連續(xù)重整再生風(fēng)機(jī)異常振動(dòng)的消除

黃 聰，毛坤朋，臧大慶，李國(guó)沖

（中國(guó)石油廣西石化公司生產(chǎn)二部，廣西 欽州 535008）

連續(xù)重整再生風(fēng)機(jī)異常振動(dòng)的消除

黃 聰，毛坤朋，臧大慶，李國(guó)沖

（中國(guó)石油廣西石化公司生產(chǎn)二部，廣西 欽州 535008）

某石化公司連續(xù)重整再生風(fēng)機(jī)大修后振動(dòng)增大，并在介質(zhì)溫度下降和風(fēng)雨天氣時(shí)振動(dòng)上升明顯，威脅機(jī)組平穩(wěn)運(yùn)行。通過分析DCS記錄和振動(dòng)數(shù)據(jù)，認(rèn)為存在以下問題：機(jī)組存在應(yīng)力變化和膨帳變形；轉(zhuǎn)子存在一定的不平衡和彎曲。通過采取保溫修復(fù)措施，消除了風(fēng)機(jī)軸承振動(dòng)受介質(zhì)溫度和天氣變化的影響，保證了機(jī)組的長(zhǎng)周期運(yùn)行，轉(zhuǎn)子的不平衡和彎曲擇機(jī)處理。

再生風(fēng)機(jī)；振動(dòng)；保溫；消除

1 風(fēng)機(jī)振動(dòng)異?，F(xiàn)象

某石化公司連續(xù)重整再生風(fēng)機(jī)，德國(guó)PILLER懸臂離心式，變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)，聯(lián)軸節(jié)連接，介質(zhì)是重整再生氣，入口體積流量50068m3·h-1，入口壓力0.238MPa(G)，介質(zhì)溫度480～510℃，操作轉(zhuǎn)速2776r·min-1，啟動(dòng)轉(zhuǎn)速1388r·min-1，軸功率64kW。連鎖參數(shù)：軸承溫度100℃，電機(jī)繞組溫度155℃，振動(dòng)7.2mm·s-1。

1.1 振動(dòng)持續(xù)現(xiàn)象

2013年5月大修后至11月，該風(fēng)機(jī)振動(dòng)幅值波動(dòng)較大，主要是在工藝介質(zhì)溫度下降、風(fēng)雨天氣時(shí)上升明顯。最典型的是隨介質(zhì)溫度變化發(fā)生的波動(dòng)，每次再生熱停工，風(fēng)機(jī)入口溫度下降時(shí)，風(fēng)機(jī)非驅(qū)動(dòng)端振動(dòng)都會(huì)增大至4～5 mm·s-1左右，風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)端振動(dòng)稍低，和驅(qū)動(dòng)端的振動(dòng)變化趨勢(shì)一致。但軸承溫度卻一直正常（50～60℃）。等再生重新開工溫度恢復(fù)正常之后，振動(dòng)下降至正常值（風(fēng)機(jī)兩端軸承振動(dòng)正常值都在1.0～2.5mm·s-1之間，工況平穩(wěn)時(shí)在2mm·s-1以內(nèi)，非驅(qū)動(dòng)端振動(dòng)比驅(qū)動(dòng)端稍大）。

1.2 振動(dòng)連鎖停車事故

2013年11月10日至11月11日，臺(tái)風(fēng)暴雨天氣，發(fā)生風(fēng)機(jī)振動(dòng)連鎖停機(jī)事故。整個(gè)過程分為3個(gè)階段。

階段一：11月10日21:40，風(fēng)機(jī)非驅(qū)動(dòng)端振動(dòng)由正常值2 mm·s-1急劇上升，到22:39時(shí)到達(dá)最高點(diǎn)7.0 mm·s-1，已非常接近連鎖值。此時(shí)鉗工在檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)軸承箱非驅(qū)動(dòng)端北側(cè)地角螺栓松動(dòng)，用扳手緊固一圈后，振動(dòng)開始下降，至24:00左右振動(dòng)恢復(fù)正常值；

