陈 劲

(中国石油化工股份有限公司济南分公司,山东 济南250101)

汽轮机也称蒸汽透平发动机,是一种旋转式蒸汽动力装置,是我国石油化工企业的关键设备。汽轮机作为原动机,在经济性、灵活性、可靠性等方面具有显著的优点。

某公司在用的工业汽轮机主要由杭州汽轮机股份有限公司(以下简称杭汽)生产,包含冷凝式和背压式两种形式。汽轮机速关组件油路图在最新的机组上有所改进。本文以2012年所产型号为NK25/28/37.5的汽轮机油路图为例,结合多年来在检修后第一次静态试验期间所遇到的问题,从分析油路图原理出发,提出了速关油压不能建立的问题的解决办法。

1 速关阀开启操作及油路示意

当具备速关阀开启条件后,可用速关组合件(1350)开启速关阀。具体开启操作为,启动油控制阀1839先由0置1(通),速关油控制阀1830由1置0(断),建立启动油压PG22503＞0.65 MPa。此时危急保安器复位,提供速关油。然后速关油控制阀1830由0置1(通),待速关油压PG22506稳定,启动油控制阀1839复位(1置0节流泄压),速关阀2301逐渐开启。速关组合油路示意如图1所示。

2 启动油压不能建立原因分析及经验总结

焦化装置富气压缩机组于2013年随装置停工检修。在重新开机前的静态试验过程中,发现按照正常操作流程进行启动油换向阀和速关油换向阀的操作后,启动油无法建立。

经查速关组件油路图发现,在2010年速关组件的设计中,存在一条由压力油P连至停机导通泄压阀DG40的油路,且急停电磁阀2222和2223(见图2)设计为常开型,即正常运行不带电。而在静态试验过程中,电磁阀2222带电,从而导致压力油P经停机导通泄压阀泄压,启动油换向阀由于供油口无压力,故无法转化输出启动油。将急停电磁阀2222和2223设为不带电状态后,问题得到解决。

图2 急停电磁阀2222现场图片

对比发现,新速关组合油路简图(见图1)存在一条启动油控制阀1839进油口至停机导通泄压阀水平进油口的油路,由于图1中的急停电磁阀2225和2226状态不对,导致泄压而无法建立启动油。

图1 速关组合油路示意

随着装置仪表控制柜使用年限的增长,不可避免地会对一部分机柜进行更新。而在投用过程中,由于检修工作繁杂和人员认知程度不同,会出现一些前置条件不满足的状况。因此在装置控制或机组控制系统检修后,应格外关注此点;同时在杭汽的最新设计中,已经将此条油路的进油改为速关油来。

另外,从操作过程可以看出,启动油在建立时,启动油控制阀应处于导通位“1”的状态。当启动油控制阀本身发生故障,而使其机械特性并未处于导通位“1”时,也会出现启动油油压无法建立的情况。由于控制阀的可靠性较高,至今并未遇到过此类情况;但是在速关油的建立过程中,遇到过类似的情况。

3 速关油压不能建立原因分析

3.1 案例一

某公司柴油加氢精制装置循环氢压缩机组随装置停工检修。在2014年开机前的静态试验过程中,发现启动油建立后,旋转速关油换向手柄,速关油压力表无指示,速关油无法建立。

3.1.1案例一原因分析及解决办法

对现场设备进行仔细检查后发现,位于机组轴头的危急保安器油路声音较大。经排查发现,危急保安器活动不灵活,油路输出进速关油控制阀的管线温度偏低,进一步排查发现,此管线油压异常。此危急保安器带油复位功能,即启动油建立后,从启动油的油路上分出一路作为危急保安器的复位油。复位油推动危急保安器复位,从而导通P至E的回路(如图3所示),进而速关油控制阀来路得油。结合危急保安器的机械结构,判断其在装配过程中位置偏移,导致无法复位。

图3 危急保安器油路示意

拆检后发现危急保安器挂钩安装错位,从而导致危急保安器活塞不能正常运动,即复位油导通后活塞不能复位,从而使危急保安器一直处于泄放速关油的状态,如图4所示。维修人员重新按规程检修后,活塞可以正常移动,危急保安器恢复正常功能,速关油正常建立,问题得到解决。

图4 危急保安器实物

3.1.2案例一经验总结及提升

设备运行管理人员在故障发生后,应仔细观察并发现现场问题的结果和表象,同时加深自己对设备结构和运行状态的认识,从而按图索骥,解决问题。在此次故障中,如果环境温度低,那么压力油P也会因为不流通而逐渐降低温度。如果危急保安器进行了检修,那么在回装的过程中应重点关注。

3.2 案例二

某公司逆流重整装置循环氢压缩机组于2021年随装置停工检修。在开机前的静态试验过程中,同样发现启动油建立后,旋转速关油换向手柄,速关油压力表没有任何指示,速关油无法建立。

3.2.1案例二原因分析及解决办法

按照上述分析结果,对现场设备进行检查后发现,危急保安器至速关组件的油路压力正常,但速关组件输出至速关阀的速关油管路未见润滑油。对比速关组合油路简图发现,速关油控制阀出口分4路,其中2路分别至2个停机导通泄压阀,1路至二位四通阀,1路输出至速关阀。首先,对急停电磁阀2225和2226的初始状态进行确认,结果显示,其状态和设计相同;其次,对停机导通泄压阀进行检查(如图5所示),初步判断其弹簧压力正常,设备机械无问题;然后对手动停机阀2274进行检查(如图6所示),发现其在正常位,除P至A、B至T的回路导通外,A至T的回路也是通畅的,因此导致启动油压力在手动停机阀2274内泄压,进一步导致急停电磁阀无压力,最终使停机导通泄压阀无法复位,速关油从回油孔泄放。更换手动停机阀2274后,问题得到解决。

图5 停机导通泄压阀检查

图6 手动停机阀2274检查

3.2.2案例二经验总结及提升

这里出现的故障和在第2节中分析的可能性是同一个故障原理。电磁阀虽然故障率较低,但是由于长时间使用、检修和运输等原因,其内部可能会出现机械机构未到位或者内漏的情况,而且往往较为隐蔽,所以在具体原因分析过程中,应该重点关注。

4 结语

大型机组是装置开工过程中所关注的重点,而静态试验往往要求在开机前24h进行。但对于一些有检修或者系统改造的机组,建议具备条件后第一时间就对静态试验进行初步验证,从而发现联锁逻辑和设备方面的问题。希望设备管理人员不断总结经验,学习新技术,为炼化企业的平稳高效运行保驾护航。