催化烟机振动高原因分析及改善措施

催化烟机振动高原因分析及改善措施

白宇 ,贾伟峰

浙江石油化工有限公司  浙江  316000

摘要：在催化设备中烟气轮机就是关键性设备，运行的状态与设备的安全稳定运行有直接的关联。而烟气轮机运行状况和装备的能耗水平以及节省电力资源、甚至与整套机组的安全运行也有一定的关系，甚至还是催化裂化装备稳定生产的有效保证。

关键词：烟机；震动；原因

前言

    烟气轮机就是催化裂化装备的核心设备之一，其工作核心就是回收烟气能量，驱动主风机组运转，如果烟机出现故障，就会严重影响装备的安全生产以及经济效益，因此工厂需要高度重视烟机的正常运行，通过优化相关操作，结合实际情况开展针对性的改造，强化维护以及管理，保证烟机的稳定运行。

一、催化烟机振动高原因

（一）烟机污垢

在拆解烟机以后可以发现，在静叶、动叶、导流锥、烟体壳体上存在大量的催化剂污垢，而垢物的连片上附着了硬度较大的物质。烟气在核实的温度以及湿度下会生成低熔点的共晶体，而低熔点共晶体会使催化剂变得更加粘稠，而催化剂粉末会受静电作用的影响，有一定的吸附能力，因此基于烟机轮盘冷却蒸汽与密封蒸汽的基础上，催化剂细粉容易在动叶以及静叶片、流道位置沉淀，破会转子动平衡[1]。在再生器负荷变化期间，容易受高速烟气的冲刷以及烟气温度出现变化的影响，导致流道中污垢从附着物上掉落，冲击转动部分，对动叶部分的垢物脱离产生一定的负面影响。

烟垢严重的烟机叶片

（二）润滑油温度

    该物质的主要作用就是润滑以及减震作用，在润滑油温度降低的时候，黏度出现增加的趋势，油无法顺畅的在轴承之间流动，分散的存在对轴承油膜也有一定的负面影响，增加机组震动的可能性；如果润滑油的温度过高，此时黏度出现下降的趋势，而油膜的刚度也随之降低，油膜涡动，增加震动。

（三）烟机入口烟气压力

    烟机入口烟气的压力也会成为导致震动的因素之一，烟机入口烟气压力与烟机轴震动呈现出正相关的关系，在入口烟气压力出现下降以后，震动也会随之增强，如果入口压力上升，震动就呈现出缓慢下降的趋势。

二、应对震动高的有效措施

（一）解决污垢的有效措施

    保证再生器压力以及温度始终处于稳定的状态，提升与降低处理量时需要保证速度的缓慢进行，切勿出现大幅度动作，严格控制各个旋分器的线速，确保烟机入口的烟气指标合格不超标。还有确保冷却蒸汽的品质，杜绝存在热度不足或者蒸汽带水的情况[2]。控制轮盘温度期间，还要将轮盘温度调整在平稳的状态，其波动幅度不宜过大，主要就是防止因为烟气冲刷出现大面积污垢脱落的情况，破坏转子动平衡。考虑整体更换转子，保证转子动叶叶片的完整度以及平衡性。

（二）解决润滑油温度的有效措施

    烟机润滑油冷后温度37-42℃之间，烟机润滑油冷后温度的控制对烟机的长周期平稳运行也有重要的作用，甚至对形成润滑油膜也有直接的影响，决定着轴瓦的使用周期。要想减少润滑油冷后温度对烟机震动产生的影响程度，需要经过润滑油冷却器的循环及时改变润滑油冷后温度，保证润滑油的温度始终处于合适的范围，烟机震动出现升高之后，就要及时调整润滑油冷后的温度，务必要保证机组的稳定运行。

（三）解决烟机入口烟气压力影响的有效措施

    烟机入口的烟气压力与再生器顶压力有直接的关系，而再生器压力受主风流量以及主风压力的影响，在主风流量和压力处于稳定状态下之后，再生器的压力也会随之下降，也就是说烟气后路的压力下降时，再生器的烟气就会进入烟气管道的介质流速上升，形成明显的冲击力，引起剧烈的震动。还有一个就是烟机入口压力下降之后也会影响烟机震动，因此轴向力向烟机入口的方向移动，主副推力面的受力情况会出现改变，因为推力轴瓦和后支撑轴瓦处于轴承箱体内，导致整个部位的轴系震动以及油膜状况都受到不同程度的影响。在操作期间必须要密切注意再生器的压力数值变化，防止烟机入口压力大幅度的波动产生其他影响。还有将推力瓦的间隙调整在合适的数值，防止轴向力变化之后对后径向轴承油膜产生的冲击力。

（四）减少蒸汽影响

    由于蒸汽中包含着大量的钠离子，对催化剂颗粒的黏连有辅助性作用，如果烟机入口烟气温度超高过于频繁，在正常工艺操作中就需要应用大量喷水以及喷漆操作，导致催化剂出现严重的结块情况。部分工厂现在已经取消了喷汽喷水设备，用热管取热代替喷汽操作[3]。在烟机预热或者是停机之后，因为烟机入口闸阀泄漏问题，会有很多催化剂粉尘进入流到内部，机体温度降低，此时蒸汽容易凝结成水，导致催化剂和泥，甚至原来在轮盘上分布均匀的催化剂积灰经过水流之后分布不均衡，对动平衡造成破坏。基于蒸汽环境中，低温状态的烟气硫腐蚀会使叶片涂层快速剥落，以上这两种操作，将密封和冷却改为风，但是还是需要尽量避免机内处于低温且存在烟气漏入、蒸汽吹扫的状态中。

（五）减少二次流冲蚀

    为了减小二次流，需要优化静叶型设计，减小冷却蒸汽产生的负面影响。但是要想提升烟机的效率，需要针对二次流冲蚀问题，作出适当的调整，在改造后的结构就是二级轮盘进气面结构选用类似一级轮盘气封台肩处选用新技术镍基合金径向蜂窝密封。这是因为一级轮盘未产生二次流的磨损，密封性能好，动静叶摩擦时只是摩擦蜂窝片，更好的解决二级轮盘轮缘根部出现二次涡流冲蚀的问题，由此可以看出改造该结构的可行性。

结语

    综上所述，催化烟机在整套设备中就是核心位置，其是否可以稳定工作对工厂的经济利益由直接的关联，因此需要明确催化烟机出现震动的原因，通过有效的途径降低烟机出现震动的情况。经过优化生产，减少烟机污垢的形成；注重日常的维修保养；严格控制工艺参数以及润滑油冷后的温度，及时调整电机发电比例，为解决烟机震动提供有效参考。

参考文献：

[1]徐成裕,张军军,徐玉棠. 催化烟机振动异常案例分析与处置[J]. 石油化工设备技术,2020,41(02):57-62+8-9.

[2]尚三锋. 催化烟机振动大原因分析及应对措施[J]. 化学工程与装备,2014,(03):50-53.

[3]陈建国. 应用振动分析理论确保烟机在高振幅情况安全运行[J]. 石油和化工设备,2007,(04):18-21.