淺析循環(huán)機(jī)運轉(zhuǎn)過程中的故障及改造措施

宋仁平

（山東煙臺巨力化肥有限公司，山東萊陽 265202）

淺析循環(huán)機(jī)運轉(zhuǎn)過程中的故障及改造措施

宋仁平

（山東煙臺巨力化肥有限公司，山東萊陽 265202）

循環(huán)機(jī)是小氮肥生產(chǎn)必不可少的運轉(zhuǎn)設(shè)備，針對循環(huán)機(jī)運轉(zhuǎn)過程中出現(xiàn)的故障進(jìn)行了分析，對故障發(fā)生、發(fā)展的過程，故障發(fā)生的原因進(jìn)行了研究，提出了控制故障的措施。

循環(huán)機(jī)；故障；原因分析；解決措施

循環(huán)機(jī)在工業(yè)生產(chǎn)中特別是小氮肥生產(chǎn)中大量使用，設(shè)備的正常運行對安全生產(chǎn)起著至關(guān)重要的作用。然而在現(xiàn)實應(yīng)用中，經(jīng)常發(fā)生燒大頭瓦、活門更換頻繁等問題，極端情況下則會發(fā)生連桿螺栓斷裂、損毀其他部件等惡性事故。本文針對頻發(fā)的生產(chǎn)事故，深入分析，提出相應(yīng)的解決措施，并以我公司循環(huán)機(jī)改造為例說明措施的有效性。

1 我公司循環(huán)機(jī)運轉(zhuǎn)中存在的問題

我公司在15萬t氨醇的擴(kuò)建改造中，新上了一套φ1200合成氨裝置，其中兩臺循環(huán)機(jī)采用的是DZW20－12／295－320型循環(huán)機(jī)，在使用過程中多次出現(xiàn)零部件運行不穩(wěn)等日常事故及零部件損毀的惡性事故。日常事故包括機(jī)體振動嚴(yán)重、運轉(zhuǎn)部件噪聲大、曲軸箱冒煙，燒十字頭、燒大頭瓦、活門更換頻繁等機(jī)械故障。惡性事故則在2＃循環(huán)機(jī)和1＃循環(huán)機(jī)接連發(fā)生：2＃循環(huán)機(jī)連桿螺栓斷裂，曲軸箱底部砸了一個直徑大約8 cm的大洞，滑道被砸碎約1／5，連桿大頭飛出，主十字頭體、連桿報廢，曲軸磨損嚴(yán)重；1＃循環(huán)機(jī)發(fā)生同樣的安全事故，且電機(jī)軸被撞彎。

2 改造措施

針對這些問題我公司組織專業(yè)人員進(jìn)行深入剖析與研究，并進(jìn)行了一系列的摸索和改造，并最終收到良好的效果。

針對機(jī)體振動大的問題，我公司對全部的進(jìn)出口管道進(jìn)行了加固處理，機(jī)體振動的癥狀有所減輕，但會隨其他零部件的磨損而惡化。針對響聲大、燒十字體的問題，我公司重點檢測了十字體與中體滑道的間隙為0.25～0.30 mm，符合設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，但事故現(xiàn)象表明此間隙偏小，為此對十字頭進(jìn)行了刮研，當(dāng)間隙值為0.5～0.7 mm時，燒十字體的問題得到了解決。但隨著間隙值的增加，泄油量增加，響聲較之前增大。針對燒大頭瓦問題，我公司重點對連桿大頭瓦與曲柄銷軸之徑向間隙值進(jìn)行測量，其區(qū)間范圍為0.16～0.20 mm，基本符合設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。另外考慮瓦的質(zhì)量存在問題，經(jīng)更換質(zhì)量優(yōu)良的瓦之后，問題還是沒有徹底解決，每15天至20天就要更換一次大頭瓦。

針對2＃循環(huán)機(jī)惡性事故，進(jìn)行以下修補(bǔ)：

1）由于原主十字頭體所在滑道破損嚴(yán)重，而副十字頭體所在的滑道仍完好無損，考慮循環(huán)機(jī)的對稱性和受力特點將主十字頭體與副十字頭體更換位置，與其相連的其它運轉(zhuǎn)部件也相應(yīng)更換位置，破損的滑道進(jìn)行焊補(bǔ)與研磨。

2）焊補(bǔ)曲軸箱底部的大洞，補(bǔ)好后，整個曲軸箱底部刷四道環(huán)氧樹脂，焊補(bǔ)的部位刷兩道加強(qiáng)層。

3）更換連桿、主十字頭體部件。

4）研磨曲軸，使曲軸周徑滿足規(guī)范要求。

經(jīng)修補(bǔ)后，2＃循環(huán)機(jī)試車正常接入生產(chǎn)系統(tǒng)。但是接著1＃循環(huán)機(jī)也發(fā)生同樣事故。

