中壓鍋爐給水泵透平J542振動大原因分析與處理

王邦旭

（中海石油建滔化工有限公司，海南東方 572600）

中海石油化學股份有限公司日產2 500t甲醇裝置采用英國DAVY公司甲醇生產工藝技術，中國成達工程公司負責工程設計，以高二氧化碳、高氮氣含量的天然氣為原料，經過蒸汽一段爐轉化為適合制甲醇的合成氣，再經過壓縮、合成、精餾等工序生產出既滿足國家GB338－2004優等品標準，又滿足美國O－M－232K“AA”級標準的精甲醇。

我公司日產2 500t甲醇裝置中壓鍋爐給水泵透平J542由美國Elliott公司設計并制造，透平型號為DYR PE111，廠家序列號為E902320，型式為背壓式，調速系統為氣動式，見圖1。中壓鍋爐給水泵透平J542現場外形見圖2，設計參數見表1。中壓鍋爐給水泵J442A由嘉利特荏原泵業有限公司設計并制造，型號為TDF150－120×5，廠家序列號為GR09402601，設計參數見表2。

圖1 透平調速系統

圖2 透平現場外形

表1 J542設計參數

表2 J442A設計參數

1 故障現象

中壓鍋爐給水泵透平J542于2010年10月投用，投用以來運行正常。直到2012年2月10日，中壓鍋爐給水透平兩端軸承振動大，超出報警值，透平進汽端軸承振動趨勢見圖3，排汽端軸承振動趨勢見圖4。

圖3 進汽端軸承振動趨勢

圖4 排汽端軸承振動趨勢

2 原因分析

為了分析中壓鍋爐給水泵透平J542軸承振動大的原因，徹底解決軸承振動大的問題，從在線狀態監測系統調出透平兩端軸承振動頻譜圖（見圖5和圖6），發現軸承振動大主要由工頻引起。0.5倍頻非常小，說明透平沒有發生摩擦故障；2倍頻也比較小，說明透平找正對中沒有問題。

從在線狀態監測系統調出中壓鍋爐給水泵透平轉速趨勢圖，發現透平轉速波動大，見圖7，與振動趨勢的對比見圖8，發現每當透平轉速發生較大的波動時，振動也跟著增大，因此，判斷透平振動大是由轉速波動大引起的。

為了解決中壓鍋爐給水泵透平軸承振動大的問題，必須先解決透平轉速波動大的故障。透平轉速波動大可能由以下原因引起：

（1）透平進汽壓力變化；

（2）透平進汽溫度變化；

圖5 進汽端軸承振動頻譜

圖6 排汽端軸承振動頻譜

圖7 透平轉速趨勢

（3）透平排汽壓力變化；

（4）透平排汽溫度變化；

（5）透平所驅動中壓鍋爐給水泵入口壓力變化；

（6）透平所驅動中壓鍋爐給水泵入口溫度變化；

（7）透平所驅動中壓鍋爐給水泵出口壓力變化；

（8）透平所驅動中壓鍋爐給水泵出口溫度變化；

（9）透平調速系統執行器動力氣源壓力變化；

（10）透平缸體積水；

（11）透平調速閥卡澀；

（12）透平調速系統定位器進氣過濾器堵塞；

（13）透平調速系統定位器滑閥卡澀。

中壓鍋爐給水泵透平入口蒸汽來自中壓蒸汽管網，進汽壓力一直為3.1MPa左右，進汽溫度一直為353℃左右；出口蒸汽連接低壓蒸汽管網，排汽壓力一直為0.5MPa左右，排汽溫度一直為198℃左右。透平所驅動的中壓鍋爐給水泵入口鍋爐水來自脫氧槽，入口壓力一直為38kPa左右，入口溫度一直為100℃左右；出口鍋爐水至輔助鍋爐汽包，出口壓力一直為4.05MPa左右，出口溫度一直為109℃左右。透平調速系統執行器動力氣源來自工廠空氣儲罐，壓力一直為0.6MPa左右。在中壓鍋爐給水泵透平轉速波動前后，以上參數均沒有明顯變化，說明中壓鍋爐給水泵透平轉速波動不是由于工藝參數所引起。

圖8 透平振動和轉速趨勢

打開中壓鍋爐給水泵透平缸體疏水器旁路閥門檢查，確認透平缸體沒有積水情況；緩慢打開透平加載閥，觀察調速閥開關情況，確認透平調速閥沒有卡澀現象。拆開中壓鍋爐給水透平調速系統定位器進氣過濾器，發現過濾器較臟。拆開透平調速系統定位器滑閥，發現定位器滑閥有卡澀現象。判斷中壓鍋爐給水透平轉速波動大是由于調速系統定位器進氣品質差，導致定位器滑閥卡澀，造成透平轉速波動大。

3 處理措施

中壓鍋爐給水泵透平兩端軸承振動大是透平轉速波動大造成，而透平轉速波動大是由于透平調速系統定位器進氣品質差，導致定位器滑閥卡澀所造成。為了徹底解決中壓鍋爐給水透平兩端軸承振動大的問題，我們做了以下工作。

（1）中壓鍋爐給水泵透平調速系統執行器動力氣源更改為儀表空氣儲罐氣，因為工廠空氣比較臟，而儀表空氣經過了過濾和干燥處理，相對比較干凈。

（2）清理中壓鍋爐給水泵透平調速系統定位器進氣過濾器。

（3）清理中壓鍋爐給水泵透平調速系統定位器滑閥組件。

4 結 語

甲醇裝置中壓鍋爐給水泵透平J542更改調速系統執行器動力氣源，清理調速系統定位器進氣過濾器和調速系統定位器滑閥組件后交付使用。中壓鍋爐給水泵透平轉速波動恢復正常，軸承振動也恢復正常。目前，中壓鍋爐給水泵透平運行狀態良好，為日產2 500t甲醇裝置的安全、穩定、長周期運行提供了保證。