蒸汽透平转速下降的原因分析与处理措施

沈秀清 邱玉见

（中国石油天然气股份有限公司辽阳石化分公司)

蒸汽透平转速下降的原因分析与处理措施

沈秀清*邱玉见

（中国石油天然气股份有限公司辽阳石化分公司)

分析了循环氢压缩机产生转速下降故障的原因，并提出了故障的处理措施。

压缩机 汽轮机 故障处理 调速系统 传动机构 滑块

某循环氢压缩机是催化重整装置的关键设备，其驱动机为中压蒸汽 （3.3 MPa，380℃）驱动的汽轮机。压缩机与透平直连，其转速相同。该汽轮机为背压抽汽式，额定蒸汽流量12 300 kg/h，蒸汽出口压力0.6 MPa（低压蒸汽）。该汽轮机的转速采用美国WOODWARD公司生产的PG-PL型调速器进行调节。

1 调节原理

调节系统结构由调速器、杠杆传动放大机构、调速阀组成，如图1所示。调速器接受调节信号，并将其转换成另一种调节信号输出。由于调节信号微弱，必须经杠杆放大机构放大才能用于控制调速阀开度。调速阀调节进气量，用以改变工况。

2 机组运行的故障现象

循环氢压缩机正常运行的转速为9200 r/min。操作工巡检时发现，蒸汽透平的转速降到了8500 r/min，即压缩机转速降到了8500 r/min，同时压缩机排气量也下降了。经现场调节，压缩机转速虽然升到了8700 r/min，但之后却再也无法升速了。检查氢气系统无异常，蒸汽参数也未发生变化，机组无其他明显的故障现象。因此，判断是透平调速系统发生了故障。于是，决定趁催化重整装置停车机会，对透平调速系统进行检修处理。

图1 调速系统现场

3 故障原因分析与处理

（1）首先将调速器拆下，送设备处校验。经检查，调速器没有问题，工作正常。

（2）拆调速阀，检查内部构件损坏情况。经检查，调速阀阀芯、阀座并无明显的腐蚀和磨损情况。阀体密封良好，无泄漏现象。

（3）检查杠杆传动放大机构各零部件，发现调速阀阀杆上部发生弯曲 （图2中部位1处）。我们判断阀杆上部弯曲是导致透平转速下降的主要原因。

图2杠杆传动机构

图2中部位A是一对滑块组合，如图3所示。滑块1、2镶嵌于滑块3中。正常情况下，两侧滑块1、2在杠杆的圆孔中是能自由转动的，以使滑块3所受的力始终向下与调节阀阀杆运动方向一致。滑块1、2与滑块3的配合为间隙配合，其间隙不能超过0.05 mm，以便滑块1、2在滑块3的槽中正常自由地滑动。滑块3中间的螺纹孔直接与调速阀连接，并且滑块3在调速阀杆上的位置要符合设计要求。

对杠杆传动机构进一步检查发现了以下问题：

（1）滑块1、2由于受高温蒸汽的腐蚀作用，已锈死在杠杆孔中，不能自由转动。

图3 滑块组合

（2）滑块1、2与滑块3的配合间隙达到0.30 mm，远远超出设计要求。

（3）图2中销轴2与孔的间隙过大。

由此可以看出，滑块1、2的锈死使阀杆的受力方向和运动方向不一致，导致阀杆弯曲，同时，销轴2与孔以及滑块间的间隙变大也使调速器与调速阀的特性曲线不成比例。因此，当透平的转速由于管网蒸汽压力波动等因素降低后，该杠杆调节机构难以起到准确的调节作用。

针对以上原因，我们做了如下处理：

（1）重新加工滑块1、2，并将材质由普通黄铜改为更耐磨的磷锌铜。适当减小滑块1、2的圆柱面直径，使滑块1、2在杠杆孔中能自由转动。同时使其与滑块3的间隙保持在0.05mm以内。

（2）更换磨损的销轴。

（3）在杠杆支点前端位置3处加一弹簧，以减小机组和管线振动造成的传动机构各部位的磨损。

检修完毕，开车后机组运行平稳，透平的转速也恢复了正常。至今机组已安全运行了6个月。

超大深孔焊高温换热器完成组装

2013年5月上旬，江苏双良新能源装备有限公司为浙江卫星石化45万t/a丙烷脱氢项目制作的首台热联合进料换热器预组装完毕。

该换热器直径2.7m，为典型的超大型深孔焊高温换热器，单根换热管长21m，总长29m，总质量200 t，主材S30409不锈钢，换热管与管板连接为深孔焊接。深孔焊采用精良的进口设备，技术人员经反复试验、论证，确定精确的焊接参数，严控焊缝成型，并逐根进行氦气检漏，确保焊接质量。

（金秋）

超大型石墨列管式换热器投放市场

河北深州市天承石墨制品有限公司开发的大型石墨列管式换热器已投放市场。传统石墨换热设备因换热面积小、物理性能差等原因使换热性能受到影响。天承石墨制品公司在科研单位的协助下，瞄准超大型石墨换热设备攻关取得成功。他们研发的600m2石墨列管式换热器具有换热面积大、阻力小、耐温、耐压、耐腐等特点。其抗压强度为60 MPa，导热系数达502 kJ/(m·h·℃），适用于冷却、冷凝、加热等各种工艺生产过程。

（求实）

Cause Analysis and Treatment for Steam Turbine Speed Drop

Shen Xiuqing Qiu Yujian

Analyzed the speed drop cause of recycle hydrogen compressor,and put forward the fault treatments.

Compressor；Steam turbine；Faulttreatment；Speed controlsystem；Transmissionmechanism；Slide

TQ 050.3

2012-12-17）

*沈秀青，女，1985年生，助理工程师。辽阳市，111003。