连续重整再生风机异常振动的消除

2014-05-10毛坤朋臧大庆李国冲

化工技术与开发 2014年8期

关键词：大修介质风机

黄聪，毛坤朋，臧大庆，李国冲

（中国石油广西石化公司生产二部，广西钦州 535008）

连续重整再生风机异常振动的消除

黄聪，毛坤朋，臧大庆，李国冲

（中国石油广西石化公司生产二部，广西钦州 535008）

某石化公司连续重整再生风机大修后振动增大，并在介质温度下降和风雨天气时振动上升明显，威胁机组平稳运行。通过分析DCS记录和振动数据，认为存在以下问题：机组存在应力变化和膨帐变形；转子存在一定的不平衡和弯曲。通过采取保温修复措施，消除了风机轴承振动受介质温度和天气变化的影响，保证了机组的长周期运行，转子的不平衡和弯曲择机处理。

再生风机；振动；保温；消除

1 风机振动异常现象

某石化公司连续重整再生风机，德国PILLER悬臂离心式，变频电机驱动，联轴节连接，介质是重整再生气，入口体积流量50068m3·h-1，入口压力0.238MPa(G)，介质温度480～510℃，操作转速2776r·min-1，启动转速1388r·min-1，轴功率64kW。连锁参数：轴承温度100℃，电机绕组温度155℃，振动7.2mm·s-1。

1.1 振动持续现象

2013年5月大修后至11月，该风机振动幅值波动较大，主要是在工艺介质温度下降、风雨天气时上升明显。最典型的是随介质温度变化发生的波动，每次再生热停工，风机入口温度下降时，风机非驱动端振动都会增大至4～5 mm·s-1左右，风机驱动端振动稍低，和驱动端的振动变化趋势一致。但轴承温度却一直正常（50～60℃）。等再生重新开工温度恢复正常之后，振动下降至正常值（风机两端轴承振动正常值都在1.0～2.5mm·s-1之间，工况平稳时在2mm·s-1以内，非驱动端振动比驱动端稍大）。

1.2 振动连锁停车事故

2013年11月10日至11月11日，台风暴雨天气，发生风机振动连锁停机事故。整个过程分为3个阶段。

阶段一：11月10日21:40，风机非驱动端振动由正常值2 mm·s-1急剧上升，到22:39时到达最高点7.0 mm·s-1，已非常接近连锁值。此时钳工在检查时发现轴承箱非驱动端北侧地角螺栓松动，用扳手紧固一圈后，振动开始下降，至24:00左右振动恢复正常值；

阶段二：11月11日15:40左右，非驱动端振动又开始急剧上升，至16:05到达最高值6mm·s-1，现象与阶段一类似；之后保持稳定，在检查过程中，钳工同样对其余螺栓进行紧固，但并无发现明显松动。在紧固过程中，风机振动瞬间增大，连锁停机（DCS未记录到趋势，但捕捉到停机连锁报警）。现场1min后重启风机，振动缓慢上升，切高速档后振动值一直在5.0～5.5mm·s-1之间波动；

阶段三：11月11日17:30-19:00，由于工艺操作不当导致再生器超温至600oC，工艺调整操作，风机在负荷调整过程中非驱动端振动下降之后上升至5.0～5.5 mm·s-1之间波动，19时00之后工艺无操作变化，到22:30左右振动下降，至24:00左右振动下降至1.8 mm·s-1左右，之后一直稳定运行。

在3个阶段中，风机入口介质温度在17:30-19:00分超温偏高；暴雨贯穿在3个阶段，但在11月11日20:00开始左右逐渐减小；两端轴承温度无明显变化，都在60oC以内。

2 原因分析

2.1 振动监测

对机组每周进行离线监测，测点布置见图1。

图1 机组测点分布

9月29日再生停工风机振动大时采集数据，进行离线分析。分析发现风机非驱动端水平、垂直、轴向振动趋势一致，其中垂直方向振动最大。图2为当时测得的非驱动端垂直方向振动数据。

图2 非驱动端垂直方向振动数据

图2中，最上部分图是截止至2013年9月26日的振动趋势。在波形比较图和频谱比较图中，选择了2013年2月27日9:04和2013年9月26日10:12作比较。

图3是2013年9月26日10:17风机非驱动端的轴心轨迹，其中上部分2张图分别是垂直和水平方向波形图，下部是轴心轨迹图。

图3 2013年9月26日风机非驱动端轴心轨迹

从图2～3可以看出，风机非驱动端在9月26日出现了自监测后的最大振动值，正弦波形，特征频率为一倍频，垂直和和水平方向相位差接近90℃。

结合其余3点，即电机驱动及非驱动端、风机驱动端振动数据，加上停工温度下降振动明显上升的现象，分析如下：1）振动随介质温度明显变化，可能存在管道应力或热膨帐变形。2）从振动特征看，有存在不平衡或轴弯曲的可能。

2.2 暴雨天气振动

2013年11月10日至11日，当时发生大振动的整个过程中，由于伴有暴雨，测点一直有水附着，无法进行数据提取，但结合之前的振动特征，分析如下：1）暴雨风是振动增大的直接原因。2）检查发现的螺栓松动现象，在修复后振动存在高数值，说明是振动导致的松动，松动不是振动产生的原因。

2.3 最终分析及采取措施

1）由图2看出，2013年5月，大修后风机振动逐步上升。风机在大修期间为了处理气封泄漏问题更换了转子，备用转子安装前没有做动平衡，可能存在一定的不平衡或弯曲。

2）风机振动随介质温度和天气变化剧烈，可能是应力变化或膨帐变形。

3）结合振动加速度分析，排除轴承损伤。

根据以上3点做了以下工作：

1）检查设备基础、管线支撑、吊架、膨帐节，均正常。

2）检查管线和机体保温，发现部分保温连接处不严，易漏水；用红外线温枪监测，发现部分连接不严的保温进水导致保温效果不佳，保温保护层表面温度很高。可见，大修时保温未进行完善，在之后的运行中逐步损坏。因此，更换损坏的保温，在所有连接处多布铆钉，并用浆料密封。

3）关注工艺介质组分，均正常。

2013年10月采取保温修复措施后，振动值逐步下降，并在再生热停工和暴雨天气下都没有发生振动明显上升现象。因此，经实践验证，可以认为，温度变化尤其是暴风雨天气下，保温漏水导致保温效果不佳，管线保温层温度不均匀导致应力变化或膨帐变形，振动增大；而在再生热停工介质温度下降时，由于保温效果的不一致导致管线温度变化的不一致，也使振动增加。保温修复后，振幅下降且不受外因影响，但振动特征与之前仍然一致，运行状态也没有2013年5月大修前好，不平衡和弯曲现象存在。见图4～5。