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[摘 要]在石油化工装置中循环氢离心压缩机的脱开与节流机构的脱开阀主轴密封由于过度摩擦,阀内有氧化物、磨损或机械损伤等原因影响汽轮机的正常运转和在紧急状态下出现滞附现象,对整个机组的安全运行和运转寿命,形成严重的隐患。以辽阳石化炼油厂C5102压缩机为检修实例,剖析故障原因和进行技术攻关。
[关键词]汽轮机;脱开节流机构;
中图分类号:S194 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)04-0038-01
1.设备主要参数介绍
辽阳石化炼油厂C5102压缩机的型号为非冷凝蒸汽涡轮式1410KW循环氢气体压缩机。汽轮机功率:在12384rpm時为1410KW;涡轮级数为拉特1级;轴密封在所有情况下为3个迷宫式环;排汽安全阀在蒸汽压力为245psig时打开;在270psig时完全打开,通过蒸汽流量为89707P/小时;轴承润滑由外部强制供给。
2.故障现象
炼油厂C5102循环氢压缩机由于从设备安装运行开始(1996年由美国德莱赛蓝公司生产)至今,一直没有进行大范围的解体检修,借助大检修契机,厂要求对汽轮机进行更换转子和压缩机更换干气密封。其中主要包括脱开和节流阀执行机构的检修任务,由于以节流方式控制汽轮机达到转速时进入汽轮机的蒸汽量和起到快速关闭应急阀作用的执行机构不动作时,严重影响到汽轮机的正常运转和在紧急状态下出现滞附现象,当汽轮机不工作时此节流阀不能打开或动作,影响整个机组的安全运行和运转寿命,最终可能导致非常严重的后果。
3.故障机理
手动阀操纵喷咀控制阀可以在部分负荷,降低蒸汽压力的额定负荷或在超负荷能力下操作时得到最大效率。此阀允许调节喷咀面积,达到特别接近具体负荷条件下蒸汽流量要求的正确面积,从而减小节流。当蒸汽离开调节器时,它充满供给喷咀环的蒸汽室。此蒸汽室与喷咀环之间的壁上有许多开口或孔口,蒸汽通过这些开口供给一定的喷咀或成组喷咀。为了按上所述调整喷咀面积,这些阀可以置于实际或要求的多数开口内,但有一个孔口除外。该孔口时时处于调节器控制的入口阀控制之下(图1)。
但手动阀不能用作节流阀,它们应当大打开或全闭合。部分打开的阀由于蒸汽侵蚀作用很快损坏阀座。这种状态如同“拉丝”。而当装置投入运行时,不得使阀关闭过紧,否则可能会把阀锁定在关闭位置而变得难以打开。
脱开与节流阀有两个单独的执行功能。其一是以节流方式控制汽轮机达到转速时进入汽轮机的蒸汽量。另一功能是起到快速关闭应急阀的作用。应急超速调节器组件位于涡轮轴蒸汽端的杯套内或直接加工在涡轮轴内,其作用是当汽轮机转速达到设定的脱开转速时使汽轮机停车。脱开机构在出厂时已调整好,不需进行进一步调整,然而脱开转速在小的极限范围内可能升高或者降低。
由于过多的沉积物和零部件的锈蚀导致调节器阀运动行程出现偏差,其次执行机构内存留的空气使得执行机构出现故障,当出现障碍时或调节阀杆阻力增大,为了保护设备,阀杆可能被强力的执行机构弯曲。
4.检修过程与检修总结
4.1 检修过程
首先,按照拆卸步骤(1).断开汽缸法兰上的压力和排放管路连接。(2).从调节器杠杆上断开联动机构。(3).拆下在阀体盖上固定脱开节流阀的螺栓。(4).拆下阀体上固定阀体盖的螺栓;然后卸下阀体盖。(5).抬起应急阀的导杆部件。然后,在应急阀杆的下端把应急阀和控制阀引到它们的座位处,松开脱开锁销杠杆;其次,用螺栓松动剂对螺纹和丝杠部分进行润滑,卸下阀柄和应急阀杆的填料密封件和不锈钢衬套,拆下内外衬套,取下阀杆弹簧,利用铜棒和橡胶锤对上部止推盘和下部止推盘进行轻微振动,并时刻测量和调整执行机构的有效行程和安全行程;逐步排出执行机构内的空气,这时发现执行机构与阀杆的对准度没有对准,执行机构出现滞附、受阻现象。
4.2 检修总结
4.2.1 检修小结
