炼厂烟气轮机故障原因分析浅析及处理措施

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1、化工装备问题与对策炼厂烟气轮机故障原因分析浅析及处理措施董燕张大磊（中国石油大学（华东）机电工程学院，东营257061）摘要：根据某炼油厂催化裂化装置烟气轮机频繁振动报警停车的现象，从催化剂、旋风分离器和工艺操作方面分析烟气轮机的故障原因，提出合理的故障处理措施，缓解烟气轮机叶片结垢与磨蚀状况。关键词：烟气轮机振动报警旋风分离器结垢1前言整套机组的安全运行，是整个催化裂化装置的稳定生产的重要保证。因此，炼油厂都设有烟气轮随着能源的日益紧缺和科技的不断发展，国机的实时状态监测系统，以便及时发现设备存

2、在家对能源的充分利用提出了越来越高的要求。目的不正常因素，及时检修，确保机组的安全。本前，石化行业出现了很多能源回收利用的装置或文就针对某炼油厂二催化装置的烟气轮机振动报系统。其中，炼油厂中催化裂化再生烟气能量的警、停车频繁的事故，通过对烟机垢样分析及操回收装置——烟气轮机就是一个典型的例子。该作工艺参数对比，分析其主要原因并提出应对措装置是一种典型的旋转机械，不仅是流化催化裂施，为烟气轮机的正常运转提供技术支持和可靠化装置再生烟气能量回收系统的关键设备，同时保障。也是非常重要的节能设施。它以再生

3、烟气为工质，将工质的热能和压力能转变为机械能，通过输出2烟气轮机事故描述的功率来驱动轴流压缩机及电动发电机发电，从某炼油厂二催化装置的烟气轮机因振动报警，而达到回收能量的目的[1]。自2009年1月初至3月底停车3次，平均每月一烟气轮机运行状况的好坏，不仅关系到装置次停车检修，停车频繁。选取机组1月20-31日的能耗水平、节省电力资源的大小，而且还关系到振动趋势曲线如图1。图1烟气轮机振动趋势曲线图（2009年1月份）烟气轮机的主风机上有四个振动监测点。通过随着运行时间的增加，烟机的振动幅值缓慢增

4、大，四个通道进入振动显示仪，实时显示四通道振动幅至1月31日出现故障时，幅值骤然上升（此图中值。正常时，四个监测点的振动幅值在25μm左右，最高幅值为85μm），运行噪声增大，为避免烟机－26－化工装备问题与对策振动过大，对烟机轴承和转子造成严重破坏，将离于叶片本身，且易脱落；烟机动叶片磨损主要烟机停止运转，进行检修。发生在叶片侧面和顶部，冲刷磨损现象非常严重。主风机组停机后拆开烟机入口短节，对烟机3故障原因及解决措施动静叶片进行检查。叶片结垢及侧、顶部腐蚀视通过对烟机叶片的检查及对振动趋势的分析

5、图，如图2a、2b、2c所示：可以得出：烟机叶片催化剂垢结和磨蚀造成转子转动不平衡，引起机组振动幅值超标[2]。由于二催化烟气中催化剂含量普遍偏大，变化不均匀，造成了叶片结垢和磨蚀，致使烟机转子振动不平衡，振动变剧烈，最终引起了故障的发生。而对烟机垢样分析及操作工艺参数对比，并将近几次二催化装置烟机停机检修的情况汇总、分析，可以认定二催化烟机结垢和磨蚀有主要以下几方面原因：图2a叶片结垢3.1故障原因分析3.1.1催化剂方面烟机叶片结垢应是催化剂粉尘长期积累的结果。催化剂经过长时间的高速流动，再经

6、过高温燃烧等，造成催化剂性能下降，细粉化严重。这些催化剂细粉积存在再生器外集气室、烟道、三旋分离器、烟机入口管线等地方，开烟气轮机后，由于流速突然增加，将这些积存的催化剂带入烟气轮机，冲刷叶片后，部分催化剂沉积在叶片上。另一方图2b叶片侧面磨蚀面，催化剂细粉（粒径小于10μm）颗粒存在静电吸附作用，从流体力学角度讲，小于10μm的固体颗粒本身由于分子间范德华力作用粘结性强，不易流动。如多产丙烯、降烯烃催化剂中稀土含量较高，而稀土元素恰恰最容易产生静电，从而强化了小颗粒的吸附作用，加剧了催化剂的结垢

7、现象。而二催化装置中的催化剂正是使用的降烯烃催化剂。此外，催化剂细粉中的高金属含量引起的催图2c叶片顶部磨蚀化剂粘连，也是催化剂结垢的主要原因之一。研烟机入口管线、动静叶片表面存在大量催化究表明，催化剂细粉（小颗粒）中的重金属含量剂结块；各叶片的结块大小、厚度不均，结块剥远高于粗颗粒中的金属含量，这些重金属主要来－27－化工装备问题与对策源于原料及管线腐蚀，由于二催化装置再生器设置因是贫氧再生烟机，烟道温度一般小于660℃，计为贫氧再生，为满足主风机工况要求二催化装烟机入口温度小于650℃，烟机运

8、行期间，这个温置原料主要为渣油，渣油中硫、重金属含量较高，度通过调节烟机入口蝶阀开度来控制，使温度的这就造成二催化装置平衡剂中重金属的含量较高。波动不要过大。当关小阀门开度时，烟机入口烟这些金属易与烟气中的SOX发生气-固反应，生成气量减少，烟气温度小于640℃时，正好处于重金低温熔融态的硫酸盐，形成类似于浆糊状的粘结属形成低熔点共晶物的温度段，尤其是叶片顶部物质，从而引起催化剂粘连结垢。烟气中SOX含由于没有烟气摩擦可能温度更加偏低，更利于粉尘量的高低也成为引起催化剂粘连的诱因，