贠瑞龍（中海油東方石化有限責(zé)任公司， 海南 東方 572600）

淺談尾氣壓縮機(jī)的汽輪機(jī)暖機(jī)轉(zhuǎn)速升高的分析

贠瑞龍（中海油東方石化有限責(zé)任公司， 海南 東方 572600）

針對(duì)檢修完尾氣壓縮機(jī)開車暖機(jī)轉(zhuǎn)速升高，提出可能導(dǎo)致的幾種原因，并分析這幾種原因確認(rèn)尾氣壓縮機(jī)暖機(jī)轉(zhuǎn)速升高的最終原因，為后續(xù)苯乙烯裝置脫氫系統(tǒng)開車及平穩(wěn)生產(chǎn)排除隱患。

尾氣壓縮機(jī)；暖機(jī)轉(zhuǎn)速；調(diào)節(jié)系統(tǒng)；油動(dòng)機(jī)；調(diào)節(jié)螺母

1 裝置概況

中海油東方石化有限責(zé)任公司12萬(wàn)噸/苯乙烯裝置由乙苯裝置生產(chǎn)的乙苯作為原料，利用GS系列催化劑作用，在水蒸氣存在條件下，乙苯負(fù)壓絕熱選擇性脫氫生成苯乙烯。

尾氣壓縮機(jī)為苯乙烯裝置關(guān)鍵設(shè)備之一，其主要作用是為乙苯脫氫反應(yīng)系統(tǒng)提供足夠的負(fù)壓，汽輪機(jī)通過減速齒輪箱驅(qū)動(dòng)螺桿尾氣壓縮機(jī)，是尾氣壓縮機(jī)最主要的組成部分。

2017年4月10日至5月20日為期40天全廠大檢修完成后，苯乙烯裝置開工期間，脫氫單元尾氣壓縮機(jī)的汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速?gòu)?000rpm升高至1751rpm進(jìn)行分析，首次開工與檢修后汽輪機(jī)暖機(jī)轉(zhuǎn)速對(duì)比如圖1、圖2：

圖1

圖2

2 汽輪機(jī)的調(diào)節(jié)系統(tǒng)

汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)采用電液轉(zhuǎn)換調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其目的是控制汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速在滿足工藝條件下的范圍內(nèi)運(yùn)行。調(diào)節(jié)系統(tǒng)主要有轉(zhuǎn)速傳感器、轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)WOODWARD 505、電液轉(zhuǎn)換器、油動(dòng)機(jī)和調(diào)節(jié)汽閥。

（1）WOODWARD 505同時(shí)接收轉(zhuǎn)速輸出值與轉(zhuǎn)速設(shè)定值進(jìn)行PID運(yùn)算比較后輸出4～20mA的執(zhí)行信號(hào)，再經(jīng)電液轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換的二次油進(jìn)入油動(dòng)機(jī)來(lái)調(diào)節(jié)汽閥，控制汽輪機(jī)的進(jìn)汽量。

（2）調(diào)節(jié)汽閥的作用是根據(jù)轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)WOODWARD 505的指令改變進(jìn)入汽輪機(jī)腔室的蒸汽流量，來(lái)達(dá)到機(jī)組在工藝要求條件下的轉(zhuǎn)速以及背壓，調(diào)節(jié)汽閥的結(jié)構(gòu)如圖3所示：

（3）油動(dòng)機(jī)是調(diào)節(jié)汽閥的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，它將潤(rùn)滑油系統(tǒng)中的調(diào)節(jié)油經(jīng)電液轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換的二次油進(jìn)入油動(dòng)機(jī)來(lái)調(diào)節(jié)汽閥，控制汽輪機(jī)的進(jìn)汽量。油動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)如圖4、現(xiàn)場(chǎng)如圖5所示：

3 汽輪機(jī)暖機(jī)的必要條件

（1）潤(rùn)滑油系統(tǒng)中調(diào)節(jié)油壓、潤(rùn)滑油總管油壓、螺桿轉(zhuǎn)子進(jìn)排端軸承油壓、同步齒輪油壓、汽輪機(jī)和齒輪箱軸承的進(jìn)油壓力都在正常狀態(tài)；

（2）投用第一級(jí)、第二級(jí)N2密封系統(tǒng)；

（3）3.2MPaG 蒸汽暖機(jī)完成（全開蒸汽閘閥，關(guān)閉旁路閥），3.2MPaG蒸汽至速關(guān)閥前的溫度達(dá)到330℃以上；

（4）確認(rèn)工藝開車條件具備

圖3

圖4

圖5

①確認(rèn)現(xiàn)場(chǎng)滿足開車條件，建立啟動(dòng)油（1839）/速關(guān)油（1830）使速關(guān)閥打開；

②中控室確認(rèn)SIS、DCS聯(lián)鎖尾氣壓縮機(jī)啟動(dòng)條件滿足，并復(fù)位SIS中尾氣壓縮機(jī)的開車條件：

③在尾氣壓縮機(jī)控制系統(tǒng)將WOODWARD 505復(fù)位，在WOODWARD 505啟動(dòng)汽輪機(jī)開始暖機(jī)。

4 對(duì)以上汽輪機(jī)暖機(jī)轉(zhuǎn)速升高提出可能導(dǎo)致的原因

(1)轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)WOODWARD 505發(fā)出升速轉(zhuǎn)速指令有誤；

