循環(huán)氣壓縮機啟機故障分析及處理措施

1、循環(huán)氣壓縮機啟機故障分析及處理措施化學工程與技術(shù), 2019,HansJournalofChemicalEngineeringandTechnology6(6),129-133PublishedOnlineNovember2019inHans.StartupFailureAnalysisandTreatmentMeasureofCirculatingAirCompressorZhibaoYin1,JunpinWang1,WeiZhang212thththReceived:Oct.17,2019;accepted:Nov.6,2019;published:Nov.9,2019Copyright2

2、019byauthorsandHansPublishersInc.ThisworkislicensedundertheCreativeCommonsAttributionInternationalLicense(CCBY).MethanoltoOlefinsBranch,ShenhuaNingxiaCoalIndustryGroupCo.Ltd.,YinchuanNingxiaResearchandDevelopmentDivision,ShenhuaNingxiaCoalIndustryGroupCo.Ltd.,YinchuanNingxiaOpenAccessAbstractCircula

3、tingaircompressorappearstheproblemoffailurefrequentlyattheearlystageofcommis-sioningandoperation.Proceedingsfromprocess,equipment,electricalinstrumentationandself-controletc.,effectivelysolveallkindsoffaultsandimprovethereliabilityoftheequipmentoperation.KeywordsCirculatingAirCompressor,SystemFailur

4、e,ProcessParameters,TreatmentMeasures循環(huán)氣壓縮機啟機故障分析及處理措施殷志寶1，王軍平1，張偉212收稿日期：2019年10月17日；錄用日期：2019年11月6日；發(fā)布日期：2019年11月9日神華寧夏煤業(yè)集團煤制油化工烯烴分公司，寧夏銀川神華寧夏煤業(yè)集團煤制油化工研發(fā)中心，寧夏銀川摘要循環(huán)氣壓縮機在調(diào)試和運行初期，頻繁出現(xiàn)故障停機等問題。主要從工藝，設(shè)備，電氣儀表及自控等方文章引用:殷志寶,王軍平,張偉.循環(huán)氣壓縮機啟機故障分析及處理措施J.化學工程與技術(shù),2019,6(6):129-133.殷志寶等面進行改進，有效解決了各類故障，提高了設(shè)備運行的可靠

5、程度。關(guān)鍵詞循環(huán)氣壓縮機，系統(tǒng)故障，工藝參數(shù)，處理措施1. 引言甲醇制丙烯(MTP)裝置運行過程中，當DME/MeO進料的總轉(zhuǎn)化率低于95%寸，MTP反應器催化劑必須再生。再生過程用氧氣/氮氣混合燃燒，燒去催化劑上積碳，再生時所有再生氣全部排放大氣。工藝技術(shù)人員對MTP裝置催化劑燒焦再生系統(tǒng)進行了優(yōu)化，采用“氮氣循環(huán)再生”催化劑技術(shù)，在MTP裝置增設(shè)氮氣循環(huán)壓縮機，將再生廢氣循環(huán)利用，不僅縮短了催化劑的再生時間，再生效果良好，而且極大地降低了再生運行費用。2. 機組主要設(shè)計參數(shù)甲醇制烯燒項目循環(huán)氣壓縮機組采用EZ100-3+3離心式壓縮機組，由離心式壓縮機、電動機、齒輪箱、膜片聯(lián)軸器等組成，同

6、時配套了自控系統(tǒng)、電控系統(tǒng)及潤滑油系統(tǒng)。機組布置形式如圖1所示。該系列離心式壓縮機組具有運行平穩(wěn)、可靠、效率高等特點，其設(shè)計參數(shù)見表1。3. 機組停機情況該離心式壓縮機在調(diào)試和運行初期，頻繁出現(xiàn)故障停機等問題，主要由工藝、設(shè)備、電氣儀表及自控等原因引起的故障，故障停機情況見表2所示12。4. 原因分析及處理措施4.1. 工藝系統(tǒng)故障及處理措施(1) 入口閥門開度過大壓縮機每次啟機前，要轉(zhuǎn)化到手動狀態(tài)以檢查入口閥門開度是否正常，避免因閥門開度過大，壓縮機啟動電流過大而發(fā)生跳車。為了滿足在啟動需求最小負荷的情況下，應適當?shù)慕档蛦与娏?。在此條件下，入口閥門開度由最初的20%逐步降至5%，啟機延時時

