氧化空壓機(jī)葉輪缺口的應(yīng)急處理

黃多志（中海石油煉化有限責(zé)任公司，廣東 惠州 516086）

氧化空壓機(jī)葉輪缺口的應(yīng)急處理

黃多志（中海石油煉化有限責(zé)任公司，廣東 惠州 516086）

氧化空壓機(jī)是大中型化工廠的重要設(shè)備，轉(zhuǎn)子動(dòng)不平衡是旋轉(zhuǎn)機(jī)械中較常見(jiàn)的故障，但葉輪出現(xiàn)缺口問(wèn)題在日常檢維修中比較罕見(jiàn)。本文針對(duì)氧化壓縮機(jī)的葉輪出現(xiàn)損傷的情況進(jìn)行轉(zhuǎn)子現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)平衡，為離心式壓縮機(jī)類似問(wèn)題提供一種應(yīng)急檢修參考。

氧化空壓機(jī)；葉輪缺口；在線動(dòng)平衡；應(yīng)急處理

0　引言

惠州某化工廠苯酚丙酮裝置的氧化空壓機(jī)是一臺(tái)三級(jí)空氣壓縮機(jī)，帶二個(gè)內(nèi)置級(jí)間冷卻器、內(nèi)置油冷器和主驅(qū)動(dòng)電機(jī)，為公用工程裝置的主要設(shè)備，生產(chǎn)廠家為COOPER COMPRESSION，型號(hào)：TAE-100A/30，系列號(hào)：P-13718，主要技術(shù)參數(shù)如下：

Compressor Rating：

I t e m o r D e s i g n C o n d i t i o n項(xiàng)目U n i t s單位V a l u e值G a s氣體A i r空氣B a r o m e t r i c P r e s s u r e大氣壓力k P a（A）1 0 1 . 3 R e l a t i v e H u m i d i t y相對(duì)濕度% 8 6 I n l e t P r e s s u r e入口壓力k P a（A）1 0 0 . 3 I n l e t T e m p e r a t u r e s 入口溫度＊F i r s t S t a g e 第一級(jí)＊S e c o n d S t a g e第二級(jí)＊T h i r d S t a g e第三級(jí)3 5 4 7 4 9 D i s c h a r g e F l o w排放流量N m3/ H r 2 4，6 0 0 D i s c h a r g e P r e s s u r e排放壓力k P a（A）7 5 9 . 0 C o o l a n t （W a t e r） T e m p e r a t u r e冷卻劑（水）溫度℃3 3 I n l e t S p e e d輸入轉(zhuǎn)速R P M 2 9 7 0℃℃℃

主驅(qū)動(dòng)電機(jī)制造商為TECO Westinghouse，額定功率3500HP，額定電流174Ampas，電壓10000V，頻率50Hz。

1　檢修原因

2012年8月18日下午18：30，氧化空壓機(jī)突然跳車，故障顯示為第三級(jí)振動(dòng)超標(biāo)，振動(dòng)值達(dá)到36um；壓縮機(jī)第三級(jí)轉(zhuǎn)子的報(bào)警設(shè)定值為29um，跳車設(shè)定值為36um。

氧化空壓機(jī)是苯酚丙酮裝置氧化工段的關(guān)鍵設(shè)備，一旦停車將導(dǎo)致裝置無(wú)法正常運(yùn)行。

2　檢修記錄

跳車前幾個(gè)月來(lái)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，其第三級(jí)的振動(dòng)均很穩(wěn)定在12um，油溫、油壓等一直都正常。

振動(dòng)值變大原因分析有：①轉(zhuǎn)子內(nèi)進(jìn)入異物；②儀表探頭誤報(bào)；③葉片結(jié)垢嚴(yán)重；④轉(zhuǎn)子彎曲；⑤葉輪破損；⑥轉(zhuǎn)子連接件松動(dòng)；⑦機(jī)組對(duì)中破壞；⑧管線附加應(yīng)力作用。

盤車正常后重啟，第三級(jí)顯示振動(dòng)42um并很快下降至38um，約二十多秒后又跳車。

儀表專業(yè)將第一級(jí)和第三級(jí)振動(dòng)探頭互換，重啟仍然跳車，基本排除儀表探頭問(wèn)題。

設(shè)備專業(yè)于19日20：20開(kāi)始拆第三級(jí)入口管短管，發(fā)現(xiàn)第三級(jí)葉輪的入口處葉片小徑有1個(gè)指甲大小的缺口，繼續(xù)拆卸第三級(jí)入口壓蓋，又發(fā)現(xiàn)葉片大徑上也有一較小缺口（兩有缺口葉片在約150°的相對(duì)位置上）；檢查1、2級(jí)轉(zhuǎn)子，發(fā)現(xiàn)第2級(jí)轉(zhuǎn)子有2葉片微變形。

