降低合成氨生產(chǎn)系統(tǒng)透平循環(huán)機(jī)電機(jī)故障率的研究

(河南能源化工集團(tuán)安化公司，河南 安陽 455133)

安陽化學(xué)工業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司合成氨生產(chǎn)系統(tǒng)安裝了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、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)軸承已散架、定子線圈易燒損、外協(xié)檢修率居高不下等方面。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。針對(duì)透平循環(huán)機(jī)展開技術(shù)攻關(guān)，采取各種攻關(guān)措施，這些措施的實(shí)施對(duì)整個(gè)合成氨生產(chǎn)系統(tǒng)安全、平穩(wěn)運(yùn)行起到了良好的作用，效果顯著。

1 改造前狀況

安陽化學(xué)工業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司合成氨生產(chǎn)系統(tǒng)3臺(tái)透平循環(huán)機(jī)運(yùn)行方式為2開1備，透平循環(huán)機(jī)配套電機(jī)參數(shù)見表1。

表1 透平循環(huán)機(jī)配套電機(jī)參數(shù)

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年透平循環(huán)機(jī)檢修及更換情況做了統(tǒng)計(jì)(見表2)。

表2 2014年透平循環(huán)機(jī)電機(jī)檢修及更換情況

通過上述檢修統(tǒng)計(jì)可以看出，在2014年透平循環(huán)機(jī)故障數(shù)量較多，且外協(xié)檢修臺(tái)數(shù)也居高不下。每臺(tái)電機(jī)檢修價(jià)格大約15萬元左右，全年僅透平循環(huán)機(jī)電機(jī)外協(xié)檢修就要耗資近150萬元人民幣。

2 原因分析

通過深入現(xiàn)場進(jìn)行調(diào)查，收集透平循環(huán)機(jī)電機(jī)出現(xiàn)故障的具體數(shù)據(jù)，找出了造成透平循環(huán)機(jī)電機(jī)故障頻繁的主要原因。

2.1 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，企業(yè)內(nèi)部檢修班組無法進(jìn)行定子大修處理，需外協(xié)聯(lián)系廠家進(jìn)行大修。原外協(xié)大修廠家大修完成后，無任何電機(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，外協(xié)檢修質(zhì)量差。

2.2 電機(jī)保護(hù)氣質(zhì)量不高

透平循環(huán)機(jī)工作介質(zhì)為H2、N2、NH3、CH4、Ar，NH3對(duì)銅金屬有腐蝕性，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)解體進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)電機(jī)解體后，電機(jī)內(nèi)部氨味比較大，檢修人員無法對(duì)電機(jī)內(nèi)部檢修檢查。這說明透平循環(huán)機(jī)電機(jī)保護(hù)氣運(yùn)行不穩(wěn)定、質(zhì)量差，使循環(huán)的介質(zhì)氨進(jìn)入到電機(jī)內(nèi)，嚴(yán)重腐蝕電機(jī)絕緣，燒損電機(jī)。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。

2.3 電機(jī)轉(zhuǎn)子運(yùn)行不平衡

電機(jī)在運(yùn)行過程中，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，由于企業(yè)內(nèi)部檢修班組檢修設(shè)備有限，無法對(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125g，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。

2.4 帶電測量絕緣電阻儀老化

帶電測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年，再加上安裝現(xiàn)場溫度較高，環(huán)境比較惡劣，導(dǎo)致在線絕緣監(jiān)測裝置出現(xiàn)老化、檢查失靈現(xiàn)象，不能準(zhǔn)確反映電機(jī)絕緣情況。電機(jī)絕緣異常情況不能夠及時(shí)被發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致電機(jī)帶病運(yùn)行，引起設(shè)備跳車。

2.5 電機(jī)大修絕緣材料不合格

檢修人員對(duì)透平循環(huán)機(jī)電機(jī)定子線圈進(jìn)行檢查后，發(fā)現(xiàn)電機(jī)定子線圈有放電痕跡，該放電痕跡是由于電機(jī)線圈絕緣材料不合格造成的，從而導(dǎo)致線圈放電，最終引起線圈燒損。

3 對(duì)策實(shí)施

針對(duì)以上問題，結(jié)合檢修、檢驗(yàn)，對(duì)透平循環(huán)機(jī)電機(jī)制定以下改造措施。

(1)實(shí)施對(duì)策1：①咨詢國內(nèi)專業(yè)透平循環(huán)機(jī)制作、檢修廠家，最終確定為湘潭金陽電機(jī)泵業(yè)有限公司。確定檢修廠家后，安排檢修責(zé)任班組內(nèi)技術(shù)過硬的檢修員工到外協(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；②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，嚴(yán)把驗(yàn)收關(guān)。透平循環(huán)機(jī)專業(yè)電機(jī)試驗(yàn)報(bào)告單見表3。