7、間由最初的5s改至38s，對應的啟動電流及啟動時間如表3所示。試驗結(jié)果表明，入口閥門開度在5%以下，同時啟機延時時間延長至38s時，機組啟機很順利。入口閥門全關(guān)后，在啟機瞬間開始開入口閥，此時機組在28s即啟機成功，運行正常。因此，入口閥門開度過大導致機組啟動負荷較大，因而啟動電流較高且啟機后開入口閥門過程中電流不降低，是啟機失敗的主要原因。同時，啟動過程中電壓波動或電氣故障也影響壓縮機的啟機狀態(tài)與啟機時間。(2) 系統(tǒng)溫度低、背壓高壓縮機在啟機過程中，受系統(tǒng)溫度及背壓影響，啟機時間及啟機狀態(tài)有所不同。由于該機組是在冬季開始試運行，系統(tǒng)溫度低，出現(xiàn)了多次啟機故障。針對此問題我們對工藝流程進行優(yōu)

8、化，在壓縮機入口新增暖管線，來保證系統(tǒng)溫度不致太低，優(yōu)化機組啟機條件。夏季環(huán)境溫度高時，系統(tǒng)溫度較高，相同條件下入口閥門開度也做出相應調(diào)整。此外，系統(tǒng)壓力對機組啟機影響也較大，啟機時應通過前一流程盡量降低系統(tǒng)壓力，優(yōu)化啟機條件。殷志寶等Figure1.ArrangementofEZ100centrifugalcompressorunit圖1.EZ100離心式壓縮機組布置形式Table 1. Designparametersofcentrifugalcompressor表1.離心式壓縮機組設(shè)計參數(shù)型號制造單位額定功率/kw級數(shù)形式工作轉(zhuǎn)速/rpm轉(zhuǎn)向入口流量m3/min入口壓力/Mpa出口壓力/

9、Mpa入口溫度/出口溫度/軸承耗油量L/min電機額定電流/A電機額定電壓/VEZ100-3+3西安陜鼓動力股份有限公司76756級離心式5765從軸伸端看為順時針14800.10.7659026055010,000Table 2. Faultshutdownofcentrifugalcompressorunit表2.離心式壓縮機組故障停機情況序號123456789101112131415故障停機情況單機試車過程中轉(zhuǎn)向錯誤DCS未復位齒輪箱振動高高聯(lián)鎖壓縮機各級軸振動過高電機徑向軸瓦溫度高高聯(lián)鎖停機入口壓力低低聯(lián)鎖啟機時間過短啟動時間過長電氣跳閘啟機電流超載振動延時時間過短入口閥開度過大防喘振

10、閥調(diào)整不及時SIS系統(tǒng)聯(lián)鎖停機盤車裝置故障殷志寶等Table 3. Thestartingstatusofdifferentvalveopeningandtimedelay表3.不同閥門開度及啟機延時時間下的啟動狀況入口閥門開度/%啟機延時時間/s啟動電流/A啟機時間/s啟機狀態(tài)原因20510215停止電氣跳閘151099910停止電氣跳閘122099620停止電氣跳閘72898028停止電氣跳閘53596135停止電氣跳閘53896032運行-03896338運行-4.2. 設(shè)備系統(tǒng)故障及處理措施(1) 振動過大該壓縮機組在啟機過程中，初次啟動時啟機時間較短約2s即跳車，DCS上發(fā)現(xiàn)壓縮機各

11、級軸振動值過高，齒輪箱軸振動值過高，導致壓縮機組振動高高聯(lián)鎖停車。造成電機或壓縮機振動過大的原因有：電機與齒輪箱或齒輪箱與壓縮機對中不符合要求，軸承間隙不合適、壓縮機轉(zhuǎn)子不平衡，聯(lián)軸器故障或不平衡，油溫油壓不正常，壓縮機發(fā)生喘振，儀表探頭故障，電氣元件故障、軸承不正常、動靜部件安裝間隙不符合要求、轉(zhuǎn)子彎曲或有裂紋等3。經(jīng)分析判斷，該機組在啟機過程中所有振動值都升高，且潤滑油在啟動過程中油溫控制在42，油壓控制在設(shè)計范圍內(nèi)0.23MPa(設(shè)計油壓0.110.3MPa)，油溫油壓均穩(wěn)定。同時核對機組安裝的徑向與軸向?qū)χ袛?shù)值亦在要求范圍內(nèi)，現(xiàn)場檢查亦未發(fā)現(xiàn)壓縮機及電機無任何異常。經(jīng)電氣人員排查發(fā)現(xiàn)，

