吳波
(河南濟源豫光(guāng)金(jīn)鉛集團製氧廠,河(hé)南省濟源市濟水大街中段525號 454650)
摘 要(yào):介紹了5種膨脹機軸承燒壞事故,分(fèn)析了(le)原因,闡述了解決方法。
關鍵詞:膨脹機;軸承;事故
增壓透平膨脹機是整個空分設備的關鍵機組之一,其轉速高,需精(jīng)心操作與維護。筆者在8年的製(zhì)氧工作中參與了多次(cì)膨脹機軸承燒壞事故的(de)處理,現對(duì)其做一(yī)總結,供同(tóng)行參考。
筆者單位KDON-6500/13000型空分設備配套膨脹機(jī)為PLPK-67/8.4×0.5型,KDON-4000/1800/100型空分設備配套PLPK-68/7.49X0.39型膨脹機,設計轉(zhuǎn)速都是(shì)34000r/min,供油壓力為0.20-0.30MPa;KDON-6000/2000/180型空分設備配套PLPK-86.7/7.5-0.4型膨脹機,轉速32800r/min,供油壓力為0.40~0.50MPa。
1 DCS係統電源
1999年(nián)6月6日(rì),KDON-6500/13000空分設備配套的DCS係統的UPS電源因(yīn)為存在問題,被拆掉,DCS係統直接(jiē)由市(shì)電供電。當(dāng)高、低壓電一(yī)停,DCS係統就斷電,所有的氣開閥全關,氣閉閥全開,所有機器停轉,微機因斷電無法監控。在來電後,空分設備開(kāi)車時重新啟用1#膨脹機,發現聲音(yīn)較為異常。隻得停下(xià)1#膨(péng)脹機,啟(qǐ)用2#膨脹機。在第二天拆(chāi)檢1#膨脹機時,發現其軸承燒壞、緊急切斷閥V443關不(bú)嚴。
在停電時,V443的電磁(cí)閥(fá)、定位器(qì)都失電(diàn),由於該閥關不(bú)嚴,使得膨脹機增壓(yā)端出口至(zhì)膨脹端進口之間的(de)幾十米管道內的餘氣繼續衝擊轉子,使其運轉,而油壓容器僅供(gòng)油(yóu)1min,滿足不了惰轉用油,致使軸承燒壞。
2000年,1#膨脹機又發生了同樣由於停電使軸承燒壞的事故,在調試、研磨V443無效的情況下,更換為能(néng)夠關嚴的緊急切(qiē)斷閥,確保膨脹機停電時的安全。
2 DCS係統軟件
2002年5月,KDON-4000/1800/100型空分設備試車時,1#、2#膨脹機共用1隻回流閥(fá)V457,當時微機上所(suǒ)有閥門的操作在點擊操作(zuò)麵板後,輸入開度點“確定”,閥門執行輸入命令,微機流程圖上顯示相應的開度;然而取消操作或取消輸入開度後,不論(lùn)當時(shí)開度是多少都會自動變成0;在流程圖(tú)上顯示現場閥門也全(quán)關。
由(yóu)於(yú)存在這個問題,在裸冷試車中,操作工點擊V457的操作麵(miàn)板,不想再操作後點了取消,這樣V457開度由當(dāng)時的62%直(zhí)接變成0,造成兩台(tái)膨脹機轉速由32000r/min急劇上(shàng)升。操作工(gōng)未及時發現這一錯誤,使轉速超過36000r/min(轉速大於36000r/min時聯鎖電磁閥SV457失電(diàn),V457將全開),聯鎖全開V457。而聯鎖也存在問題:電磁閥SV457失(shī)電,V457全開,轉速(sù)下降;繼而聯鎖不存在,SV457又得電,V457開度又成0,轉速又上升,再(zài)聯鎖,轉速下降......。如此反複了幾次,膨脹機發出較大的異常響聲。這(zhè)時(shí)手動停運膨(péng)脹機。拆檢(jiǎn)兩台(tái)膨脹機,發現其軸承、密封已全部損壞。
這次膨脹(zhàng)機損壞,可歸(guī)納(nà)為3方(fāng)麵(miàn)因素:①操作工不細心,在操作麵板上(shàng)點“取消”後,未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)V457開度(dù)由62%變成0;②操作麵板上不進行操作點取消後,應維持原有開度,不應變成0;③聯鎖不完善,應設置(zhì)手動複位操作功能,即(jí)使轉速下降,不應直接得電,讓操作人員將V457開度設為100%後,再複位SV457得電,V457可根(gēn)據情況緩慢關小。後兩種情形已由(yóu)DCS供貨方技術人員(yuán)進行了改(gǎi)善,滿足了操作、聯鎖需求。