聯(lián)系了生產(chǎn)廠家的設(shè)計部門，論證了其可行性，并根據(jù)我公司現(xiàn)行工藝參數(shù)，通過研算，調(diào)整兩臺循環(huán)機(jī)的輸氣量，將循環(huán)機(jī)氣缸的缸徑（原為φ220）改為φ205，活塞尺寸也相應(yīng)改小。改造后，振動大、響聲大的問題不復(fù)存在，各運轉(zhuǎn)部件的間隙恢復(fù)正常，自改造以來，該機(jī)一直運行平穩(wěn)，在計劃停機(jī)檢修中也未發(fā)現(xiàn)異常現(xiàn)象。通過技術(shù)改造，節(jié)約了大量的資金（約為150萬元），降低了維修費用，提高了運轉(zhuǎn)率，為生產(chǎn)的平穩(wěn)運行創(chuàng)造了條件。

3 經(jīng)驗總結(jié)

由此可見，針對單個零部件故障原因的分析和處理不能夠系統(tǒng)解決循環(huán)機(jī)日常工作故障問題。在對該循環(huán)機(jī)基本工作原理及故障發(fā)生過程深入分析的基礎(chǔ)上，發(fā)現(xiàn)溫度和輸氣量是兩個根本的、但經(jīng)常被忽視的影響因素。

3.1 高溫造成循環(huán)機(jī)各部件膨脹，進(jìn)而影響零部件

間的正常間隙

生產(chǎn)中由于循環(huán)量過大，為了控制合成塔的爐溫，循環(huán)機(jī)近路常開，這使得進(jìn)入循環(huán)機(jī)的氣體溫度升高，由于氣體受熱膨脹，密度減少，壓力降低，壓縮比增加，循環(huán)機(jī)出口氣體的溫度也大大提高，同時各運動部件的溫度也隨之升高，由于各部件的溫度和膨脹系數(shù)不同，造成有些部位的間隙發(fā)生了很大的變化，如十字頭體與中體滑道的配合間隙，兩者受熱同時膨脹，但兩者的膨脹系數(shù)不同，十字頭體的膨脹系數(shù)大，而中體滑道的膨脹系數(shù)小，循環(huán)機(jī)運轉(zhuǎn)過程中，兩者的配合間隙將變少。各運轉(zhuǎn)部件的溫度過高，變形量會過大，在交變負(fù)荷的常期作用下，變形量超出了極限就會在薄弱部位連桿螺栓處發(fā)生斷裂。

3.2 循環(huán)機(jī)的輸氣量與合成氨的生產(chǎn)能力不相匹配

發(fā)生事故的根本原因是循環(huán)機(jī)的輸氣量與合成氨的生產(chǎn)能力不相匹配。循環(huán)機(jī)的輸氣量超出合成氨的生產(chǎn)能力時，生產(chǎn)過程中循環(huán)機(jī)的近路需常開，由此造成進(jìn)氣溫度和出氣溫度的變化，進(jìn)而造成零部件空隙的變化，導(dǎo)致生產(chǎn)事故。因此選擇機(jī)型的時候，不是輸氣量越大越好，而應(yīng)該充分考慮與其它因素的相適應(yīng)性，輸氣量過小將不能滿足生產(chǎn)的需要，輸氣量過大將造成浪費，而且容易發(fā)生事故。

根據(jù)原因分析，解決循環(huán)機(jī)多發(fā)故障的關(guān)鍵是處理好循環(huán)機(jī)的輸氣量與合成氨生產(chǎn)能力的匹配問題。對輸氣量超過合成氨生產(chǎn)能力的情況，可以減少循環(huán)機(jī)的輸氣量。方法一是將原大循環(huán)機(jī)拆除，換成輸氣量少的循環(huán)機(jī)，這在已經(jīng)購置了大能力循環(huán)機(jī)的情況下會造成設(shè)備的浪費和巨大的經(jīng)濟(jì)損失。為此探討了方法二，即通過把原循環(huán)機(jī)的缸徑改小來減少循環(huán)機(jī)的輸氣量，這種方法的優(yōu)點是當(dāng)合成氨生產(chǎn)能力提高時，可以用較大的缸徑來替換改小的缸徑，實現(xiàn)設(shè)備的持續(xù)利用。當(dāng)輸氣量小于合成氨的生產(chǎn)能力時，則需要增大循環(huán)機(jī)的缸徑或者更換處理能力更高的循環(huán)機(jī)。

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TQ051.23

B

1005－8370（2014）03－27－02

2014－04－14

宋仁平（1973—），女，山東煙臺人，助理工程師，從事氮肥生產(chǎn)設(shè)備管理多年。