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MVR蒸气压缩机因平衡阀未关导致的叶轮损坏事故分析

2020-04-22李勇山东瑞福锂业有限公司山东肥城271600

化工管理 2020年9期
关键词:震动压缩机蒸汽

李勇(山东瑞福锂业有限公司,山东 肥城 271600)

1 事故经过

生产二班接班后约7 点40 分左右停止压缩机进行返罐,8点45 分左右返罐完成,接着进料升温,9 点左右开启压缩机进行蒸发,9 点51 分振动值超设定值跳停,这时发现压缩机进出口温度达到200℃并超出量程,通知仪表对热电偶进行了更换,11点20更换完毕。11点33分开启压缩机,随后振动值超设定值跳停。接着通知仪表对振动传感器进行维修,11 点55 分再次开机,振动值再次超设定值跳停,通知仪表对振动传感器和信号变送器进行更换,1点30分更换完毕,1点36分再次进行试机,在电机频率加到38Hz时超振动值跳停,随后车间组织人员开始对蒸发器进行排液降温,2点51分降温后打开压缩机进口人孔对压缩机叶轮部位进行检查,发现叶轮端面与蜗壳配合位置有摩擦飞毛现象,接着对压缩机进口进行拆检。

2 事故原因及责任分析

2.1 事故原因分析

对于蒸汽压缩机出现的故障,我们从机组DCS操作系统中保存的震动、温度、电机频率等指标进行分析判断。

(1)蒸汽压缩机震动趋势:自9 点加料开启蒸汽压缩机,压缩机震动指标在9点38分有短暂上升,之后震动处于波动上升状态,至9点51分超振幅保护设定值60um连锁跳停,连锁跳停说明机组震动保护连锁功能是完好的。下图为震动趋势画面截图:

(2)蒸汽压缩机高速轴承温度趋势 自9 点加料开启压缩机,压缩机高速轴前轴承温度缓慢升温至42°左右,至9点38分迅速下降至16度左右(轴承温度下降表明高速轴与轴瓦之间的液膜摩擦消失,无摩擦热产生),之后温度在25-42度之间波动至停机,高速轴后轴承温度在整个期间处于42 度左右平稳的状态;

(3)蒸汽压缩机电机输入变频及电流趋势:自9 点加料开启压缩机至9 点51 分压缩机跳停,电机变频输入始终为43Hz,电机电流在整个过程中为58A 呈下降趋势,能量输出转换正常;

(4)蒸汽压缩机出口蒸汽温度趋势:压缩机出口蒸汽温度自9 点至9 点04 分,二次蒸汽温度自80℃升至118℃(工艺设定上限温度),然后15分钟的时间至9点19分压缩机出口二次蒸汽温度攀升至热电阻量程上限205℃,8 分钟后热电阻过流熔断。

(5)蒸汽压缩机出口蒸汽温度趋势:压缩机进口蒸汽温度自9点至9点04分,温度自80℃升至118℃(进口温度没有降低,说明期间没有热交换),然后15分钟的时间至9点19分进口温度攀升至热电阻量程上限205℃,8 分钟后热电阻过流熔断,压缩机进口蒸汽温度趋势截图与进口的类似。

(6)蒸汽压缩机平衡阀开度趋势:MVR 系统自开启至压缩机跳停,平衡阀没做任何调整始终处于85%开启状态。下图为MVR蒸发系统简图:

平衡阀又称防喘阀,在MVR系统启动或运行中,为了避免蒸汽压缩机的喘振,将压缩机的出口气体循环进入进口,使压缩机入口气体流量增大到大于机组的喘振流量,保证压缩机平稳运行。开机操作规程明确要求机组启动前平衡阀处于开启状态,机组启动后根据机组的运行状态逐渐关闭平衡阀。根据平衡阀开度趋势截图,了解到整个启动过程中操作人员没有按照规程进行调整平衡阀的开度,压缩机对进出口管道内的空气进行做功升温,空气自机组平衡管路循环加热,系统内的空气在20分钟内(9点-9点19分)温度升至205℃,达到热电阻量程上限直至熔断烧毁,9点38分蒸汽压缩机蒸汽流道内空气温度异常升高,叶轮受热膨胀与蜗壳接触摩擦,印证了当时机组震动传感器显示的震动急剧上升,超过震动保护机组跳停,同时因叶轮继续膨胀与蜗壳接触抬高了前轴径,轴承油膜因无轴颈载荷不再生热,润滑油对轴承快速降温,对应当时高速轴前轴承温度由42℃快速降至16℃;