3 電(diàn)磁閥和油壓容器
2004年4月20日,KDON-4000/1800/100型空分設備高低壓(yā)停電,油泵停轉,油壓聯鎖SV443失電(diàn),但V443沒有全關(guān),仍為原來的全開狀態,膨(péng)脹機仍在(zài)運轉。手(shǒu)動輸入0才將其(qí)停下,但已運轉(zhuǎn)了1min。
拆檢膨脹端軸承,發現其已與軸抱死在一塊(kuài)。檢查發(fā)現SV443不能進行失電(diàn)動作,電磁閥卡(kǎ)住,閥門膜頭內的儀表(biǎo)氣釋放不出來,更換了1隻(zhī)新的(de)電磁閥才使聯鎖動作正常。
另外,油泵運(yùn)行時,油壓容器內的油(yóu)充滿了整個(gè)容器,油(yóu)壓容器內沒有空氣。當油泵停運後,裏麵的(de)油放不(bú)出來。油壓(yā)下降太快,20餘秒內(nèi)就降到位,油壓容(róng)器沒起到供油1min的作用。於是從(cóng)排汙閥向油壓容器內充(chōng)儀表氣。經試驗,油壓容器在油(yóu)泵停運後能(néng)起到供油1min的作用(yòng)。
4 DCS係統模塊質量
2004年3月18日及5月3日,KDON-4000/1800/100型空分設備配套膨脹機兩(liǎng)次出現因DCS係統FM171DO模塊損壞造成DO無輸出的故障。分子篩純化係統上所有切換(huàn)閥全開,空壓機(jī)氣體從純化再(zài)生氣消聲器放(fàng)空,下塔氣體也倒流進分子篩吸附器,膨脹機增壓端(duān)突然失去負載而飛車超速(sù),轉速由32500r/min上(shàng)升(shēng)至40000r/min而聯鎖停(tíng)車。再試車有異常響聲。拆檢時發現軸承損壞。經(jīng)鑒定是模塊中100uf/50V電容損壞造成DO輸出中斷(duàn)。
為避免再次發生此類事故,將(jiāng)FM171DO模塊又並聯了一備用模塊,該模塊也(yě)同樣控製分子篩吸(xī)附器上的電磁閥,即有兩隻(zhī)模(mó)塊並聯控製分子篩吸附器,隨便拔下1隻模塊,不(bú)影(yǐng)響(xiǎng)DO的輸出。
另外(wài)在大修停車期間升級所有模塊,更換了更高性能的電容,提高模塊(kuài)的性能質(zhì)量。同時也增加了膨脹機流量聯鎖回流閥,當(dāng)增壓機進口流量小於(yú)3000m/h時,聯鎖(suǒ)回流閥全開;由於生產中轉速達到32500r/min就完全滿足(zú)使用要求,於是(shì)將轉速的聯(lián)鎖停車值由38000r/min降為34000r/min,聯(lián)鎖回流閥全開(kāi)的(de)轉速值由(yóu)36000r/min降為33500r/min。還在分子篩過(guò)濾器前加裝1隻止(zhǐ)回閥,這樣(yàng)即使分子篩吸附器(qì)1隻(zhī)電磁閥損壞或模塊再有問題,空壓機(jī)氣體從純化再生氣消聲器(qì)放(fàng)空時,止回閥將起作用,不使下塔低溫氣體倒流進來,膨(péng)脹機增壓端不致突(tū)然失去負載而飛(fēi)車超速。
5 試車中操作人員間的協調
2005年2月5日,新建的KDON-6000/2000/180型(xíng)空分設備進行冷箱內管道和設備吹除階段,1#膨脹機增壓端進口管斷開,並拆掉了過濾器,準備(bèi)吹除,而增壓端(duān)出口仍連著機器(qì)。控製室人員未落實好是否封(fēng)住了出口,就開始開增壓端進口閥V102A。由於未開(kāi)油泵和密封氣,回流閥(fá)FCV401A處於聯鎖全開狀態,從(cóng)而使得開V102A後空氣(qì)在吹進口管的同時也經FCV401A、增壓機後冷卻(què)器倒流進增壓端出口而吹動轉子。這(zhè)時的增壓端成了(le)機器的(de)動力端而運行起來,因(yīn)為(wéi)轉速表還未(wèi)與DCS係統接上,控製室無法看到(dào)轉速。現場人員通知控製室後,才關閉(bì)進(jìn)口閥。
拆檢(jiǎn)時看到增壓葉輪出口通道有1圈缺口磨損嚴重,兩隻軸承、前後密封套損壞,膨脹端葉輪完好。由於沒有(yǒu)備用轉子,隻得將(jiāng)受損(sǔn)的轉子簡單研磨修複,主軸、葉輪重新校驗動平衡。後更換損壞件重新裝配。
來源(yuán):《深冷技術》2006年2月