经过检修时对故障的现象及处理方法,建议脱开机构、弹簧或锁销调整不当或情况不良时,应当经常用手断开超速机构试验,确保脱开阀敏捷地关闭并使汽轮机停车;用优质的润滑油对外部运动件每周至少润滑一次。保持各零部件清洁,防止在应急调节器工作时可能出现滞附作用。
脱开和节流阀打开时出现振动或费力的情况下,应当查看盖子上标识的节流螺钉。为了消除振动,逆时针方向转动此螺钉,允许更多的蒸汽流入主盘上方的腔室(增加泄漏)。为了减少手轮上的力,顺时针方向转动此螺钉。为了检查安装,从盖子上取下管堵头。装上压力表并打开控制阀,调整节流螺钉,直至泄漏压力为线路压力的25%为止。
当顺时针方向转动手轮时,提升杆转动使上部阀杆和脱开锁销杆由脱开位置升高到由应急阀手动脱开杆保持的闭锁位置。
应急阀杠杆与脱开杠杆啮合之后,处于应急阀杆末端的控制阀,当手轮逆时针方向转动时被抬起。在应急阀移位之前全打开时,阀上方的线路内压力通过控制阀排向阀的出口一侧。主阀上方的压力当控制阀打开时降低,因为室内的蒸汽排放速度快于通过间隙和上部阀泄漏孔可进入的蒸汽速度。主阀上方的压力降低减少移位作用并接近于平衡阀状态。控制阀移位之后,按逆时针方向继续转动手轮,以便从阀座上抬起主阀。不要使主阀的顶部接触到阀体盖的下部,这样会使偏重的反作用负荷加到应急脱开杆上,它防止脱开机构松开锁销。
4.2.2 操作建议
在压缩机开车时,应当缓慢打开向汽轮机供汽管路上的截留阀,但不要开太大,使蒸汽的突然流入开始推动转子。继续缓慢打开阀,直至转速调节器保证涡轮转速控制为止。锁销打开脱开和节流阀;然后快速打开阀手轮(不要开太大),使蒸汽的突然流入开始转子旋转。调整脱开和节流阀,达到汽轮机的转速约500rpm。如果发现振动,则降低涡轮转速接近500rpm,并在此转速下运行15分钟左右。当确定汽轮机在转速调节器控制之下以后,把截留阀开大,然后转回1/4圈,以防止阀粘附在打开位置。如果在汽轮机转速升高过程中的某一时刻出现严重振动或噪音,则立即降速至500rpm左右并在此转速下运行,以便进一步加温。
5.小结
综上所述,设备要想安、稳、长、满、优运转,不但需要精心操作运行,更要精确掌握结构功能,及时发现运行偏差,分析故障原因,确定失效部件,及时作出针对性的调整或检修。
[关键词]汽轮机;脱开节流机构;
中图分类号:S194 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)04-0038-01
1.设备主要参数介绍
辽阳石化炼油厂C5102压缩机的型号为非冷凝蒸汽涡轮式1410KW循环氢气体压缩机。汽轮机功率:在12384rpm時为1410KW;涡轮级数为拉特1级;轴密封在所有情况下为3个迷宫式环;排汽安全阀在蒸汽压力为245psig时打开;在270psig时完全打开,通过蒸汽流量为89707P/小时;轴承润滑由外部强制供给。
2.故障现象
炼油厂C5102循环氢压缩机由于从设备安装运行开始(1996年由美国德莱赛蓝公司生产)至今,一直没有进行大范围的解体检修,借助大检修契机,厂要求对汽轮机进行更换转子和压缩机更换干气密封。其中主要包括脱开和节流阀执行机构的检修任务,由于以节流方式控制汽轮机达到转速时进入汽轮机的蒸汽量和起到快速关闭应急阀作用的执行机构不动作时,严重影响到汽轮机的正常运转和在紧急状态下出现滞附现象,当汽轮机不工作时此节流阀不能打开或动作,影响整个机组的安全运行和运转寿命,最终可能导致非常严重的后果。
3.故障机理
手动阀操纵喷咀控制阀可以在部分负荷,降低蒸汽压力的额定负荷或在超负荷能力下操作时得到最大效率。此阀允许调节喷咀面积,达到特别接近具体负荷条件下蒸汽流量要求的正确面积,从而减小节流。当蒸汽离开调节器时,它充满供给喷咀环的蒸汽室。此蒸汽室与喷咀环之间的壁上有许多开口或孔口,蒸汽通过这些开口供给一定的喷咀或成组喷咀。为了按上所述调整喷咀面积,这些阀可以置于实际或要求的多数开口内,但有一个孔口除外。该孔口时时处于调节器控制的入口阀控制之下(图1)。
