最后幾級(jí)葉片中的蒸汽濕度大，機(jī)內(nèi)輸水不良時(shí)，有可能造成葉片的腐蝕。高壓端供汽防止高壓氣體外流，低壓端汽封是防止空氣進(jìn)入破壞真空。冷凝液通過(guò)u型管排放，若沒(méi)有冷凝液排出時(shí)，則管線有凍堵現(xiàn)象，輸水不良時(shí)造成了葉片的沖蝕，也會(huì)破壞轉(zhuǎn)子的平衡，使軸振動(dòng)增加。若無(wú)凍堵時(shí)，軸封蒸汽供汽太大泄漏汽全部抽出放空，不能形成水封，空氣會(huì)通過(guò)低壓端進(jìn)入影響真空。查看稀硝裝置的“四合
7、一”機(jī)組蒸汽透平的u型排凝管的冷凝液排液不暢，特別在冬季時(shí)無(wú)冷凝液排出。5針對(duì)以上原因，采取了如下措施(1)將蒸汽透平的排氣壓力由原來(lái)的4KPa、5KPa提高控制在14KPa左右，這樣既保證了蒸汽透平的做功效率又防止了末級(jí)葉輪帶液的情況。(2)嚴(yán)格控制自產(chǎn)蒸汽品質(zhì)，過(guò)熱蒸汽管道上的三個(gè)疏水導(dǎo)淋及時(shí)進(jìn)行間斷排放，防止蒸汽帶液并控制蒸汽溫度在工藝范圍內(nèi)。及時(shí)查看化驗(yàn)室分析數(shù)據(jù)，自產(chǎn)蒸汽中的二氧化硅含量高時(shí)及時(shí)將機(jī)組冷凝液外送補(bǔ)充新鮮脫鹽水改善水質(zhì)。(3)認(rèn)真檢查并疏通軸封蒸汽u型排凝管，確保軸封蒸汽冷凝液排放暢通。(4)控制油溫在35—45℃。6
8、結(jié)論通過(guò)采取以上措施“四合一”機(jī)組再未發(fā)生過(guò)蒸汽透平軸振動(dòng)大幅度波動(dòng)的現(xiàn)象，確保了裝置的安穩(wěn)運(yùn)行。作者簡(jiǎn)介：夏詠梅(1969一)，女，漢族，籍貫：浙江省，技師助理工
