在线检测与校验技术在煤化工中的应用

2015-07-30刘素艳朱白钦王中文

河南科技 2015年10期

刘素艳朱白钦王中文

（河南龙宇煤化工有限公司，河南永城 47766660000）

河南龙宇煤化工有限公司年产500kt甲醇装置是国内外首套采用Shell粉煤气化制甲醇的大型生产装置，全公司共有大型离心压缩机组7套，固定式压力容器370多台，各类压力管道20多万米，安全阀390多台，因此，保证这些大型机组、承压类特种设备的安全稳定运行是设备管理中的重点，由于化工装置的特殊性，化工装置只有安、稳、长、满、优，才能产生经济效益［1］。为了解大型机组和各类压力容器的运行状态，保证装置的安全运行，在不影响正常生产的状态下，该企业引进国内外先进的在线检测及校验技术，保证设备稳定、连续、长周期运行。该企业对于大型机组采用以振动检测为基础的设备状态监测与故障诊断技术，对于压力容器、压力管道采用无损检测技术，对于安全阀采用在线校验技术［2］。通过将这三项技术成功应用到现场，很好地解决了大型煤化工装置设备长周期连续运行的问题。

1 解决现场问题及应用效果

1.1 成功解决空分增压机四五级振动大的问题

2010年9月份该企业空分装置空压机组出现问题：增压机组第四级轴振动值偏大，第五级轴振偶发低频突起振动，如不及时查明原因，将引起机组停车，影响整个装置停车。通过在线振动监测分析，结合实际运行情况得出空分增压机四五级振动大原因如下：①润滑油油质不好；②管道应力较大。在2011年停车检修时，我们针对这两项工作进行了处理，首先，更换了润滑油，其次，对进口管道进行了调整。开车以后，增压机的振动值明显下降，目前一直处于稳定运行状态。

1.2 成功解决汽轮发电机振动问题

该企业的汽轮机由青岛捷能电站工程有限公司设计生产，高压调整抽汽式汽轮机，发电机由山东齐鲁电机制造有限公司济南发电设备厂设计生产（空气冷却式），该机组为单级抽汽式汽轮机，汽轮机转子和发电机转子分别用轴承支撑，其间用刚性联轴器连接。B号汽轮发电机组在运行中发现3号瓦轴振动值超过报警值达到188μm，4号轴瓦轴振动值达到120μm，发电机在运行中出现的振动问题，造成机组降低负荷，甚至被迫停机的现象时有发生，给热电厂发电机组安全、稳定运行带来了困难。针对发电转子存在不平衡的问题，为了缩短检修的时间，通过振通904计算配重角度和重量，并采取现场动平衡，达到降低振动的目的，处理措施如下：①在发电机驱动端轴处贴鉴相片，标出相位角。以鉴相片为零相位，取逆旋转方向为正方向。在距鉴相片5mm左右处布置光电传感器，分别在发电机两端轴承座水平方向放置压电加速度传感器，取速度值为测量参数。在整个动平衡过程中，鉴相片的位置和光电传感器的位置与方向应保持不变。②启动汽轮发电机待转速平稳后，将振通904调整为双面动平衡状态，并进行测量，得到的初始振动速度及其相位为：第一面（驱动端3号瓦）3.82mm/s 93°；第二面（非驱动端4号瓦）4.54mm/s 330°。③测量完毕，停机并打开发电机机壳，在第一面333°边缘处（见图1）加试重块160g，盖好机壳，在第二面210°边缘处（见图2）加试重块160g，盖好机壳。④启动汽轮发电机，待转速稳定后，把第一、二面加配重的位置和重量输入振通904，当振通904屏幕中转速、振幅和相位显示稳定后，按回车键存储。计算影响系数，停车按动平衡仪给出的配重后的效果，如果效果情况不好，可以重新安装配重，直至满意为止。通过一次动平衡，轴振结果有显著下降，3号瓦轴振动值从188μm下降50%，4号轴瓦轴振动值从120μm下降40%。现场动平衡处理后，运行期间对机组进行了一次振值测量和频谱分析，发现各轴瓦振动情况良好，完全达到运行要求。综上所述，通过状态监测技术和频谱分析，能够确定动设备的各种故障类型，制定有针对性的处理方法。采用振通904不仅可以解决发电机出现的故障，而且是一种简便而快捷的处理方法，大大缩短了机组的检修时间，提高了机组的运行效率。

图1

图2

1.3 在线无损检测保证高压蒸汽弯头、合成气管道运行状况的可知、可控、可防。

该企业开车初期出现高压蒸汽弯头多次爆裂，成为该企业最大的生产隐患，对这批高压蒸汽弯头进行更换后，为了解更换后这批高压蒸汽弯头的运行状况，我们定期进行无损检测，通过光谱分析、测厚、测硬度、超声波检测、射线探伤等手段进行检测，并通过检测数据给出检测报告，进行综合评定。经过2011-2012年两年的检测运行，所有弯头均未发现异常现象，保证了该企业高压蒸汽管道运行状况的可知、可控、可防。

1.4 安全阀在线校验技术的应用为甲醇装置锅炉、压力容器、压力管道长周期运行提供了保障。

安全阀作为一种超压泄放装置，在承压类特种设备的超压保护中，其重要程度不言而喻。据详细统计，该企业共有安全阀393台，因此，每年对安全阀的校验成为一大难点，一方面要保证甲醇装置长周期生产，另一方面要兼顾国家对安全阀每年至少调校一次的明文规定。如果每年集中采用离线校验则不仅工作难度大，短期内无法完成，影响整个装置的正常生产，且拆装及校验费用投入也相对较高。根据国家TSG ZF001-2006《安全阀安全技术监察规程》的要求，如果企业具备自行整定安全阀的能力，则可以自行校验。因此，该企业派调校人员外出学习并取得安全阀Ⅱ级校验资格后，将安全阀在线调校技术成功地应用到生产现场，很好地解决了在装置正常生产过程中的安全阀调校问题［4］。

2 实施经济效益分析

先进的在线检测与校验技术在该企业的应用，是设备预知维护必备的手段，也是该企业开展设备点检定修管理的核心技术。先进技术的应用首先带来的是设备维修费用的逐年递减，根据统计2010-2012年每年维修费用减少100万元；其次，最大的效益就是保证了装置的长周期、满负荷运转，按照每年少停两次车计算，每次按照损失200万元来计算，每年至少减少因机组故障或者合成气管线泄漏停车花费400万元。除此之外，该企业不仅技术先进，技术人员也具备较高的操作能力，如这些维护操作让专业维护公司来做，三项加在一起每年至少要人工及服务费用约150万元。总之，在线检测与校验技术在该企业的应用，除去设备及培训费用50万元外，每年至少节省600万元的检修费用。