降低合成氨生产透平循环机电机故障率

康钰涛

（河南能源化工集团安化公司，河南 安阳 455133）

某公司第2套合成氨、尿素系统生产能力为120 kt/a合成氨、200 kt/a尿素。合成氨系统安装有3台TC450/32-13型透平循环机，该透平循环机具有结构紧凑、占地面积小、使用效率高和噪声低等优点。但由于工艺操作、检修、维护等各方面原因，透平循环机配套电机运行状况一直不稳定。主要表现为电机轴承易散架、定子线圈易烧损等故障，外协检修率居高不下。这种情况不仅不利于生产系统的安全稳定运行，也带来了较大的经济损失，同时给维护增加了很多不必要的工作量。

1 改造前状况

3台透平循环机运行方式为2开1备，循环机配套电机检修车间备用3台。透平循环机配套电机型号YGN-600-2，额定电压380 V、电流1 042 A、功率600 kW，转速2 970 r/min，绝缘等级F，接线方法△，轴承型号NU317EP/C4。

为了对透平循环机电机的检修情况做更进一步的了解，对2014年期间透平循环机检修及更换情况做了统计，2014年全年共外协检修电机10台次，电机主要故障为：电机轴承散架、电机定子线圈绕组崩断，电机定子线圈绝缘击穿受损等等。每台电机检修价格大约15万元左右，全年仅透平循环机电机外协检修就要耗资近150万元，同时也给维护增加了很多不必要的工作量。

2 原因分析

通过分析透平循环机电机出现故障的数据，造成透平循环机电机故障频繁的主要原因有：

1)外协检修质量差。透平循环机电机是大功率特种电机，当电机烧损后，公司内部检修班组无法进行定子大修处理，需联系外协联系厂家进行大修。而原外协大修厂家A电机厂大修完成后，无任何电机试验报告单，大修后电机使用寿命短，电机定子线圈多次出现放电击穿现象，检修工艺不符合工艺规范，检修质量差。

2)电机保护气质量不高。透平循环机工作介质内含有腐蚀性气体，循环介质一旦进入电机内部，将对电机定子线圈造成致命伤害。对损坏的电机解体检查发现，电机内部氨味较大，这说明透平循环机电机保护气运行不稳定、质量差，循环介质氨进入到电机内，严重腐蚀电机绝缘，从而导致电机烧损。保护气运行不稳定，也使电机运行产生的热量不能够及时被带走，不利于维持电机绝缘。

3)电机转子运行不平衡。电机在运行过程中，多次出现轴承散架故障，该故障对电机转子平衡造成一定的影响，公司内部检修班组检修设备有限，无法对电机转子做动平衡检查，使电机带病运行。后经结合专业技术设备对电机转子进行检查，发现部分电机转子左不平衡量125 g，右不平衡量160g。电机转子运行不平衡，严重影响电机的安全运行。

4)带电测量绝缘电阻仪老化。带电测量绝缘电阻仪是随透平循环机安装时配套安装的，现已运行16 a，运行时间已较长，再加上安装现场温度较高，环境比较恶劣，导致在线绝缘监测装置出现老化、检查失灵现象，不能准确反映电机绝缘情况，异常时不能够及时被发现，致使电机带病运行，易引起设备跳车。

5)电机大修绝缘材料不合格。对透平循环机电机定子线圈进行检查发现，电机定子线圈有放电痕迹，而该放电痕迹是电机线圈绝缘材料不合格放电造成的，最终引起线圈烧损。

3 对策实施

1)重新确定循环机电机外协检修厂家，并安排检修员工到外协检修厂家，全程监督外协电机大修，严把检修质量。电机外协检修工作完成后，对电机进行全面试验，并要求外协检修单位出具正式试验报告单（如表1），严把验收关。

表1 透平循环机专业电机试验报告单Tab 1 Test report of special motor for turbine circulator machine

2)针对透平循环机电机内部充满了氨味的情况，对生产车间的保护气系统氨冷器、水分离器、硅胶干燥器、电加热器及其配管、阀门等部件进行全面检查、检修，并对变质的硅胶干燥机进行更换，以保证循环氨不再窜入电机。

3)对电机转子不平衡现象进行修复。修复后，电机转子不平衡量降低到3 g左右，达到电机运行＜5 g的标准。

4)对带电测量绝缘电阻仪装置解体后检查发现，内部电路板部分原器件已损坏，现有绝缘电阻仪已无法准确检查电机绝缘情况。将原来的DJY-Ⅲ型绝缘电阻仪更新为YNY-Ⅲ系列在线绝缘监测仪。YNY-Ⅲ系列在线绝缘监测仪在线监测时不会增加系统的电压纹波系数，不受系统对地分布电容的制约及外界信号的干扰。同时面板设有报警指示灯。当监测系统的任何一线和地之间的接地绝缘出现异常，低于仪器设定的报警值时，发出声光报警信号，能够及时通知相关人员进行检修维护。

5)电机内线圈的放电现象是电机绝缘不合格造成的，因此需更换绝缘材料，要求绝缘材料能够满足抗氨腐蚀性和绝缘材料耐压试验标准。检修人员对电机大修新绝缘材料采用8 kV电压、60 s时间进行耐压试验，耐压试验合格，并且新材料具有抗氨腐蚀性，能够满足透平循环机电机绝缘使用需要。

4 运行效果及巩固措施

透平循环机各项措施落实后，电机运行状况良好，前后轴承温度45℃左右，电机绝缘在10 MΩ以上，2015年和2016年期间透平巡检机只按时进行了中小修维护保养工作，未发生电机烧损等故障，2年期间外协检修次数为0，与2014年全年外协大修10台相比效果显著。有效避免了系统因透平机电机故障导致跳车事故的发生，并节约了大量外协检修费用

每次检修更换透平循环机备用电机最少需要8 h，而故障电机拆除后解体检修还至少需要16 h，1台设备从更换备机到解体检修共需要24 h。2014年全年外协检修10次。而且外协检修，从故障电机到外协厂家再到新电机返厂，需要25 d左右。系统改造优化投运后，大大减轻了检修人员劳动强度，节省了大量外协检修时间。

5 结束语

为了巩固所取得的成成效，采取了如下巩固措施：1)建立健全电机外协检修台账，详细记录外协大修电机基本信息，并且严把外协检修质量关；密切结合工艺运行人员，保证电机保护气高质量运行。2)加强对检修人员的培训力度，使检修人员能够对电动机故障原因作出正确的判断，确保检修质量和电动机安全运行。

经过以上几项措施的实践应用，电机运行状况良好，避免了经济损失和安全事故的发生，为生产系统的安稳长满优运行奠定了基础。