蒸汽透平轉(zhuǎn)速下降的原因分析與處理措施

沈秀清 邱玉見

（中國石油天然氣股份有限公司遼陽石化分公司)

蒸汽透平轉(zhuǎn)速下降的原因分析與處理措施

沈秀清*邱玉見

（中國石油天然氣股份有限公司遼陽石化分公司)

分析了循環(huán)氫壓縮機產(chǎn)生轉(zhuǎn)速下降故障的原因，并提出了故障的處理措施。

壓縮機 汽輪機 故障處理 調(diào)速系統(tǒng) 傳動機構(gòu) 滑塊

某循環(huán)氫壓縮機是催化重整裝置的關(guān)鍵設(shè)備，其驅(qū)動機為中壓蒸汽 （3.3 MPa，380℃）驅(qū)動的汽輪機。壓縮機與透平直連，其轉(zhuǎn)速相同。該汽輪機為背壓抽汽式，額定蒸汽流量12 300 kg/h，蒸汽出口壓力0.6 MPa（低壓蒸汽）。該汽輪機的轉(zhuǎn)速采用美國WOODWARD公司生產(chǎn)的PG-PL型調(diào)速器進行調(diào)節(jié)。

1 調(diào)節(jié)原理

調(diào)節(jié)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)由調(diào)速器、杠桿傳動放大機構(gòu)、調(diào)速閥組成，如圖1所示。調(diào)速器接受調(diào)節(jié)信號，并將其轉(zhuǎn)換成另一種調(diào)節(jié)信號輸出。由于調(diào)節(jié)信號微弱，必須經(jīng)杠桿放大機構(gòu)放大才能用于控制調(diào)速閥開度。調(diào)速閥調(diào)節(jié)進氣量，用以改變工況。

2 機組運行的故障現(xiàn)象

循環(huán)氫壓縮機正常運行的轉(zhuǎn)速為9200 r/min。操作工巡檢時發(fā)現(xiàn)，蒸汽透平的轉(zhuǎn)速降到了8500 r/min，即壓縮機轉(zhuǎn)速降到了8500 r/min，同時壓縮機排氣量也下降了。經(jīng)現(xiàn)場調(diào)節(jié)，壓縮機轉(zhuǎn)速雖然升到了8700 r/min，但之后卻再也無法升速了。檢查氫氣系統(tǒng)無異常，蒸汽參數(shù)也未發(fā)生變化，機組無其他明顯的故障現(xiàn)象。因此，判斷是透平調(diào)速系統(tǒng)發(fā)生了故障。于是，決定趁催化重整裝置停車機會，對透平調(diào)速系統(tǒng)進行檢修處理。

圖1 調(diào)速系統(tǒng)現(xiàn)場

3 故障原因分析與處理

（1）首先將調(diào)速器拆下，送設(shè)備處校驗。經(jīng)檢查，調(diào)速器沒有問題，工作正常。

（2）拆調(diào)速閥，檢查內(nèi)部構(gòu)件損壞情況。經(jīng)檢查，調(diào)速閥閥芯、閥座并無明顯的腐蝕和磨損情況。閥體密封良好，無泄漏現(xiàn)象。

（3）檢查杠桿傳動放大機構(gòu)各零部件，發(fā)現(xiàn)調(diào)速閥閥桿上部發(fā)生彎曲 （圖2中部位1處）。我們判斷閥桿上部彎曲是導致透平轉(zhuǎn)速下降的主要原因。

圖2杠桿傳動機構(gòu)

圖2中部位A是一對滑塊組合，如圖3所示?；瑝K1、2鑲嵌于滑塊3中。正常情況下，兩側(cè)滑塊1、2在杠桿的圓孔中是能自由轉(zhuǎn)動的，以使滑塊3所受的力始終向下與調(diào)節(jié)閥閥桿運動方向一致?；瑝K1、2與滑塊3的配合為間隙配合，其間隙不能超過0.05 mm，以便滑塊1、2在滑塊3的槽中正常自由地滑動。滑塊3中間的螺紋孔直接與調(diào)速閥連接，并且滑塊3在調(diào)速閥桿上的位置要符合設(shè)計要求。

對杠桿傳動機構(gòu)進一步檢查發(fā)現(xiàn)了以下問題：

（1）滑塊1、2由于受高溫蒸汽的腐蝕作用，已銹死在杠桿孔中，不能自由轉(zhuǎn)動。

圖3 滑塊組合

（2）滑塊1、2與滑塊3的配合間隙達到0.30 mm，遠遠超出設(shè)計要求。

（3）圖2中銷軸2與孔的間隙過大。

由此可以看出，滑塊1、2的銹死使閥桿的受力方向和運動方向不一致，導致閥桿彎曲，同時，銷軸2與孔以及滑塊間的間隙變大也使調(diào)速器與調(diào)速閥的特性曲線不成比例。因此，當透平的轉(zhuǎn)速由于管網(wǎng)蒸汽壓力波動等因素降低后，該杠桿調(diào)節(jié)機構(gòu)難以起到準確的調(diào)節(jié)作用。

針對以上原因，我們做了如下處理：

（1）重新加工滑塊1、2，并將材質(zhì)由普通黃銅改為更耐磨的磷鋅銅。適當減小滑塊1、2的圓柱面直徑，使滑塊1、2在杠桿孔中能自由轉(zhuǎn)動。同時使其與滑塊3的間隙保持在0.05mm以內(nèi)。

（2）更換磨損的銷軸。

（3）在杠桿支點前端位置3處加一彈簧，以減小機組和管線振動造成的傳動機構(gòu)各部位的磨損。

檢修完畢，開車后機組運行平穩(wěn)，透平的轉(zhuǎn)速也恢復了正常。至今機組已安全運行了6個月。

超大深孔焊高溫換熱器完成組裝

2013年5月上旬，江蘇雙良新能源裝備有限公司為浙江衛(wèi)星石化45萬t/a丙烷脫氫項目制作的首臺熱聯(lián)合進料換熱器預組裝完畢。

該換熱器直徑2.7m，為典型的超大型深孔焊高溫換熱器，單根換熱管長21m，總長29m，總質(zhì)量200 t，主材S30409不銹鋼，換熱管與管板連接為深孔焊接。深孔焊采用精良的進口設(shè)備，技術(shù)人員經(jīng)反復試驗、論證，確定精確的焊接參數(shù)，嚴控焊縫成型，并逐根進行氦氣檢漏，確保焊接質(zhì)量。

（金秋）

超大型石墨列管式換熱器投放市場

河北深州市天承石墨制品有限公司開發(fā)的大型石墨列管式換熱器已投放市場。傳統(tǒng)石墨換熱設(shè)備因換熱面積小、物理性能差等原因使換熱性能受到影響。天承石墨制品公司在科研單位的協(xié)助下，瞄準超大型石墨換熱設(shè)備攻關(guān)取得成功。他們研發(fā)的600m2石墨列管式換熱器具有換熱面積大、阻力小、耐溫、耐壓、耐腐等特點。其抗壓強度為60 MPa，導熱系數(shù)達502 kJ/(m·h·℃），適用于冷卻、冷凝、加熱等各種工藝生產(chǎn)過程。

（求實）

Cause Analysis and Treatment for Steam Turbine Speed Drop

Shen Xiuqing Qiu Yujian

Analyzed the speed drop cause of recycle hydrogen compressor,and put forward the fault treatments.

Compressor；Steam turbine；Faulttreatment；Speed controlsystem；Transmissionmechanism；Slide

TQ 050.3

2012-12-17）

*沈秀青，女，1985年生，助理工程師。遼陽市，111003。