降低合成氨生產(chǎn)透平循環(huán)機(jī)電機(jī)故障率

康鈺濤

（河南能源化工集團(tuán)安化公司，河南 安陽(yáng) 455133）

某公司第2套合成氨、尿素系統(tǒng)生產(chǎn)能力為120 kt/a合成氨、200 kt/a尿素。合成氨系統(tǒng)安裝有3臺(tái)TC450/32-13型透平循環(huán)機(jī)，該透平循環(huán)機(jī)具有結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小、使用效率高和噪聲低等優(yōu)點(diǎn)。但由于工藝操作、檢修、維護(hù)等各方面原因，透平循環(huán)機(jī)配套電機(jī)運(yùn)行狀況一直不穩(wěn)定。主要表現(xiàn)為電機(jī)軸承易散架、定子線圈易燒損等故障，外協(xié)檢修率居高不下。這種情況不僅不利于生產(chǎn)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，也帶來(lái)了較大的經(jīng)濟(jì)損失，同時(shí)給維護(hù)增加了很多不必要的工作量。

1 改造前狀況

3臺(tái)透平循環(huán)機(jī)運(yùn)行方式為2開(kāi)1備，循環(huán)機(jī)配套電機(jī)檢修車間備用3臺(tái)。透平循環(huán)機(jī)配套電機(jī)型號(hào)YGN-600-2，額定電壓380 V、電流1 042 A、功率600 kW，轉(zhuǎn)速2 970 r/min，絕緣等級(jí)F，接線方法△，軸承型號(hào)NU317EP/C4。

為了對(duì)透平循環(huán)機(jī)電機(jī)的檢修情況做更進(jìn)一步的了解，對(duì)2014年期間透平循環(huán)機(jī)檢修及更換情況做了統(tǒng)計(jì)，2014年全年共外協(xié)檢修電機(jī)10臺(tái)次，電機(jī)主要故障為：電機(jī)軸承散架、電機(jī)定子線圈繞組崩斷，電機(jī)定子線圈絕緣擊穿受損等等。每臺(tái)電機(jī)檢修價(jià)格大約15萬(wàn)元左右，全年僅透平循環(huán)機(jī)電機(jī)外協(xié)檢修就要耗資近150萬(wàn)元，同時(shí)也給維護(hù)增加了很多不必要的工作量。

2 原因分析

通過(guò)分析透平循環(huán)機(jī)電機(jī)出現(xiàn)故障的數(shù)據(jù)，造成透平循環(huán)機(jī)電機(jī)故障頻繁的主要原因有：

1)外協(xié)檢修質(zhì)量差。透平循環(huán)機(jī)電機(jī)是大功率特種電機(jī)，當(dāng)電機(jī)燒損后，公司內(nèi)部檢修班組無(wú)法進(jìn)行定子大修處理，需聯(lián)系外協(xié)聯(lián)系廠家進(jìn)行大修。而原外協(xié)大修廠家A電機(jī)廠大修完成后，無(wú)任何電機(jī)試驗(yàn)報(bào)告單，大修后電機(jī)使用壽命短，電機(jī)定子線圈多次出現(xiàn)放電擊穿現(xiàn)象，檢修工藝不符合工藝規(guī)范，檢修質(zhì)量差。

2)電機(jī)保護(hù)氣質(zhì)量不高。透平循環(huán)機(jī)工作介質(zhì)內(nèi)含有腐蝕性氣體，循環(huán)介質(zhì)一旦進(jìn)入電機(jī)內(nèi)部，將對(duì)電機(jī)定子線圈造成致命傷害。對(duì)損壞的電機(jī)解體檢查發(fā)現(xiàn)，電機(jī)內(nèi)部氨味較大，這說(shuō)明透平循環(huán)機(jī)電機(jī)保護(hù)氣運(yùn)行不穩(wěn)定、質(zhì)量差，循環(huán)介質(zhì)氨進(jìn)入到電機(jī)內(nèi)，嚴(yán)重腐蝕電機(jī)絕緣，從而導(dǎo)致電機(jī)燒損。保護(hù)氣運(yùn)行不穩(wěn)定，也使電機(jī)運(yùn)行產(chǎn)生的熱量不能夠及時(shí)被帶走，不利于維持電機(jī)絕緣。