階段二：11月11日15:40左右，非驅(qū)動(dòng)端振動(dòng)又開始急劇上升，至16:05到達(dá)最高值6mm·s-1，現(xiàn)象與階段一類似；之后保持穩(wěn)定，在檢查過程中，鉗工同樣對(duì)其余螺栓進(jìn)行緊固，但并無發(fā)現(xiàn)明顯松動(dòng)。在緊固過程中，風(fēng)機(jī)振動(dòng)瞬間增大，連鎖停機(jī)（DCS未記錄到趨勢(shì)，但捕捉到停機(jī)連鎖報(bào)警）。現(xiàn)場(chǎng)1min后重啟風(fēng)機(jī)，振動(dòng)緩慢上升，切高速檔后振動(dòng)值一直在5.0～5.5mm·s-1之間波動(dòng)；

階段三：11月11日17:30-19:00，由于工藝操作不當(dāng)導(dǎo)致再生器超溫至600oC，工藝調(diào)整操作，風(fēng)機(jī)在負(fù)荷調(diào)整過程中非驅(qū)動(dòng)端振動(dòng)下降之后上升至5.0～5.5 mm·s-1之間波動(dòng)，19時(shí)00之后工藝無操作變化，到22:30左右振動(dòng)下降，至24:00左右振動(dòng)下降至1.8 mm·s-1左右，之后一直穩(wěn)定運(yùn)行。

在3個(gè)階段中，風(fēng)機(jī)入口介質(zhì)溫度在17:30-19:00分超溫偏高；暴雨貫穿在3個(gè)階段，但在11月11日20:00開始左右逐漸減小；兩端軸承溫度無明顯變化，都在60oC以內(nèi)。

2 原因分析

2.1 振動(dòng)監(jiān)測(cè)

對(duì)機(jī)組每周進(jìn)行離線監(jiān)測(cè)，測(cè)點(diǎn)布置見圖1。

圖1 機(jī)組測(cè)點(diǎn)分布

9月29日再生停工風(fēng)機(jī)振動(dòng)大時(shí)采集數(shù)據(jù)，進(jìn)行離線分析。分析發(fā)現(xiàn)風(fēng)機(jī)非驅(qū)動(dòng)端水平、垂直、軸向振動(dòng)趨勢(shì)一致，其中垂直方向振動(dòng)最大。圖2為當(dāng)時(shí)測(cè)得的非驅(qū)動(dòng)端垂直方向振動(dòng)數(shù)據(jù)。

圖2 非驅(qū)動(dòng)端垂直方向振動(dòng)數(shù)據(jù)

圖2中，最上部分圖是截止至2013年9月26日的振動(dòng)趨勢(shì)。在波形比較圖和頻譜比較圖中，選擇了2013年2月27日9:04和2013年9月26日10:12作比較。

圖3是2013年9月26日10:17風(fēng)機(jī)非驅(qū)動(dòng)端的軸心軌跡，其中上部分2張圖分別是垂直和水平方向波形圖，下部是軸心軌跡圖。

圖3 2013年9月26日風(fēng)機(jī)非驅(qū)動(dòng)端軸心軌跡

從圖2～3可以看出，風(fēng)機(jī)非驅(qū)動(dòng)端在9月26日出現(xiàn)了自監(jiān)測(cè)后的最大振動(dòng)值，正弦波形，特征頻率為一倍頻，垂直和和水平方向相位差接近90℃。

結(jié)合其余3點(diǎn)，即電機(jī)驅(qū)動(dòng)及非驅(qū)動(dòng)端、風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)端振動(dòng)數(shù)據(jù)，加上停工溫度下降振動(dòng)明顯上升的現(xiàn)象，分析如下：1）振動(dòng)隨介質(zhì)溫度明顯變化，可能存在管道應(yīng)力或熱膨帳變形。2）從振動(dòng)特征看，有存在不平衡或軸彎曲的可能。

2.2 暴雨天氣振動(dòng)

2013年11月10日至11日，當(dāng)時(shí)發(fā)生大振動(dòng)的整個(gè)過程中，由于伴有暴雨，測(cè)點(diǎn)一直有水附著，無法進(jìn)行數(shù)據(jù)提取，但結(jié)合之前的振動(dòng)特征，分析如下：1）暴雨風(fēng)是振動(dòng)增大的直接原因。2）檢查發(fā)現(xiàn)的螺栓松動(dòng)現(xiàn)象，在修復(fù)后振動(dòng)存在高數(shù)值，說明是振動(dòng)導(dǎo)致的松動(dòng)，松動(dòng)不是振動(dòng)產(chǎn)生的原因。

