王承禄
(惠州宇新新材料有限公司,广东惠州 516082)
TP11-160 烟气轮机(以下简称烟机)是专为某炼化催化裂化装置设计的烟气能量回收机,它利用炼油工艺流程中产生的烟气膨胀作功带动主风机,剩余的能量带动电动机/发电机发电;当烟机能量不足时,由电动机补充能量驱动主风机。由于烟机的工作条件极为恶劣(高温、高压、烟气中含有催化剂颗粒),而它是否能安全、可靠运行,将直接影响到烟气能量回收成套机组的正常运行,甚至会影响到整个催化裂化装置的工艺是否流畅。因此,消除烟机隐患,保证烟机安全、可靠、长周期运行极为重要。
TP11-160 烟机由西安航空发动机公司制造,用于某炼化Ⅱ催化装置,利用催化裂化装置中炉子产生的烟气驱动烟机,从而带动主风机和电动机/发电机;该烟机介质水平进入、垂直排出,采用单级悬臂式结构,径向轴瓦和推力轴瓦均为可倾瓦,轴封为迷宫密封;其基本参数见表1。
表1 烟机基本参数
烟机振动监测点XI1431A 振动值从50 μm 上升至100 μm,后续运行振动值最高达124 μm,且未有下降趋势。经停机抢修,解体发现导流锥有3 处变形且较为严重(图1),导致静叶顶隙不均匀、且有部分静叶与导流锥贴牢;转子与进气端面间隙不均匀、且部分小于标准间隙;由于没有备用导流锥,决定车削导流锥端面,以弥补导流锥变形导致端面变形产生的后续不良状况,检修后开机,机组运行状况良好,最大振动值为49.4 μm;但导流锥变形缺陷终究存在,且运行一段时间后烟机振动有上升现象,为彻底解决此隐患,紧急订购导流锥,待催化装置停工时,对导流锥进行更换。
图1 导流锥变形
炼化催化裂化装置TP11-160 型烟机(图2)是以导流锥为定位基准,若更换导流锥,新导流锥安装前需考虑以下5 个影响因素。
图2 烟机总装效果图
(1)轮盘蒸汽密封间隙D 和进汽侧转子与导流锥端面间隙Q 是两个关键的把控数据。
(2)新导流锥与蜗壳内膨胀短接配对法兰螺栓孔可能存在错位。
(3)新导流锥与入口配对法兰可能存在错位。
(4)新导流锥中心与转子中心不同心。
(5)新导流锥与旧导流锥固定螺栓孔距及销子孔距有偏差。
(1)更换导流锥的首要问题是使新导流锥与转子同心,根据图3 制作假轴,用来找新导流锥与转子同心,在假轴上装配跳动测量专用工具,分别测量图4 中1、2 位置的跳动,根据跳动值调整转子的中心。若新导流锥中心低于转子中心,通过加垫片来调整;若新导流锥中心高于转子中心,通过刨新导流锥底座来调整;通过扩地脚螺栓孔调整左右位置,调整后需重新铰销子孔;以上调整皆需保证底座接触面积。
图3 假轴加工图
图4 同心测量点
(2)调整导流锥与烟机转子的中心时,为了确保调整的可靠性,需严格控制蒸汽封间隙D,兼顾端面间隙Q(尽可能控制在标准之内),同时确保D 值不能小于标准的下限值,也不能使轮盘蒸汽封片脱离转子轮盘配合台阶,造成轮盘蒸汽封失效。
(3)若新导流锥与蜗壳内膨胀短接配对法兰螺栓孔存在错位,调整时需进行确认,错位调整须将导流锥送至加工中心铣腰形孔。
(4)若新导流锥与入口配对法兰如果存在错位,须将入口法兰割除,重新焊接新的法兰,厂家需配送有轴向余量的新法兰(法兰割除后焊接,轴向距离会偏短)。
(5)导流锥调整完毕后要检查蜗壳膨胀短接的4 个点,记录4 个点的相对位置,移除导流锥后利用专用工具再次调整这4 个点到记录值的位置,检查动叶顶间隙。
(6)调整轮盘蒸汽封间隙及动叶顶间隙应考虑转子实际运行后存在上浮的特点,预留间隙时最好将上方附近的间隙控制的比下方附近的间隙稍大。轮盘蒸汽封间隙测量应先将总间隙测出,调整后应以下限值的标准制作等值工具再次检验。
将新导流锥运输至装置,吊装至现场机组平台上,新导流锥尺寸复核时发现以下问题:
(1)新导流锥支撑座外侧螺栓孔为4 孔,内侧螺栓孔为5 孔;旧导流锥支撑座外侧螺栓孔为5 孔,内侧螺栓孔为4 孔;该问题系厂家底座焊接时左右两侧支撑座对调造成。将底座拆除,割除左右支撑座重新焊接,焊接时确保底座平面处于同一水平面。
(2)导流锥两侧支撑地板螺栓孔距相差20 mm,新导流锥为1650 mm 旧导流锥为1630 mm。将螺栓孔扩孔。
(3)新导流锥静叶封严齿直径为970~974 mm,尺寸有较大偏差,而转子轮盘封严齿直径为971.5 mm,有部分会擦到。将静叶封严环内孔加工至Ф974.5 mm,以控制轮盘蒸汽密封间隙D 在标准(3~3.2 mm)内。
(4)新导流锥法兰面到静叶端面尺寸为106 mm,旧导流锥为93~97 mm;而法兰面到转子端面尺寸为102~104 mm,转子与新导流锥脱开2~4 mm。加工调整垫,垫片厚度将进汽侧转子与导流锥端面间隙Q 控制在7~9 mm。
(5)导流锥与入口膨胀节螺栓孔错位。将导流锥螺栓孔铣成腰形孔,以匹配螺栓能自由穿入。
(6)导流锥与入口短节螺栓孔错位。将入口短节割除,重新焊接配对法兰,以匹配螺栓自由穿入。
(7)假轴找正,发现导流锥与转子不同心。在导流锥支撑下加调整垫片重新找正,找正后重新绞销孔定位。
虽然在新导流锥现场更换时发现诸多问题,但大多数问题与前期预判一致,且都按照预定方案得到了有效解决,工期比原计划提前一周。更换导流锥后,烟机轴承振动最大为31 μm,消除了烟机持续振动大的隐患,确保装置平稳运行,为后续导流锥更换安装提供借鉴。