9 点27 分机组蒸汽出口温度检测热电阻熔断后系统默认蒸汽温度为0点状态,所以在该时点喷水降温阀门自动关闭,因为整个过程中没有蒸汽产生,冷凝水槽中也没有液位,所以在这个过程中也无水可喷进行降温,压缩机进出口气相温度趋于一致。

2.2 事故责任分析

(1)通过上述分析,该事故属于严重的人为操作事故,系统加料开启压缩机后,操作人员直接输入电机变频参数43Hz,操作规程要求应根据系统压力、温度的变化缓慢加大压缩机变频输入,并且操作人员未能及时调整关闭平衡阀,对空气持续做功生成热量无法转移,造成叶轮受热膨胀与蜗壳剧烈摩擦导致事故发生;同时二次蒸汽温度在较短的时间内上升超出工艺指标要求,操作人员没有采取任何措施进行干预,岗位主操没有起到相应的作用;

(2)生产调度及车间管理人员对压缩机震动连锁停机无视公司相关文件及管理制度,盲目违规指挥处置,不组织人员查明机组震动超标真实原因,反而组织自控人员检修温度测点,并安排班组再次启动蒸汽压缩机组,启动后因震动保护停机,没有组织设备、电仪技术人员进一步查找震动超标原因,反而怀疑该震动数据的真实性,组织仪控人员检修更换传感器,并组织运行大班重复2次开机,均因震动保护无法启动运行。

3 事故应对措施

(1)要求各生产车间严格执行设备故障逐级汇报制度以及设备事故处置的四不放过原则,今后公司内凡10万元以上重大价值、单一无备机设备出现故障后,须有设备、电仪部门负责人会诊汇报主管生产副总和设备副总后方可再次启动投用,价值100万元以上的设备故障修复后须有总经理同意方可再次启动投用;

(2)公司主管培训部门需进一步制定职工培训学习计划、制定详细的培训考试考核计划审批执行,每月组织调度、中层生产管理人员、值班长、操作人员、维护人员进行公司各项管理制度以及机械、电气、仪表自控等专业知识的教育培训考试,考试成绩与绩效工资进行挂钩,考试不合格给予一次机会补考,补考不合格的调离岗位;

(3)由技术部牵头,工程设备部、电仪车间、焙浸车间、碳酸锂车间、氢氧化锂车间配合,按规定的时间对涉及工艺指标的各种连锁进行梳理规范,经审核审批后形成正式文本下发执行,并制定每月核查上述连锁完好的签字制度,制定关键连锁权限变更审批制度(由生产部长提出,安全科、技术科、工程设备部、电仪车间会审后,总经理审批),签字文件每月底交工程设备部核查存档;

(4)技术部做好全公司范围内的各项工艺技术指标及管理考核制度的完善制定工作,按规定的时间编制完成岗位工艺培训资料,拟定考核题库,夯实工艺技术基础管理工作;

(5)为确保公司6 套MVR 蒸汽压缩机安全可靠运行,防止出现类似事故,由技术部牵头,工程设备部、碳酸锂车间、氢氧化锂车间、电仪车间配合,增加MVR蒸汽压缩机进出口二次蒸汽温度、喷淋系统报警停车连锁功能,联系蒸汽压缩机配套厂家增加程序安保系统;

4 结语

对于本次工艺操作事故,暴露出了公司因扩能出现的岗位人员操作水平、基层管理人员业务能力不能适应的现实情况,以及生产出现问题后如何程序化处理的诸多问题。对此,要求生产系统每一位员工对自身、对本部门全方位进行自查自纠,不断摸索学习,提高业务技能,充分落实公司的每项管理制度,夯实基层管理水平,以适应企业快速发展的需求。

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