2.3 最終分析及采取措施

1）由圖2看出，2013年5月，大修后風(fēng)機(jī)振動(dòng)逐步上升。風(fēng)機(jī)在大修期間為了處理氣封泄漏問題更換了轉(zhuǎn)子，備用轉(zhuǎn)子安裝前沒有做動(dòng)平衡，可能存在一定的不平衡或彎曲。

2）風(fēng)機(jī)振動(dòng)隨介質(zhì)溫度和天氣變化劇烈，可能是應(yīng)力變化或膨帳變形。

3）結(jié)合振動(dòng)加速度分析，排除軸承損傷。

根據(jù)以上3點(diǎn)做了以下工作：

1）檢查設(shè)備基礎(chǔ)、管線支撐、吊架、膨帳節(jié)，均正常。

2）檢查管線和機(jī)體保溫，發(fā)現(xiàn)部分保溫連接處不嚴(yán)，易漏水；用紅外線溫槍監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)部分連接不嚴(yán)的保溫進(jìn)水導(dǎo)致保溫效果不佳，保溫保護(hù)層表面溫度很高?？梢姡笮迺r(shí)保溫未進(jìn)行完善，在之后的運(yùn)行中逐步損壞。因此，更換損壞的保溫，在所有連接處多布鉚釘，并用漿料密封。

3）關(guān)注工藝介質(zhì)組分，均正常。

2013年10月采取保溫修復(fù)措施后，振動(dòng)值逐步下降，并在再生熱停工和暴雨天氣下都沒有發(fā)生振動(dòng)明顯上升現(xiàn)象。因此，經(jīng)實(shí)踐驗(yàn)證，可以認(rèn)為，溫度變化尤其是暴風(fēng)雨天氣下，保溫漏水導(dǎo)致保溫效果不佳，管線保溫層溫度不均勻?qū)е聭?yīng)力變化或膨帳變形，振動(dòng)增大；而在再生熱停工介質(zhì)溫度下降時(shí)，由于保溫效果的不一致導(dǎo)致管線溫度變化的不一致，也使振動(dòng)增加。保溫修復(fù)后，振幅下降且不受外因影響，但振動(dòng)特征與之前仍然一致，運(yùn)行狀態(tài)也沒有2013年5月大修前好，不平衡和彎曲現(xiàn)象存在。見圖4～5。

圖4 截止至2014年7月8日的風(fēng)機(jī)軸承振動(dòng)數(shù)據(jù)

3 結(jié)論

2013年11月10日，保溫修復(fù)后，消除了風(fēng)機(jī)振動(dòng)隨工藝介質(zhì)溫度和環(huán)境溫度變化的影響，在幾次停工和暴風(fēng)雨天氣中經(jīng)受了考驗(yàn)。轉(zhuǎn)子存在一定的不平衡或彎曲，沒有大修前運(yùn)行狀態(tài)好，但處于優(yōu)良狀態(tài)，待下次大修處理。

圖5 2014年7月7日風(fēng)機(jī)非驅(qū)動(dòng)端軸心軌跡

[1] 楊國(guó)安.機(jī)械設(shè)備故障診斷實(shí)用技術(shù)[M].北京：中國(guó)石化出版社，2007.

[2] 楊國(guó)安.石油機(jī)械故障特征及其分析方法的研究[D]. 南京：東南大學(xué), 2001.

Elimination of Abnormal Vibration in Continuous Catalytic Reforming Regeneration Fan

HUANG Cong, MAO Kun-peng, ZANG Da-qing, LI Guo-chong
(Guangxi Petrochemical Company, CNPC, Qinzhou 535008, China)

TE 965

B

1671-9905(2014)08-0063-03

黃聰（1984-），男，漢，廣西欽州人，工程師，工學(xué)碩士。2009年畢業(yè)于北京化工大學(xué)機(jī)械電子工程專業(yè)，從事石油化工設(shè)備管理工作

2014-07-03