催化裂化装置烟气轮机常见故障分析

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1、催化裂化装置烟气轮机常见故障分析　　【摘要】烟气轮机机组振动是制约机组平稳运行最常见的问题，本文通过状态监测，运用故障诊断分析方法，总结了烟气轮机常见故障特征机理，并结合机组历史状况，通过典型案例所采集的数据分析了烟气轮机的常见故障，并提出了处理故障的对应方案。　　【关键词】烟气轮机；状态监测；故障诊断；频谱分析　　CommonFailureAnalysisofFumeGasTurbineinCatalyticCrackingUnit　　ZHANGYin-XunLILeiWEIJie　　（PetroChinaLanzhouPetrochemical

2、Company，LanzhouGansu730060，China）　　【Abstract】Thevibrationsoffumegasturbinearethemostcommonproblemswhichlimitstableoperationoftheunit.Usingconditionmonitoringandfaultdiagnosismethods，thecommonfaultsandmechanismsoffumegasturbinearesummarized.Combinedwiththehistoricalconditionoft

3、heunit，thecommonfaultsareanalyzedbythetypicalcasesdata，andthecorrespondingsolutionsareputforward.　　【Keywords】Fumegasturbine；Conditionmonitoring；Faultdiagnosis；Spectrumanalysis9　　0前言　　烟气轮机是石油化工行业中常见的关键设备之一，它利用催化裂化装置生产过程中产生的高温再生烟气的余热驱动空气压缩机做功或给发电机提供动能，烟气轮机的工作状态对保证整个装置正常运行和节能降耗具有

4、重要意义。　　烟气轮机的工作环境极其恶劣，其转速为5000～7000r/min；工作介质为烟气，不仅温度高达600～700℃，并且其中还含有多种腐蚀性组分，大量的硬质催化剂例子，特别是烟气轮机工作时，这些因素均呈现出强烈的动态不稳定行，因此烟气轮机是催化裂化装置目前故障率最高的动力设备之一。据统计，烟气轮机平均无故障运行时间不超过280天，有的厂烟机一年停机修理2-3次是很普遍的现象。这与装置长周期运行的要求相差很远，频繁停机导致装置能耗上升，处理量下降，严重的使装置切断进料甚至非计划停工的现象时有发生，严重影响了企业的经济效益。因此，对烟气轮机常

5、见的故障模式进行分析研究具有重要意义。　　为保证烟气轮机长期安全、可靠、搞笑、经济运行，须对烟气轮机重点进行状态监测和故障诊断，及早识别故障早期征兆，对故障部位、程度及发展趋势做出准确判断，在烟气轮机故障将要发生之前主动实施维修，避免不必要的经济损失。　　1烟气轮机典型故障模式　　由于烟气轮机工作在高温、高转速、粉尘等不利环境中，因此故障率高。烟气轮机常见故障主要有转子不平衡、转子不对中、转子缺陷、油膜涡动或油膜振荡、机组共振、碰摩以及机械松动等。9　　可以将这些故障模式做以下分类[1][2]：　　1.1不平衡及磨损　　这一类故障的表象是一致的，就

6、是烟机转子的动平衡被破坏，导致振动超标，甚至机组停机。　　（1）磨损　　催化裂化装置再生烟气中所含催化剂为主的烟气粉尘，随烟气一起高速通过烟机叶片，对烟机流道产生冲刷，在高温的作用下（通常烟气入口温度在620℃以上，我厂烟机入口温度为700℃），烟气粉尘对转子的磨损加剧，磨损严重的部位常发生在叶片、台肩、榫槽等部位，会出现刀刃状的划痕，冲蚀严重时会出现蜂窝状。　　（2）叶片断裂　　当叶片均匀冲刷时，磨损对烟机转子的平衡影响不大，而当出现不均匀磨损时，转子动平衡被破坏，机组振动值上升。当冲蚀现象日益加剧，叶片受损严重，同时机组振动逐渐加大，受损叶片在

7、长期振动产生的交变应力作用下极易发生断裂，叶片突然断裂又会使烟机转子动平衡严重破坏，振动值巨幅上升。图1是烟气轮机叶片断裂实物图。　　（3）粉尘堆积9　　烟机采用饱和蒸汽冷却、吹扫烟机轮盘。高温的烟气通过混有较低温度的蒸汽时，或者吹扫蒸汽本身带有不饱和蒸汽时，在水分凝结作用下，烟气粉尘会大量附着在烟机流道及叶片上。这些结焦物有时是均匀分布的，有时是不均匀的，这将直接影响转子的动平衡。特别是烟机高速旋转过程中烟气条件不断变化或结焦物增多、增重后，附着在叶片某部位的结焦物受离心力作用被甩脱，这样就严重破坏了转子的动平衡，引起机组振动突发性升高。而当结焦

8、物大部分被甩脱后，烟机的振动又会降下来。图2是烟气轮机叶片上粉尘堆积的现场照片。　　图2粉尘堆积　　绝大多数情况下，转子不