(2)轉(zhuǎn)換器傳感器輸出的電流信號(hào)出現(xiàn)偏差；

(3)調(diào)節(jié)汽閥的調(diào)節(jié)閥出現(xiàn)問題；①閥碟與閥座密封有蒸汽泄漏進(jìn)入；②調(diào)節(jié)閥的移動(dòng)行程出現(xiàn)偏差。

(4)油動(dòng)機(jī)出現(xiàn)問題：①油壓不穩(wěn)；②油動(dòng)機(jī)中的錯(cuò)油門與機(jī)械杠桿反饋機(jī)構(gòu)出現(xiàn)偏差。

5 分析以上導(dǎo)致汽輪機(jī)暖機(jī)轉(zhuǎn)速升高的原因

(1)轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)WOODWARD 505由專人負(fù)責(zé)操作，并對(duì)照操作說(shuō)明步驟（現(xiàn)場(chǎng)速關(guān)閥打開，現(xiàn)場(chǎng)按鈕放到暖機(jī)——SIS聯(lián)鎖復(fù)位——按建啟動(dòng)——蒸汽調(diào)節(jié)閥開始動(dòng)作，汽輪機(jī)以10rpm／s升速——系統(tǒng)自動(dòng)升速到1000 rpm ）一步一步進(jìn)行，確定WOODWARD 505操作無(wú)誤；

(2)轉(zhuǎn)換器傳感器輸出的電流信號(hào)是接收轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)WOODWARD 505的轉(zhuǎn)速信號(hào)，而WOODWARD 505發(fā)出指令準(zhǔn)確無(wú)誤，就排除了轉(zhuǎn)換器傳感器輸出的電流信號(hào)；

(3)調(diào)節(jié)汽閥由調(diào)節(jié)閥、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、油動(dòng)機(jī)組成，檢修期間，其中調(diào)節(jié)閥并沒有單獨(dú)一一拆卸，不存在閥碟與閥座密封有蒸汽泄漏進(jìn)入的情況，而調(diào)節(jié)閥的閥位行程是按照轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)WOODWARD 505的指令改變進(jìn)入汽輪機(jī)的蒸汽流量，分析1已經(jīng)排除了轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)WOODWARD 505的問題，因此調(diào)節(jié)閥故障就也排除。

(4)油動(dòng)機(jī)是通過二次油壓操縱調(diào)節(jié)閥，而二次油壓是由調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的調(diào)節(jié)油轉(zhuǎn)換而來(lái)，調(diào)節(jié)油管路上裝設(shè)有一個(gè)10L的液壓蓄能器，并且潤(rùn)滑油總管油壓0.401MPa穩(wěn)定，就不存在調(diào)節(jié)油壓力波動(dòng)的情況。

油動(dòng)機(jī)中的反饋機(jī)構(gòu)中有幾個(gè)關(guān)鍵零部件，如調(diào)節(jié)螺栓、調(diào)節(jié)螺釘、調(diào)節(jié)螺母，這些零部件的細(xì)微動(dòng)作后，將會(huì)導(dǎo)致油動(dòng)機(jī)上的彎角杠桿、反饋杠桿、反饋板等相應(yīng)的動(dòng)作，使錯(cuò)油門的二次油壓與彈簧力達(dá)到新的平衡，通過桿端關(guān)節(jié)軸承使油動(dòng)機(jī)與調(diào)節(jié)汽閥杠桿相連達(dá)到新的平衡，相應(yīng)汽閥開度加大，進(jìn)入汽輪機(jī)的蒸汽流量增加。

在工藝、機(jī)組穩(wěn)定工況下，油動(dòng)機(jī)中與二次油壓作用力與機(jī)械反饋中的彈簧力保持平衡，使錯(cuò)油門的滑閥在平衡力的作用下保持中間位置，將油缸內(nèi)的油路走向隔斷，因此將反饋機(jī)構(gòu)中的活塞穩(wěn)定不動(dòng)作，調(diào)節(jié)汽閥也就保持一定的開度，如突然打破力的平衡使滑閥上移，相應(yīng)就會(huì)使反饋機(jī)構(gòu)中的活塞下移，導(dǎo)致調(diào)節(jié)汽閥的閥位行程增大，進(jìn)入汽輪機(jī)腔室的蒸汽流量增加，使機(jī)組轉(zhuǎn)速升高。

6 結(jié)論

將油動(dòng)機(jī)上的調(diào)節(jié)螺母進(jìn)行細(xì)微的調(diào)節(jié)、打磨，使錯(cuò)油門的二次油壓與彈簧力達(dá)到新的平衡，通過桿端關(guān)節(jié)軸承使油動(dòng)機(jī)與調(diào)節(jié)汽閥杠桿相連達(dá)到新的平衡，相應(yīng)汽閥開度加大，進(jìn)入汽輪機(jī)的蒸汽流量增加，使汽輪機(jī)暖機(jī)轉(zhuǎn)速升高，由1000rpm升高至1751rpm。

[1]陳立明.螺桿壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子的加工.工具技術(shù)，2007，7：72-74.

[2]丁磊.《12萬(wàn)噸/年乙苯-苯乙烯裝置操作規(guī)程之尾氣壓縮機(jī)機(jī)組操作規(guī)程》.2015.12

[3]候志揚(yáng).我國(guó)苯乙烯產(chǎn)業(yè)分析.化學(xué)工業(yè)，2010，28（7）：26-29.