E-138型烟气轮机故障的诊断

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故障诊断
石油和化工设备
图1 振动趋势图
图2 机组监测概貌图
E-138型烟气轮机故障的诊断
刘晖1,2,屈双军1,2,杨俊1,2
(1.中国石油渤海装备兰州石油化工装备分公司, 甘肃 兰州 730060)
(2.甘肃省炼化特种装备工程技术研究中心, 甘肃 兰州 730060)
[摘 要]本文阐述了应用状态监测和故障诊断技术对某炼厂E-138型烟气轮机的振动异常进行的分析与诊断,找出了故障原因并提出消振措施,使该烟气轮机的振幅下降,正常运行。

[关键词] 烟气轮机;故障诊断;降低振幅
作者简介:刘晖(1967—),男,湖南隆回人,大学本科,工程师。

在中
国石油渤海装备兰州石化装备分公司工作。

烟气轮机是炼油厂重油催化裂化装置能
量回收的关键设备,它的运行情况直接关系
到装置的运行周期和能耗水平。

烟气轮机作
为主风机组的驱动设备,对其健康状态的依
赖程度越来越高。

在设计、制造、安装、运
行、工艺操作等环节稍有不当,都会造成设
备在运行时发生故障。

大部分故障表现出的
征兆是转子径向振动超标。

本文利用状态监
测和分析系统,及时分析了烟机振动超标原
因,提出了消振措施,为烟机的日常运行管
理和检维修提供了决策依据。

1 故障现象
国内某炼厂重催装置主风机组完成大检
修后,E-138型烟气轮机组于2020年11月9日开
机。

开机后,随着入口蝶阀开度的增大,烟机
联轴器侧的两个通道振幅随之增大。

截至12月
25日,联轴器侧振幅由开机后38μm逐渐增加
到68μm。

但轮盘侧两个通道振幅比较理想,
振幅约27μm,波动值约3μm。

如图1所示。

经过现场问询,烟机在检修期间更换了
联轴器端径向支持轴瓦,轴颈
127mm,轴瓦
间隙0.17mm,为1.3‰;同时更换了联轴器
两侧的膜片。

在烟机运行期间,用户也多次
监测联轴器端的振动烈度,三个方向的平均
数值分别为:水平方向4.2mm/s,垂直方向
1.0mm/s,轴向
2.0mm/s。

2 故障分析
12月25日,技术人员利用便携式监测仪
对E-138型烟气轮机进行了16个小时的振动数
据采集,机组监测概貌图如图2所示。

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第6期 图3 监测振动趋势图图4 检测吊具刘晖等 E-138型烟气轮机故障的诊断在长达16个小时的数据采集过程
中,烟机四个通道的振幅变化较平稳,
未发现异常大的波动,联轴器侧两个通
道振幅波动约5μm 。

如图3所示。

由于该
DCS 输出数据为一次表数据,信号直接
来源于探头,而便携式数据采集系统通
过内部软件计算,变成了二次数据,所
以便携式数据采集系统显示的数据略小
于DCS 输出数据,约5μm 。

调阅E-138烟机联轴器侧两个通道
1V3X/1V4Y 的频率特征曲线图,通频振
幅的变化主要是由工频振幅1X 的变化引
起的,工频振幅约占通频的86%,含有
少量的低频和高次谐波成分。

如图4和图
5所示。

从联轴器侧两个通道的矢量监测图
中可以看出,矢量分布区域比较集中,
在约10°以内的扇形区域内,说明烟机
在运行过程中的重点(不平衡方向)比
较稳定。

调阅联轴器侧多个时刻下的工频轴
心轨迹,椭圆长轴与水平方向的夹角比
较稳定,在10°以内变化。

轴心轨迹图
为偏心率较大的椭圆,并未出现正、反
进动交替现象。

如图7所示。

3 诊断结论
通过以上各种图谱综合分析以及现
场交流,E-138型烟机联轴器侧振幅逐渐
增大的主要原因是联轴器侧的支撑刚度
较低。

联轴器侧的振幅对负荷的变化比
较敏感,当转子受到的激振力变化时,
振幅也随之同步变化。

但烟机目前不存
在任何的动、静摩擦现象,可以持续运
行。

4 消振措施及建议
(1)降低烟机润滑油温度,可降至
33℃。

用降低油温来增加转子—轴承系
统的阻尼,可以抑制工频振幅的增加。

目前在现场,已开始降低油温,烟机联
轴器侧振幅已有下降趋势。

当油温降至
33℃时,联轴器侧振幅下降了15μm 。


图8
所示。

图5 联轴器侧1V4Y频率特征曲线图
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石油和化工设备
2021年第24卷图6 1V3X/1V4Y矢量监测图
收稿日期:2021-01-04;修回日期:2021-04-29
图7 联轴器侧轴心轨迹图
图8 油温—振幅变化趋势图
(2)尽可能保证机组工艺操作的稳定性,使机组在稳定工况下运行。

(3)持续做好机组的状态监测工作,为机组的长周期运行和烟机检修提供决策依据。

5 结束语
利用状态监测及故障诊断技术对设备发生故障时能够对症下药,避免机组非计划停机,能够为设备的长周期安稳运行起到保驾护航的作用。

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