中压锅炉给水泵透平J542振动大原因分析与处理

王邦旭

（中海石油建滔化工有限公司，海南东方 572600）

中海石油化学股份有限公司日产2 500t甲醇装置采用英国DAVY公司甲醇生产工艺技术，中国成达工程公司负责工程设计，以高二氧化碳、高氮气含量的天然气为原料，经过蒸汽一段炉转化为适合制甲醇的合成气，再经过压缩、合成、精馏等工序生产出既满足国家GB338－2004优等品标准，又满足美国O－M－232K“AA”级标准的精甲醇。

我公司日产2 500t甲醇装置中压锅炉给水泵透平J542由美国Elliott公司设计并制造，透平型号为DYR PE111，厂家序列号为E902320，型式为背压式，调速系统为气动式，见图1。中压锅炉给水泵透平J542现场外形见图2，设计参数见表1。中压锅炉给水泵J442A由嘉利特荏原泵业有限公司设计并制造，型号为TDF150－120×5，厂家序列号为GR09402601，设计参数见表2。

图1 透平调速系统

图2 透平现场外形

表1 J542设计参数

表2 J442A设计参数

1 故障现象

中压锅炉给水泵透平J542于2010年10月投用，投用以来运行正常。直到2012年2月10日，中压锅炉给水透平两端轴承振动大，超出报警值，透平进汽端轴承振动趋势见图3，排汽端轴承振动趋势见图4。

图3 进汽端轴承振动趋势

图4 排汽端轴承振动趋势

2 原因分析

为了分析中压锅炉给水泵透平J542轴承振动大的原因，彻底解决轴承振动大的问题，从在线状态监测系统调出透平两端轴承振动频谱图（见图5和图6），发现轴承振动大主要由工频引起。0.5倍频非常小，说明透平没有发生摩擦故障；2倍频也比较小，说明透平找正对中没有问题。

从在线状态监测系统调出中压锅炉给水泵透平转速趋势图，发现透平转速波动大，见图7，与振动趋势的对比见图8，发现每当透平转速发生较大的波动时，振动也跟着增大，因此，判断透平振动大是由转速波动大引起的。

为了解决中压锅炉给水泵透平轴承振动大的问题，必须先解决透平转速波动大的故障。透平转速波动大可能由以下原因引起：

（1）透平进汽压力变化；

（2）透平进汽温度变化；

图5 进汽端轴承振动频谱

图6 排汽端轴承振动频谱

图7 透平转速趋势

（3）透平排汽压力变化；

（4）透平排汽温度变化；

（5）透平所驱动中压锅炉给水泵入口压力变化；

（6）透平所驱动中压锅炉给水泵入口温度变化；

（7）透平所驱动中压锅炉给水泵出口压力变化；

（8）透平所驱动中压锅炉给水泵出口温度变化；

（9）透平调速系统执行器动力气源压力变化；

（10）透平缸体积水；

（11）透平调速阀卡涩；

（12）透平调速系统定位器进气过滤器堵塞；

（13）透平调速系统定位器滑阀卡涩。

中压锅炉给水泵透平入口蒸汽来自中压蒸汽管网，进汽压力一直为3.1MPa左右，进汽温度一直为353℃左右；出口蒸汽连接低压蒸汽管网，排汽压力一直为0.5MPa左右，排汽温度一直为198℃左右。透平所驱动的中压锅炉给水泵入口锅炉水来自脱氧槽，入口压力一直为38kPa左右，入口温度一直为100℃左右；出口锅炉水至辅助锅炉汽包，出口压力一直为4.05MPa左右，出口温度一直为109℃左右。透平调速系统执行器动力气源来自工厂空气储罐，压力一直为0.6MPa左右。在中压锅炉给水泵透平转速波动前后，以上参数均没有明显变化，说明中压锅炉给水泵透平转速波动不是由于工艺参数所引起。

图8 透平振动和转速趋势

打开中压锅炉给水泵透平缸体疏水器旁路阀门检查，确认透平缸体没有积水情况；缓慢打开透平加载阀，观察调速阀开关情况，确认透平调速阀没有卡涩现象。拆开中压锅炉给水透平调速系统定位器进气过滤器，发现过滤器较脏。拆开透平调速系统定位器滑阀，发现定位器滑阀有卡涩现象。判断中压锅炉给水透平转速波动大是由于调速系统定位器进气品质差，导致定位器滑阀卡涩，造成透平转速波动大。

3 处理措施

中压锅炉给水泵透平两端轴承振动大是透平转速波动大造成，而透平转速波动大是由于透平调速系统定位器进气品质差，导致定位器滑阀卡涩所造成。为了彻底解决中压锅炉给水透平两端轴承振动大的问题，我们做了以下工作。

（1）中压锅炉给水泵透平调速系统执行器动力气源更改为仪表空气储罐气，因为工厂空气比较脏，而仪表空气经过了过滤和干燥处理，相对比较干净。

（2）清理中压锅炉给水泵透平调速系统定位器进气过滤器。

（3）清理中压锅炉给水泵透平调速系统定位器滑阀组件。

4 结 语

甲醇装置中压锅炉给水泵透平J542更改调速系统执行器动力气源，清理调速系统定位器进气过滤器和调速系统定位器滑阀组件后交付使用。中压锅炉给水泵透平转速波动恢复正常，轴承振动也恢复正常。目前，中压锅炉给水泵透平运行状态良好，为日产2 500t甲醇装置的安全、稳定、长周期运行提供了保证。