在線檢測與校驗(yàn)技術(shù)在煤化工中的應(yīng)用

劉素艷 朱白欽 王中文

（河南龍宇煤化工有限公司，河南 永城 47766660000）

河南龍宇煤化工有限公司年產(chǎn)500kt甲醇裝置是國內(nèi)外首套采用Shell粉煤氣化制甲醇的大型生產(chǎn)裝置，全公司共有大型離心壓縮機(jī)組7套，固定式壓力容器370多臺(tái)，各類壓力管道20多萬米，安全閥390多臺(tái)，因此，保證這些大型機(jī)組、承壓類特種設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行是設(shè)備管理中的重點(diǎn)，由于化工裝置的特殊性，化工裝置只有安、穩(wěn)、長、滿、優(yōu)，才能產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益［1］。為了解大型機(jī)組和各類壓力容器的運(yùn)行狀態(tài)，保證裝置的安全運(yùn)行，在不影響正常生產(chǎn)的狀態(tài)下，該企業(yè)引進(jìn)國內(nèi)外先進(jìn)的在線檢測及校驗(yàn)技術(shù)，保證設(shè)備穩(wěn)定、連續(xù)、長周期運(yùn)行。該企業(yè)對于大型機(jī)組采用以振動(dòng)檢測為基礎(chǔ)的設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷技術(shù)，對于壓力容器、壓力管道采用無損檢測技術(shù)，對于安全閥采用在線校驗(yàn)技術(shù)［2］。通過將這三項(xiàng)技術(shù)成功應(yīng)用到現(xiàn)場，很好地解決了大型煤化工裝置設(shè)備長周期連續(xù)運(yùn)行的問題。

1 解決現(xiàn)場問題及應(yīng)用效果

1.1 成功解決空分增壓機(jī)四五級(jí)振動(dòng)大的問題

2010年9月份該企業(yè)空分裝置空壓機(jī)組出現(xiàn)問題：增壓機(jī)組第四級(jí)軸振動(dòng)值偏大，第五級(jí)軸振偶發(fā)低頻突起振動(dòng)，如不及時(shí)查明原因，將引起機(jī)組停車，影響整個(gè)裝置停車。通過在線振動(dòng)監(jiān)測分析，結(jié)合實(shí)際運(yùn)行情況得出空分增壓機(jī)四五級(jí)振動(dòng)大原因如下：①潤滑油油質(zhì)不好；②管道應(yīng)力較大。在2011年停車檢修時(shí)，我們針對這兩項(xiàng)工作進(jìn)行了處理，首先，更換了潤滑油，其次，對進(jìn)口管道進(jìn)行了調(diào)整。開車以后，增壓機(jī)的振動(dòng)值明顯下降，目前一直處于穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)。

1.2 成功解決汽輪發(fā)電機(jī)振動(dòng)問題

該企業(yè)的汽輪機(jī)由青島捷能電站工程有限公司設(shè)計(jì)生產(chǎn)，高壓調(diào)整抽汽式汽輪機(jī)，發(fā)電機(jī)由山東齊魯電機(jī)制造有限公司濟(jì)南發(fā)電設(shè)備廠設(shè)計(jì)生產(chǎn)（空氣冷卻式），該機(jī)組為單級(jí)抽汽式汽輪機(jī)，汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子和發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子分別用軸承支撐，其間用剛性聯(lián)軸器連接。B號(hào)汽輪發(fā)電機(jī)組在運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)3號(hào)瓦軸振動(dòng)值超過報(bào)警值達(dá)到188μm，4號(hào)軸瓦軸振動(dòng)值達(dá)到120μm，發(fā)電機(jī)在運(yùn)行中出現(xiàn)的振動(dòng)問題，造成機(jī)組降低負(fù)荷，甚至被迫停機(jī)的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，給熱電廠發(fā)電機(jī)組安全、穩(wěn)定運(yùn)行帶來了困難。針對發(fā)電轉(zhuǎn)子存在不平衡的問題，為了縮短檢修的時(shí)間，通過振通904計(jì)算配重角度和重量，并采取現(xiàn)場動(dòng)平衡，達(dá)到降低振動(dòng)的目的，處理措施如下：①在發(fā)電機(jī)驅(qū)動(dòng)端軸處貼鑒相片，標(biāo)出相位角。以鑒相片為零相位，取逆旋轉(zhuǎn)方向?yàn)檎较?。在距鑒相片5mm左右處布置光電傳感器，分別在發(fā)電機(jī)兩端軸承座水平方向放置壓電加速度傳感器，取速度值為測量參數(shù)。在整個(gè)動(dòng)平衡過程中，鑒相片的位置和光電傳感器的位置與方向應(yīng)保持不變。②啟動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)待轉(zhuǎn)速平穩(wěn)后，將振通904調(diào)整為雙面動(dòng)平衡狀態(tài)，并進(jìn)行測量，得到的初始振動(dòng)速度及其相位為：第一面（驅(qū)動(dòng)端3號(hào)瓦）3.82mm/s 93°；第二面（非驅(qū)動(dòng)端4號(hào)瓦）4.54mm/s 330°。③測量完畢，停機(jī)并打開發(fā)電機(jī)機(jī)殼，在第一面333°邊緣處（見圖1）加試重塊160g，蓋好機(jī)殼，在第二面210°邊緣處（見圖2）加試重塊160g，蓋好機(jī)殼。④啟動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)，待轉(zhuǎn)速穩(wěn)定后，把第一、二面加配重的位置和重量輸入振通904，當(dāng)振通904屏幕中轉(zhuǎn)速、振幅和相位顯示穩(wěn)定后，按回車鍵存儲(chǔ)。計(jì)算影響系數(shù)，停車按動(dòng)平衡儀給出的配重后的效果，如果效果情況不好，可以重新安裝配重，直至滿意為止。通過一次動(dòng)平衡，軸振結(jié)果有顯著下降，3號(hào)瓦軸振動(dòng)值從188μm下降50%，4號(hào)軸瓦軸振動(dòng)值從120μm下降40%?，F(xiàn)場動(dòng)平衡處理后，運(yùn)行期間對機(jī)組進(jìn)行了一次振值測量和頻譜分析，發(fā)現(xiàn)各軸瓦振動(dòng)情況良好，完全達(dá)到運(yùn)行要求。綜上所述，通過狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)和頻譜分析，能夠確定動(dòng)設(shè)備的各種故障類型，制定有針對性的處理方法。采用振通904不僅可以解決發(fā)電機(jī)出現(xiàn)的故障，而且是一種簡便而快捷的處理方法，大大縮短了機(jī)組的檢修時(shí)間，提高了機(jī)組的運(yùn)行效率。