3　原因分析

壓縮機(jī)葉輪出現(xiàn)2個(gè)缺口，可能原因有：1.材質(zhì)不合格，強(qiáng)度不夠；2.工作條件不良（強(qiáng)度下降）；3.負(fù)荷過(guò)大，強(qiáng)度下降；4，落入夾雜物；5.存積夾雜物；6.應(yīng)力腐蝕和化學(xué)腐蝕密封系統(tǒng)工作不良。

檢查后發(fā)現(xiàn)壓縮機(jī)的進(jìn)口管和級(jí)間彎頭腐蝕嚴(yán)重，判斷是運(yùn)行時(shí)銹塊脫落進(jìn)入高速旋轉(zhuǎn)的葉輪，產(chǎn)生的巨大沖擊導(dǎo)致葉片損壞；并且在第二級(jí)葉輪也發(fā)現(xiàn)有2處微小撞擊變形。

聯(lián)系壓縮機(jī)廠家COOPER售后，其提供2套檢修方案：

（1）現(xiàn)采購(gòu)1套第3級(jí)新轉(zhuǎn)子，供貨期3個(gè)月；可提供1臺(tái)新壓縮機(jī)臨時(shí)安裝來(lái)保證生產(chǎn)裝置的運(yùn)行（考慮安裝配管等也需要1個(gè)半月時(shí)間，工期太長(zhǎng)被否決）；

（2）立即派人來(lái)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行應(yīng)急處理，方案是葉輪現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)平衡，能維持現(xiàn)有的設(shè)備運(yùn)行，但如有風(fēng)險(xiǎn)需自負(fù)。

最終確認(rèn)采取葉輪現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)平衡的應(yīng)急處理檢修方案。

4　現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)平衡1

8月22日開(kāi)始檢查，首先清潔三級(jí)葉輪，再對(duì)葉輪做著色探傷檢測(cè)，無(wú)明顯異常。

更換葉輪鎖緊螺母，在螺母相隔180°位置分3次安裝動(dòng)平衡頂絲，做動(dòng)平衡試驗(yàn)3次，發(fā)現(xiàn)各振動(dòng)值的變化幅度相差不大。

分析原因是廠家?guī)?lái)的動(dòng)平衡螺母配重螺釘太小，還需加大配重量。

5　現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)平衡2

8月23日，重新加工動(dòng)平衡螺母，螺母直徑加大，配重螺釘直徑由3mm改為5mm。再進(jìn)行反復(fù)測(cè)試4次，通過(guò)FFT頻譜分析儀對(duì)結(jié)果進(jìn)行軟件計(jì)算分析，最后確定應(yīng)加配重重量9.2g。

8月24日，去除原裝配重塊3.9g，在動(dòng)平衡螺母上添加三枚配重螺釘（2.1g+1.6g+1.6g=5.3g）。試車，第一、二、三級(jí)振動(dòng)值分別為14、14、18 um，加載后為14、14、19um。下午再將動(dòng)平衡上第一個(gè)配重螺釘移到第四個(gè)位置（順時(shí)針?lè)较颍?，試車第一、二、三?jí)振動(dòng)值為14、14、10um，加載后為14、14、12um。20多分鐘后將三個(gè)配重螺釘依次拆下涂螺紋鎖固劑并回裝鎖緊。一個(gè)小時(shí)后再開(kāi)車各振動(dòng)值不變，持續(xù)半小時(shí)后停車。

28日氧化空壓機(jī)投用試車，第一、二、三級(jí)振動(dòng)值為13、13、24um，隨后第三級(jí)振動(dòng)逐漸加大到27um。29日下午在原來(lái)第三個(gè)配重螺釘相鄰位置另加一枚1.6g的配重螺釘，試車第一、二、三級(jí)振動(dòng)值為14、14、19um，加載后分別為14、14、21um，隨后第三級(jí)振動(dòng)基本在21～22um間。

30日臨時(shí)停車，再在原來(lái)第四個(gè)配重螺釘相鄰位置另加一0.95g的配重螺釘，試車第一、二、三級(jí)振動(dòng)值為6、13、18um加載后為7、16、21um，隨后運(yùn)行監(jiān)控中第三級(jí)振動(dòng)維持在20～21um間。

運(yùn)行直至2013年3月第3級(jí)新轉(zhuǎn)子檢修更換；完全達(dá)到了預(yù)期要求。

6　改進(jìn)措施

（1）考慮葉輪損壞面的擴(kuò)散，抓緊訂購(gòu)第3級(jí)轉(zhuǎn)子，到貨后及時(shí)更換；第1、2級(jí)轉(zhuǎn)子也需采購(gòu)，更換后發(fā)回原廠修復(fù)備用；

（2）氧化壓縮機(jī)的入口段碳鋼管全部改為304不銹鋼，入口空氣過(guò)濾器加大換新；

（3）氧化壓縮機(jī)各級(jí)間彎管內(nèi)部噴丸除銹，并做滲氮熱處理。

［1］COOPER COMPRESSION. TAE-100A/30空壓機(jī)操作手冊(cè)［M］.

［2］王福利，田吉新，戴有恒.壓縮機(jī)組.石油化工廠設(shè)備檢修手冊(cè)［M］.中國(guó)石化出版社，2007.