3)電機(jī)轉(zhuǎn)子運(yùn)行不平衡。電機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中，多次出現(xiàn)軸承散架故障，該故障對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)子平衡造成一定的影響，公司內(nèi)部檢修班組檢修設(shè)備有限，無(wú)法對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)子做動(dòng)平衡檢查，使電機(jī)帶病運(yùn)行。后經(jīng)結(jié)合專業(yè)技術(shù)設(shè)備對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)子進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)部分電機(jī)轉(zhuǎn)子左不平衡量125 g，右不平衡量160g。電機(jī)轉(zhuǎn)子運(yùn)行不平衡，嚴(yán)重影響電機(jī)的安全運(yùn)行。

4)帶電測(cè)量絕緣電阻儀老化。帶電測(cè)量絕緣電阻儀是隨透平循環(huán)機(jī)安裝時(shí)配套安裝的，現(xiàn)已運(yùn)行16 a，運(yùn)行時(shí)間已較長(zhǎng)，再加上安裝現(xiàn)場(chǎng)溫度較高，環(huán)境比較惡劣，導(dǎo)致在線絕緣監(jiān)測(cè)裝置出現(xiàn)老化、檢查失靈現(xiàn)象，不能準(zhǔn)確反映電機(jī)絕緣情況，異常時(shí)不能夠及時(shí)被發(fā)現(xiàn)，致使電機(jī)帶病運(yùn)行，易引起設(shè)備跳車。

5)電機(jī)大修絕緣材料不合格。對(duì)透平循環(huán)機(jī)電機(jī)定子線圈進(jìn)行檢查發(fā)現(xiàn)，電機(jī)定子線圈有放電痕跡，而該放電痕跡是電機(jī)線圈絕緣材料不合格放電造成的，最終引起線圈燒損。

3 對(duì)策實(shí)施

1)重新確定循環(huán)機(jī)電機(jī)外協(xié)檢修廠家，并安排檢修員工到外協(xié)檢修廠家，全程監(jiān)督外協(xié)電機(jī)大修，嚴(yán)把檢修質(zhì)量。電機(jī)外協(xié)檢修工作完成后，對(duì)電機(jī)進(jìn)行全面試驗(yàn)，并要求外協(xié)檢修單位出具正式試驗(yàn)報(bào)告單（如表1），嚴(yán)把驗(yàn)收關(guān)。

表1 透平循環(huán)機(jī)專業(yè)電機(jī)試驗(yàn)報(bào)告單Tab 1 Test report of special motor for turbine circulator machine

2)針對(duì)透平循環(huán)機(jī)電機(jī)內(nèi)部充滿了氨味的情況，對(duì)生產(chǎn)車間的保護(hù)氣系統(tǒng)氨冷器、水分離器、硅膠干燥器、電加熱器及其配管、閥門等部件進(jìn)行全面檢查、檢修，并對(duì)變質(zhì)的硅膠干燥機(jī)進(jìn)行更換，以保證循環(huán)氨不再竄入電機(jī)。

3)對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)子不平衡現(xiàn)象進(jìn)行修復(fù)。修復(fù)后，電機(jī)轉(zhuǎn)子不平衡量降低到3 g左右，達(dá)到電機(jī)運(yùn)行＜5 g的標(biāo)準(zhǔn)。