但手动阀不能用作节流阀,它们应当大打开或全闭合。部分打开的阀由于蒸汽侵蚀作用很快损坏阀座。这种状态如同“拉丝”。而当装置投入运行时,不得使阀关闭过紧,否则可能会把阀锁定在关闭位置而变得难以打开。
脱开与节流阀有两个单独的执行功能。其一是以节流方式控制汽轮机达到转速时进入汽轮机的蒸汽量。另一功能是起到快速关闭应急阀的作用。应急超速调节器组件位于涡轮轴蒸汽端的杯套内或直接加工在涡轮轴内,其作用是当汽轮机转速达到设定的脱开转速时使汽轮机停车。脱开机构在出厂时已调整好,不需进行进一步调整,然而脱开转速在小的极限范围内可能升高或者降低。
由于过多的沉积物和零部件的锈蚀导致调节器阀运动行程出现偏差,其次执行机构内存留的空气使得执行机构出现故障,当出现障碍时或调节阀杆阻力增大,为了保护设备,阀杆可能被强力的执行机构弯曲。
4.检修过程与检修总结
4.1 检修过程
首先,按照拆卸步骤(1).断开汽缸法兰上的压力和排放管路连接。(2).从调节器杠杆上断开联动机构。(3).拆下在阀体盖上固定脱开节流阀的螺栓。(4).拆下阀体上固定阀体盖的螺栓;然后卸下阀体盖。(5).抬起应急阀的导杆部件。然后,在应急阀杆的下端把应急阀和控制阀引到它们的座位处,松开脱开锁销杠杆;其次,用螺栓松动剂对螺纹和丝杠部分进行润滑,卸下阀柄和应急阀杆的填料密封件和不锈钢衬套,拆下内外衬套,取下阀杆弹簧,利用铜棒和橡胶锤对上部止推盘和下部止推盘进行轻微振动,并时刻测量和调整执行机构的有效行程和安全行程;逐步排出执行机构内的空气,这时发现执行机构与阀杆的对准度没有对准,执行机构出现滞附、受阻现象。
4.2 检修总结
4.2.1 检修小结
经过检修时对故障的现象及处理方法,建议脱开机构、弹簧或锁销调整不当或情况不良时,应当经常用手断开超速机构试验,确保脱开阀敏捷地关闭并使汽轮机停车;用优质的润滑油对外部运动件每周至少润滑一次。保持各零部件清洁,防止在应急调节器工作时可能出现滞附作用。
脱开和节流阀打开时出现振动或费力的情况下,应当查看盖子上标识的节流螺钉。为了消除振动,逆时针方向转动此螺钉,允许更多的蒸汽流入主盘上方的腔室(增加泄漏)。为了减少手轮上的力,顺时针方向转动此螺钉。为了检查安装,从盖子上取下管堵头。装上压力表并打开控制阀,调整节流螺钉,直至泄漏压力为线路压力的25%为止。
当顺时针方向转动手轮时,提升杆转动使上部阀杆和脱开锁销杆由脱开位置升高到由应急阀手动脱开杆保持的闭锁位置。
应急阀杠杆与脱开杠杆啮合之后,处于应急阀杆末端的控制阀,当手轮逆时针方向转动时被抬起。在应急阀移位之前全打开时,阀上方的线路内压力通过控制阀排向阀的出口一侧。主阀上方的压力当控制阀打开时降低,因为室内的蒸汽排放速度快于通过间隙和上部阀泄漏孔可进入的蒸汽速度。主阀上方的压力降低减少移位作用并接近于平衡阀状态。控制阀移位之后,按逆时针方向继续转动手轮,以便从阀座上抬起主阀。不要使主阀的顶部接触到阀体盖的下部,这样会使偏重的反作用负荷加到应急脱开杆上,它防止脱开机构松开锁销。
4.2.2 操作建议
在压缩机开车时,应当缓慢打开向汽轮机供汽管路上的截留阀,但不要开太大,使蒸汽的突然流入开始推动转子。继续缓慢打开阀,直至转速调节器保证涡轮转速控制为止。锁销打开脱开和节流阀;然后快速打开阀手轮(不要开太大),使蒸汽的突然流入开始转子旋转。调整脱开和节流阀,达到汽轮机的转速约500rpm。如果发现振动,则降低涡轮转速接近500rpm,并在此转速下运行15分钟左右。当确定汽轮机在转速调节器控制之下以后,把截留阀开大,然后转回1/4圈,以防止阀粘附在打开位置。如果在汽轮机转速升高过程中的某一时刻出现严重振动或噪音,则立即降速至500rpm左右并在此转速下运行,以便进一步加温。
5.小结
综上所述,设备要想安、稳、长、满、优运转,不但需要精心操作运行,更要精确掌握结构功能,及时发现运行偏差,分析故障原因,确定失效部件,及时作出针对性的调整或检修。