膨脹機(jī)軸瓦溫度信號(hào)引出線斷線聯(lián)鎖停機(jī)

膨脹機(jī)軸瓦溫度信號(hào)引出線斷線聯(lián)鎖停機(jī)

(一)基本情況

1.裝置簡(jiǎn)介

2006年，某化肥廠產(chǎn)能為40000Nm3/h標(biāo)準(zhǔn)的空分裝置在原來(lái)產(chǎn)能的基礎(chǔ)上進(jìn)行了50%擴(kuò)能改造，新增透平式膨脹機(jī)兩臺(tái)，一用一備。透平式膨脹機(jī)位號(hào)為TP215(4121-ET1-1/2)，型號(hào)規(guī)格為PZYZ153A。

2.工況及儀表簡(jiǎn)介

透平式膨脹機(jī)設(shè)計(jì)入口溫度為110℃，出口溫度為160℃，正常轉(zhuǎn)速為22000~33000r/ min，入口壓力為3.3MPa，軸瓦溫度測(cè)量采用鉑熱電阻(Pt100)，4個(gè)測(cè)溫點(diǎn)分別是:內(nèi)側(cè)止推軸瓦(溫度測(cè)量信號(hào)兩支，高高限聯(lián)鎖設(shè)定值為83℃)、內(nèi)側(cè)支撐軸瓦(溫度測(cè)量號(hào)兩支，高高限聯(lián)鎖設(shè)定值為108℃)、外側(cè)止推軸瓦、外側(cè)支撐軸瓦。原設(shè)計(jì)內(nèi)側(cè)支撐軸瓦和內(nèi)側(cè)止推軸瓦溫度信號(hào)分別進(jìn)入兩套系統(tǒng):一支溫度測(cè)量信號(hào)進(jìn)橫河CS3000，僅為溫度顯示，不參與聯(lián)鎖;另一支溫度測(cè)量信號(hào)進(jìn)TRICONEX系統(tǒng)，參與聯(lián)鎖，保護(hù)膨脹機(jī)。

(二)故障描述及處理過(guò)程

1.故障前的工藝情況

故障前，2006年空分裝置正在試生產(chǎn)。

2.故障現(xiàn)象

試車(chē)期間:1#膨脹機(jī)(4121-ET1-1)運(yùn)行15天，內(nèi)側(cè)支撐軸瓦(4121-TAZ-405TA)溫度由45℃陡升為130℃，超過(guò)高高限聯(lián)鎖設(shè)定值(108℃)，導(dǎo)致1#膨脹機(jī)聯(lián)鎖停車(chē)，正常時(shí)內(nèi)側(cè)支撐軸瓦(4121-TAZ-405TA)溫度顯示為43~45℃;立即啟動(dòng)2#膨脹機(jī)(4121-ET1-2)，運(yùn)行18天，其內(nèi)側(cè)支撐軸瓦(4121-TAZ-405TB)溫度突然達(dá)到高高限聯(lián)鎖設(shè)定值(108℃)，導(dǎo)致2#膨脹機(jī)聯(lián)鎖停車(chē)。兩套膨脹機(jī)都是相同測(cè)溫部位出現(xiàn)高高限故障聯(lián)鎖。

3.影響范圍

1#、2#膨脹機(jī)因內(nèi)側(cè)支撐軸瓦溫度高高限故障聯(lián)鎖造成停車(chē)。

4.儀表及系統(tǒng)處理過(guò)程

(1)拆開(kāi)2#膨脹機(jī)檢查，發(fā)現(xiàn)內(nèi)側(cè)支撐軸瓦溫度信號(hào)引出線被磨斷，造成溫度高高限聯(lián)鎖，與1#膨脹機(jī)內(nèi)側(cè)支撐軸瓦溫度信號(hào)故障現(xiàn)象類(lèi)似。溫度信號(hào)引出線磨斷情況如圖1-8、圖1-9所示。

將該軸瓦封油環(huán)原出線孔從Φ3擴(kuò)大到Φ5，并在出線孔的兩端邊緣做倒角處理，防止溫度信號(hào)引出線被割斷損壞，出線孔改造前后對(duì)比照片如圖1-10、圖1-11所示。

在軸瓦壓蓋上開(kāi)槽，將溫度信號(hào)引出線嵌入槽內(nèi)，防止設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中銳邊割斷溫度信號(hào)引出線，延長(zhǎng)使用周期，槽改造前后對(duì)比照片如圖1-12、圖1-13所示。

改造后溫度信號(hào)引出線全部在保護(hù)槽內(nèi)，處于孔的正中央位置，得到了更好的保護(hù)。其使用周期得到了延長(zhǎng)。改造前后對(duì)比照片如圖1-14、圖1-15所示。

5.故障性質(zhì)

在膨脹機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)(正常轉(zhuǎn)速26000~30000r/min),溫度信號(hào)引出線長(zhǎng)期處于高頻振動(dòng)，在出線孔的倒角邊緣形成剪切磨損最終被割斷。

(三)故障原因分析

1.故障前儀表可靠性評(píng)價(jià)

由于對(duì)內(nèi)埋熱阻的引線風(fēng)險(xiǎn)估計(jì)不足，空分裝置試車(chē)過(guò)程中，溫度信號(hào)引出線所處的位置不當(dāng)造成磨損或剪切，使溫度測(cè)量失效。

2.失效分析

(1)直接原因:膨脹機(jī)內(nèi)側(cè)支撐軸瓦溫度信號(hào)引出線斷線，溫度突然超過(guò)高高限聯(lián)鎖設(shè)定值(108℃)。

(2)間接原因:一是膨脹機(jī)溫度信號(hào)引出線及出線孔設(shè)計(jì)不合理;二是單點(diǎn)溫度聯(lián)鎖易產(chǎn)生聯(lián)鎖誤動(dòng)。

(四)防范措施及建議

經(jīng)過(guò)改造，膨脹機(jī)軸瓦溫度信號(hào)引出線完全在保護(hù)槽內(nèi)，軸瓦高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)測(cè)溫元件引出線不會(huì)被磨損或剪切。改造后2#膨脹機(jī)在2015年11月-2016年11月期間運(yùn)行正常，周期長(zhǎng)達(dá)12個(gè)月以上，與未改造前僅運(yùn)行1個(gè)月相比，運(yùn)行周期大大增加，減少了檢修次數(shù)，減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度。

膨脹機(jī)故障一直影響該廠空分裝置運(yùn)行周期，經(jīng)過(guò)分析膨脹機(jī)溫度信號(hào)引出線損壞的原因，找到問(wèn)題的癥結(jié)，同時(shí)將1#膨脹機(jī)也進(jìn)行相同升級(jí)改造。兩臺(tái)膨脹機(jī)的運(yùn)行周期由1個(gè)月提高到12個(gè)月以上，更好地保護(hù)了設(shè)備，提高了儀表維護(hù)水平和能力。

注：本文摘自儀表圈編輯的《儀表問(wèn)答》，感謝儀表圈的團(tuán)隊(duì)！