4)對(duì)帶電測(cè)量絕緣電阻儀裝置解體后檢查發(fā)現(xiàn)，內(nèi)部電路板部分原器件已損壞，現(xiàn)有絕緣電阻儀已無(wú)法準(zhǔn)確檢查電機(jī)絕緣情況。將原來(lái)的DJY-Ⅲ型絕緣電阻儀更新為YNY-Ⅲ系列在線絕緣監(jiān)測(cè)儀。YNY-Ⅲ系列在線絕緣監(jiān)測(cè)儀在線監(jiān)測(cè)時(shí)不會(huì)增加系統(tǒng)的電壓紋波系數(shù)，不受系統(tǒng)對(duì)地分布電容的制約及外界信號(hào)的干擾。同時(shí)面板設(shè)有報(bào)警指示燈。當(dāng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的任何一線和地之間的接地絕緣出現(xiàn)異常，低于儀器設(shè)定的報(bào)警值時(shí)，發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)，能夠及時(shí)通知相關(guān)人員進(jìn)行檢修維護(hù)。

5)電機(jī)內(nèi)線圈的放電現(xiàn)象是電機(jī)絕緣不合格造成的，因此需更換絕緣材料，要求絕緣材料能夠滿足抗氨腐蝕性和絕緣材料耐壓試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。檢修人員對(duì)電機(jī)大修新絕緣材料采用8 kV電壓、60 s時(shí)間進(jìn)行耐壓試驗(yàn)，耐壓試驗(yàn)合格，并且新材料具有抗氨腐蝕性，能夠滿足透平循環(huán)機(jī)電機(jī)絕緣使用需要。

4 運(yùn)行效果及鞏固措施

透平循環(huán)機(jī)各項(xiàng)措施落實(shí)后，電機(jī)運(yùn)行狀況良好，前后軸承溫度45℃左右，電機(jī)絕緣在10 MΩ以上，2015年和2016年期間透平巡檢機(jī)只按時(shí)進(jìn)行了中小修維護(hù)保養(yǎng)工作，未發(fā)生電機(jī)燒損等故障，2年期間外協(xié)檢修次數(shù)為0，與2014年全年外協(xié)大修10臺(tái)相比效果顯著。有效避免了系統(tǒng)因透平機(jī)電機(jī)故障導(dǎo)致跳車事故的發(fā)生，并節(jié)約了大量外協(xié)檢修費(fèi)用

每次檢修更換透平循環(huán)機(jī)備用電機(jī)最少需要8 h，而故障電機(jī)拆除后解體檢修還至少需要16 h，1臺(tái)設(shè)備從更換備機(jī)到解體檢修共需要24 h。2014年全年外協(xié)檢修10次。而且外協(xié)檢修，從故障電機(jī)到外協(xié)廠家再到新電機(jī)返廠，需要25 d左右。系統(tǒng)改造優(yōu)化投運(yùn)后，大大減輕了檢修人員勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)省了大量外協(xié)檢修時(shí)間。

5 結(jié)束語(yǔ)

為了鞏固所取得的成成效，采取了如下鞏固措施：1)建立健全電機(jī)外協(xié)檢修臺(tái)賬，詳細(xì)記錄外協(xié)大修電機(jī)基本信息，并且嚴(yán)把外協(xié)檢修質(zhì)量關(guān)；密切結(jié)合工藝運(yùn)行人員，保證電機(jī)保護(hù)氣高質(zhì)量運(yùn)行。2)加強(qiáng)對(duì)檢修人員的培訓(xùn)力度，使檢修人員能夠?qū)﹄妱?dòng)機(jī)故障原因作出正確的判斷，確保檢修質(zhì)量和電動(dòng)機(jī)安全運(yùn)行。

經(jīng)過(guò)以上幾項(xiàng)措施的實(shí)踐應(yīng)用，電機(jī)運(yùn)行狀況良好，避免了經(jīng)濟(jì)損失和安全事故的發(fā)生，為生產(chǎn)系統(tǒng)的安穩(wěn)長(zhǎng)滿優(yōu)運(yùn)行奠定了基礎(chǔ)。