圖1

圖2

1.3 在線無損檢測保證高壓蒸汽彎頭、合成氣管道運(yùn)行狀況的可知、可控、可防。

該企業(yè)開車初期出現(xiàn)高壓蒸汽彎頭多次爆裂，成為該企業(yè)最大的生產(chǎn)隱患，對這批高壓蒸汽彎頭進(jìn)行更換后，為了解更換后這批高壓蒸汽彎頭的運(yùn)行狀況，我們定期進(jìn)行無損檢測，通過光譜分析、測厚、測硬度、超聲波檢測、射線探傷等手段進(jìn)行檢測，并通過檢測數(shù)據(jù)給出檢測報(bào)告，進(jìn)行綜合評定。經(jīng)過2011-2012年兩年的檢測運(yùn)行，所有彎頭均未發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象，保證了該企業(yè)高壓蒸汽管道運(yùn)行狀況的可知、可控、可防。

1.4 安全閥在線校驗(yàn)技術(shù)的應(yīng)用為甲醇裝置鍋爐、壓力容器、壓力管道長周期運(yùn)行提供了保障。

安全閥作為一種超壓泄放裝置，在承壓類特種設(shè)備的超壓保護(hù)中，其重要程度不言而喻。據(jù)詳細(xì)統(tǒng)計(jì)，該企業(yè)共有安全閥393臺(tái)，因此，每年對安全閥的校驗(yàn)成為一大難點(diǎn)，一方面要保證甲醇裝置長周期生產(chǎn)，另一方面要兼顧國家對安全閥每年至少調(diào)校一次的明文規(guī)定。如果每年集中采用離線校驗(yàn)則不僅工作難度大，短期內(nèi)無法完成，影響整個(gè)裝置的正常生產(chǎn)，且拆裝及校驗(yàn)費(fèi)用投入也相對較高。根據(jù)國家TSG ZF001-2006《安全閥安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》的要求，如果企業(yè)具備自行整定安全閥的能力，則可以自行校驗(yàn)。因此，該企業(yè)派調(diào)校人員外出學(xué)習(xí)并取得安全閥Ⅱ級(jí)校驗(yàn)資格后，將安全閥在線調(diào)校技術(shù)成功地應(yīng)用到生產(chǎn)現(xiàn)場，很好地解決了在裝置正常生產(chǎn)過程中的安全閥調(diào)校問題［4］。

2 實(shí)施經(jīng)濟(jì)效益分析

先進(jìn)的在線檢測與校驗(yàn)技術(shù)在該企業(yè)的應(yīng)用，是設(shè)備預(yù)知維護(hù)必備的手段，也是該企業(yè)開展設(shè)備點(diǎn)檢定修管理的核心技術(shù)。先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用首先帶來的是設(shè)備維修費(fèi)用的逐年遞減，根據(jù)統(tǒng)計(jì)2010-2012年每年維修費(fèi)用減少100萬元；其次，最大的效益就是保證了裝置的長周期、滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，按照每年少停兩次車計(jì)算，每次按照損失200萬元來計(jì)算，每年至少減少因機(jī)組故障或者合成氣管線泄漏停車花費(fèi)400萬元。除此之外，該企業(yè)不僅技術(shù)先進(jìn)，技術(shù)人員也具備較高的操作能力，如這些維護(hù)操作讓專業(yè)維護(hù)公司來做，三項(xiàng)加在一起每年至少要人工及服務(wù)費(fèi)用約150萬元?？傊?，在線檢測與校驗(yàn)技術(shù)在該企業(yè)的應(yīng)用，除去設(shè)備及培訓(xùn)費(fèi)用50萬元外，每年至少節(jié)省600萬元的檢修費(fèi)用。

3 結(jié)語

在線檢測與校驗(yàn)技術(shù)在大型煤化工裝置上的應(yīng)用，保證了大型機(jī)組，鍋爐、壓力容器、壓力管道、安全閥等重點(diǎn)設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行，煤氣化裝置安全連續(xù)運(yùn)行突破多次百天記錄，最好運(yùn)行記錄達(dá)到322天，已創(chuàng)下同類裝置殼牌氣化爐最佳連續(xù)運(yùn)行記錄，使該企業(yè)扭虧為盈。

［1］趙艷萍，姚冠新，陳俊.設(shè)備與管理維修［M］.化學(xué)工業(yè)出版，2004.

［2］李建華.在線設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷的應(yīng)用［J］.石油化工設(shè)備，2010（5）：73-75.