表3 透平循環(huán)機(jī)專業(yè)電機(jī)試驗(yàn)報(bào)告單

(2)實(shí)施對(duì)策2：①透平循環(huán)機(jī)電機(jī)在進(jìn)行檢修時(shí)，電機(jī)端蓋一打開，電機(jī)內(nèi)部充滿了刺鼻的氨味，循環(huán)介質(zhì)氨對(duì)電機(jī)絕緣有強(qiáng)烈的腐蝕性，電機(jī)絕緣受損后，電機(jī)容易出現(xiàn)放電現(xiàn)象，引起電機(jī)短路燒損，嚴(yán)重時(shí)將會(huì)損壞電機(jī)定子線槽，導(dǎo)致電機(jī)報(bào)廢；②檢修人員發(fā)現(xiàn)該問題后，結(jié)合工藝生產(chǎn)車間對(duì)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，并對(duì)變質(zhì)的硅膠干燥機(jī)進(jìn)行更換。

(3)實(shí)施對(duì)策3：檢修人員結(jié)合專業(yè)技術(shù)廠家對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)子進(jìn)行平和系統(tǒng)檢測，發(fā)現(xiàn)部分電機(jī)轉(zhuǎn)子不平衡量達(dá)160g，遠(yuǎn)超允差5g，電機(jī)轉(zhuǎn)子有不平衡現(xiàn)象，不符合電機(jī)使用要求。發(fā)現(xiàn)該問題后，及時(shí)對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)子進(jìn)行修復(fù)。修復(fù)后，電機(jī)轉(zhuǎn)子不平衡量降低到3g左右，不平衡量<5g，達(dá)到電機(jī)運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)。

(4)實(shí)施對(duì)策4：解體帶電測量絕緣電阻儀裝置后檢查，發(fā)現(xiàn)內(nèi)部電路板部分原器件已損壞，現(xiàn)有絕緣電阻儀已無法準(zhǔn)確檢查電機(jī)絕緣情況。設(shè)備檢修技術(shù)人員經(jīng)過對(duì)比后，決定將原來的DJY-Ⅲ型絕緣電阻儀更新為YNY-Ⅲ系列在線絕緣監(jiān)測儀。YNY-Ⅲ系列在線絕緣監(jiān)測儀在線監(jiān)測時(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)實(shí)施對(duì)策5：電機(jī)內(nèi)線圈的放電現(xiàn)象是由電機(jī)絕緣不合格造成。小組成員發(fā)現(xiàn)該問題后，聯(lián)系外協(xié)大修廠家更換絕緣材料，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)大修絕緣材料進(jìn)行8 000V、60s耐壓試驗(yàn)，耐壓試驗(yàn)合格，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)系統(tǒng)改造優(yōu)化投運(yùn)后，2015年無電機(jī)外協(xié)大修，與技改前全年外協(xié)大修10臺(tái)相比效果顯著，節(jié)約了大量外協(xié)檢修費(fèi)用，減輕了檢修人員勞動(dòng)強(qiáng)度，增加了合成氨產(chǎn)量。

為了鞏固所取得的成效，采取了如下措施：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)﹄姍C(jī)故障原因作出正確的判斷，確保檢修質(zhì)量和電機(jī)安全運(yùn)行。

5 結(jié)語

經(jīng)過以上幾項(xiàng)措施的實(shí)踐應(yīng)用，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，為公司避免了巨大的經(jīng)濟(jì)損失和安全事故的發(fā)生，有力保障了生產(chǎn)系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量，為生產(chǎn)系統(tǒng)的“安、穩(wěn)、長、滿、優(yōu)”運(yùn)行奠定扎實(shí)基礎(chǔ)。

[1]許實(shí)章.電機(jī)學(xué)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1995.

[2]于福鴻.電機(jī)運(yùn)行與維護(hù)[M].吉林：吉林科學(xué)技術(shù)出版社，1996.

[3]趙家禮.三相異步電動(dòng)機(jī)檢修技術(shù)問答[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002.

[4]胡祖漢，楊仕承，賀運(yùn)初.內(nèi)置式透平循環(huán)壓縮機(jī)改造[J].化工設(shè)計(jì)通訊，2001(04)：14-16.

[5]陳加星.電機(jī)轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡工藝淺析[J].電機(jī)技術(shù)，2011(06)：46-48.