12、啟機時短時間內(nèi)振動過大即跳車的原因為系統(tǒng)啟機振動延時時間過短，系統(tǒng)設(shè)定時間為1s，將系統(tǒng)啟機振動延時時間由1s改至5s，再次啟機時解決了機組啟動過程中振動大的問題。(2) 電機徑向瓦溫度高機組在啟機過程中出現(xiàn)電機徑向瓦溫度異常，由47開始逐漸升高，經(jīng)過約3小時升高至聯(lián)鎖值90，導致觸發(fā)聯(lián)鎖跳車。造成徑向瓦溫度升高的原因有：潤滑油油量不足或中斷、油壓低，軸瓦間隙過小、潤滑油排泄量不夠充分，軸承進油節(jié)流孔偏小、進油量不足，潤滑油溫度過高或潤滑油有雜質(zhì)、儀表探頭故障等4。經(jīng)分析判斷，機組試車前潤滑油已分析合格具備試車條件，軸承進油孔板開孔尺寸符合設(shè)計要求，儀表3個測溫元件溫度值均同時升高，機組啟機后

13、潤滑油供應正常，油溫37，油壓0.21MPa均穩(wěn)定。初步判斷電機徑向瓦溫度高原因為機械故障，可能由軸瓦安裝間隙過小所致。聯(lián)系機修人員拆開電機檢查軸瓦，測量軸瓦安裝間隙，發(fā)現(xiàn)軸瓦間隙過小，只有0.15mm,超出了設(shè)計要求0.25mm。調(diào)整徑向瓦間隙至0.25mm,安裝軸瓦進行啟機，電機徑向瓦溫度恢復正常。(3) 盤車裝置故障試車運行過程中出現(xiàn)機組停機后盤車系統(tǒng)故障無法啟動現(xiàn)象。現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)盤車裝置限位開關(guān)松動，限位開關(guān)未壓下，將限位開關(guān)壓下后啟動盤車機構(gòu)，盤車裝置運行正常。4.3. 電氣及自控系統(tǒng)故障及解決措施(1) 啟動電流超載機組在啟機過程中多次出現(xiàn)啟動電流過大，導致其啟動柜的保護裝置動作，

14、從而引起跳車，顯示為啟動器故障。這種情況基本上體現(xiàn)在壓縮機的入口閥門開度上，尤其是在冬季環(huán)境溫度比較低的情況下，殷志寶等因空氣比重大，啟動負荷相對增大所致。將入口閥門開度由20%調(diào)小至12%后啟機，電流在33s后開始下降。(2) 振動延時時間過短壓縮機在初次啟機過程中，振動延時時間過短會導致啟機失敗。機組在啟機過程中短時間內(nèi)(約12s)所有振動值均升高，振動延時時間過短，機組軸系未來得及越過啟機瞬間的高振動值即停機，DCS顯示為電氣跳閘。(3) 啟機延時時間過短因為本壓縮機電機啟動為軟啟動，如果從啟動到由低壓轉(zhuǎn)換到高壓(正常運轉(zhuǎn)電壓)狀態(tài)的時間過短，會導致啟動柜低壓到高壓轉(zhuǎn)換不過來，從而引起跳

15、車，顯示為啟動器故障。(4) 啟機延時時間過長機組在啟機過程中系統(tǒng)設(shè)定啟動延時時間為5s，啟機時由于啟動延時時間過短，顯示電氣啟動器故障，啟機失敗。經(jīng)與壓縮機廠家協(xié)商，隨后將啟動延時時間進行調(diào)整，調(diào)整后的啟機延時時間與啟機狀態(tài)見下表所示。啟機延時時間不宜過長，否則將對電機造成損害。(5) 電壓波動電機啟動為軟啟動，啟動電壓為7000VA，正常運行電壓為10,000VAC。在高壓柜的控制柜上，有欠壓保護和過壓保護兩種控制，一旦系統(tǒng)電壓波動超過過壓保護參數(shù)或低于欠壓保護參數(shù)，為保護啟動柜裝置，其保護聯(lián)鎖裝置都會動作，進而引起機組停機。(6) 結(jié)論現(xiàn)場實際運行情況表明，該機組在啟機過程中的故障分析正確，解決及改進措施有效，改進措施實施后避免了以上故障的再次發(fā)生，各項運行參數(shù)均在指標范圍內(nèi)，提高了設(shè)備運行的可靠程度。參考文獻(References)1 馬雷.離心式壓縮機故障原因分析及處理措施J.風機技術(shù),2019(1):83-84.2 陳冬.離心式空壓機故障的診斷與檢修J.風機技術(shù),2019(3):61-62.3 施俊俠,王大成,黃