解析气压缩机电机振动高的原因分析

2017-02-25陈理许忠锋弛源化工有限公司重庆408601

化工管理 2017年3期

关键词：气阀停机入口

陈理许忠锋（弛源化工有限公司，重庆 408601）

解析气压缩机电机振动高的原因分析

陈理许忠锋（弛源化工有限公司，重庆 408601）

弛源化工有限公司聚四氢呋喃项中，甲醇制氢装置采用变压吸附脱除工艺气，其中变压吸附装置中解析气压缩机在运行时电机振动比较大，严重威胁机组安全，经过多次检修，最终解决电机振动大问题。

解析气压缩机；电机；振动；变压吸附

1 概述

弛源化工有限公司是以天然气为原料生产聚四氢呋喃产品，主要由公用工程装置、乙炔装置、甲醇制氢装置、甲醛装置、BDO装置、PT装置组成，其中甲醇制氢装置采用变压吸附脱除工艺，通过吸附剂吸附脱除一氧化碳和二氧化碳等组分，净化工艺气，生产出99.99%的氢气。其变压吸附装置（简称：PSA），在运行期间，吸附剂再生时，经水环真空泵抽真空后会产生脱附气，其中一部分是CO2和H2O（g），一部分是CO、H2、H2O（g）的混合物。CO2和H2O直接排到大气中，富含CO和H2的气体又称解析气，经与再生过程中的逆放气在解析气混合罐混合后，由解析气压缩机压缩后送至到焚烧单元回收热量。

解析气压缩机是无锡压缩机厂生产的DW-23.3∕(0.2-2)-X型，双作用两缸无油往复式压缩机，且可通过电磁阀控制4对进气阀工作状态（工作或全开状态），即可控制机组在25%、50%、75%、100%负荷运行。

甲醇制氢装置2014年开始试生产，2015年装置逐步运行平稳，为发挥生产装置的最大经济性，我们按计划启动解析气压缩机回收解析气。但在解析气压缩机运行一段时间后，发现解析气压缩机电机振动时高时低，不能长时间运行，并且在停机后再启动压缩机，振动时恢复正常，时高居不下。

2 解析气压缩机电机振动高的发现

2015年9月份甲醇制氢装置开车后，根据开车网络18日启动解析气压缩机，在运行73.5h后，巡检发现压缩机电机振动高，压缩机被迫停机检修。

经不完全统计，两个月时间内，因压缩机电机振动高而停机高达6次，严重影响工艺系统的经济运行。

3 解析气压缩机振动高的原因分析

发现压缩机电机振动高现象频发后，我们首先对压缩机运行情况、检修情况进行统计。压缩机运行时间及检修项目如下。

第1次运行

停机原因：解析气压缩机电机振动高。停机后检查项目：1.复查对中；2.解析气混合罐排水；3.润滑油更换，油箱清洗；4.紧固电机及压缩机基座螺栓。

第2次运行

停机原因：前端工艺气中断，连锁停机。

第3次运行

停机原因：压缩机电机振动高。检查项目：1.解析气压缩机电机单试；电机试车数据：前端：水平0.5；竖直0.4，轴向0.2mm∕s；后端：水平0.5；竖直0.3，轴向未测。2.再次复查对中。

第4次运行

停机原因：前端联锁停车，机组联锁停车；压缩机电机振动偏高。检查项目：1.发现电机基座内灌浆50%，剩余50%未灌浆，再次对电机基座灌浆。

第5次运行

停机原因：解析气压缩机电机振动达到17mm∕s。电机振动高时，发现电机基座不稳固，随电机一同振动。检查项目：1.再次对电机进行单试，未发现问题；2.召集各专业分别对压缩机机、电、仪分别检查，未发现问题；经过5次检查后，逐步发现压缩机电机振动高的原因另有隐情。

我们再次对电机产生的振动原因逆向排查，对可能引起电机振动高的原因，按照由易至难的思路，对压缩机再检查确认。运行情况如下。

第6次运行

停机原因：压缩机电机振动高。在压缩机运行期间，对压缩机气阀稳定进行测定，发现解析气压缩机调整负荷期间，各排气阀温度凌乱，与做功缸体不匹配；如下表：

表1.压缩机运行期间排气温度记录表

除气阀排气温度凌乱问题外，还发现压缩机工艺负荷调整期间，机组打气量瞬间与前期相比有所下降；电机机组不稳固，电机带动机组一起振动（基座自上而下水平振动逐步衰减）电机振动只有水平振动高，其他都正常，压缩机振动正常。

针对发现的问题，制定有针对性的检修项目，检修项目如下：1.对解析气压缩机8个进气气阀进行检查，发现8个气阀中只有一个能够正常工作，其余气阀仪表气孔有蜡质阻塞；对气阀泄漏情况进行检查，发现6个气阀不同程度存在泄漏，将气阀研磨后恢复，确保密封效果。2.对压缩机入口管道过滤器进行检查，发现过滤器内存在很多水，且Y型过滤器无导淋，现场焊接导淋排水。3.采用工字钢加固电机基座。4.复核电机基座水平度，无问题。

第7次运行

停机原因：压缩机电机振动大。检查项目：1.压缩机入口管道低点及解析气混合罐带水情况检查，依旧带水严重。对压缩机入口管道带水问题，要求运行班组定期排水临时保证压缩机管道及缓冲罐内无积水。同时考虑压缩机经试车后，未长时间正常运转，可能存在设备问题、施工问题的思路对设备图纸、现场安装图纸进行倒查，发现压缩机入口管道支撑施工不完全的问题，并且发现出口缓冲罐无限流孔板。发现此问题，在材料具备后择机进行处理。

图1.设备进口局部截图

图2.设备进口变更局部截图

图3.解析气压缩机入口管道蒸汽伴热管单线图

第8次运行

停机原因：前端工艺气中断，被迫停机。检修项目：1.依据压缩机设备图纸对压缩机进出口管道支撑进行施工。

第9次运行

停车原因：压缩机电机振动高。检修项目：1.安装压缩机出口限流孔板。

第10次运行

停机原因：解析气压缩机电机振动高。

通过压缩机10运行情况及检修项目的分析，发现压缩机电机振动与管道内带水问题相关。主要表现在，每次压缩机电机振动高后，压缩机被迫停机后，对入口管道、出口管道、压缩机进出缓冲罐导淋排水均有水排出。

对发现解析气带水问题，对前端设备、工艺管道、工艺条件进行复查。发现前端设备解析气混合罐内未设置气体分布器（或挡板），可能致使前端水环真空泵出口气体夹带的水不能正常分离，或者水分离效果不佳，导致雾状水汽流进入到压缩机入口管道，部分水汽经过压缩机压缩后送至焚烧炉，剩余水汽在压缩机入口缓冲罐前管道冷凝，压缩机入口及出口管道的水在脉冲气流的作用下，会在某个时间点与机组发生共振，导致质量较轻的电机发生震动。

压缩机运行中，入口管道及出口管道积水不能正常排出，只有在压缩机停机状态下，将管道内排水。

经过软件模拟计算，发现压缩机入口逆放气中含气态水较少，但水环真空泵抽真空产生的解析气中H2O（g）达到饱和，在冬季环境温度远离设计温度工况下，导致真空泵气态饱和水在环境温度下冷凝，部分在缓冲罐分离，部分在管道中冷凝，导致管道内有积水，在压缩机运行工况下不易排出，达到共振点而造成压缩机电机振动。