1-09烟气粉尘监测在烟机故障诊断中的应用.doc

 PAGE 64 李 东等. 烟气粉尘监测在烟机故障诊断中的应用 2010年 2010年 岳阳长岭设备研究所有限公司论文集  PAGE 63 2010年3月 长 炼 科 技 1 烟气粉尘监测在烟机故障诊断中的应用 李 东 朱铁光 易 超 李志强 （岳阳长岭设备研究所有限公司） 摘要：本文通过实例，阐述了烟气粉尘监测与振动监测技术相结合，为烟机的故障诊断及生产装置的操作调整提供可靠依据，从而避免了装置非计划停工，取得了明显的经济效益。 关键词：粉尘监测 机组 故障诊断 1 前言 烟气轮机-主风机组是石化炼油厂催化裂化装置的关键设备，其运行状态直接影响到生产装置的正常生产。烟气粉尘问题一直是影响烟机－主风机组乃至整个催化装置长周期运行的最主要因素，其直接表现为：粉尘对转子的冲蚀及其在转子上的不均匀沉积（烧结）引起机组振值超标，导致非计划停机。 粉尘对叶片的一次流磨损量为（式中是与粉尘比重、硬度及叶片和涂层材料有关的修正系数，是粉尘浓度，是流速，是粉尘粒度，是冲角系数）。在设计条件一定的情况下，它与粉尘浓度及粒度的三次方成正比。因此，烟机的安全运行和使用寿命，在很大程度上取决于烟气中的催化剂粉尘浓度，特别是粉尘粒度的大小。 为了确保烟机的安全运行，我们建立了高温烟气粉尘离线监测系统。通过监测分析，及时将意见反馈给生产装置，使装置在防止粉尘对烟机转子过度冲刷方面能及时采取措施（如调整烟机入口蝶阀开度等），从本质上确保了烟机的安全运行。下面重点介绍该技术与振动监测分析技术相结合，在某催化装置烟机-主风机的故障诊断以及生产装置的操作调整中的应用。 2 与振动监测相结合，确诊烟机故障原因 2.1 烟气含湿量异常是烟机振动上升的主要原因 2004年7月12日某催化烟机开机后，8月份烟机振动开始明显上升，至9月初达100μm以上（见图1），其振动以工频为主。对烟机入口的粉尘监测结果表明：烟气含湿量呈明显异常上升趋势，最高达30.2%（表1记录了7月中旬至9月初该装置烟机入口粉尘含湿量测定结果），一般情况下，烟气含湿量在10%左右。 表1 某催化装置烟机入口粉尘含湿量测定值 时间7月14日7月21日8月4日8月10日8月18日8月25日9月1日9月8日含湿量Xsw/%13.714.223.930.222.723.023.08.3 分析认为烟气粉尘含湿量过高，很容易造成粉尘在烟机轮盘和叶片上结块，从而造成烟机转子的动不平衡，振值上升，影响烟机的正常运行。依据这一情况，生产装置和设备主管部门的技术人员，对生产的工艺流程以及相关设备的运行状况进行仔细研究、排查，最终查明含湿量大是由于降温喷水管付线阀门泄漏造成的。 装置在不停工的状态下紧急处理泄漏的蒸汽阀门，烟气含湿量立即恢复正常（9月8日的测定值为8.3%），烟机振值也很快下降至正常值，从而避免了烟机运行状态的进一步恶化。 图1 烟机测点振动趋势图 2.2 粉尘浓度超标，烟机振动异常 2004年9月，烟机入口粉尘浓度监测值高达322mg/Nm3，远远超过控制指标（200mg/Nm3）。同时，烟机南瓦振值急剧上升，由正常情况下的78μm上升至最高值110μm，且振动以工频为主。 我们分析认为，烟气粉尘浓度超标，大量粉尘在转子上的不均匀沉积，造成了烟机转子的动不平衡，从而导致烟机振值异常升高。 建议生产装置调整操作，查找烟气粉尘浓度超标的原因。通过减小碟阀开度，精心操作，粉尘浓度逐步控制在200mg/Nm3以内，至9月15日粉尘浓度降至117mg/Nm3。烟机南瓦振值也逐级下降，最低时已降至50um。我们准确的监测分析结论与生产装置设备管理人员的精心维护相结合，烟机振动值的上涨得到了有效的控制，又一次使烟机恢复到了正常的运行状态。 2.3 烟气粉尘结块、粒度超标，造成烟机振动上升 2004年11月中旬，烟机各测点振动呈缓慢上升趋势，烟机南瓦振动最高达90μm以上，接近停机值。此时若停机，则无法满足装置大处理量的生产，且炼油加工深度受到明显影响。 我们通过粉尘监测发现：近一个月以来，烟机入口烟气粉尘浓度均处于控制范围内，但粉尘粒度、湿度普遍偏高；11月23日，90%以内的粉尘粒径最高值达16.03μm，粒径10um以上的颗粒达18%，本月烟气粉尘平均湿度大于10%。 尽管粉尘浓度不高，但当湿度较大时，粉尘在高温下容易结块，致使测得的粉尘粒度超标；另一种情况是也有可能烟气中催化剂粉尘本身粒度偏大，或二者兼而有之。烟气粉尘粒度过大对烟机转子造成冲击或粉尘在烟机转子上不均匀积附导致烟机转子动不平衡，引起烟机振动值上升。 我们建议尽快调整工艺参数，并适当减小烟气蝶阀开度，以改善或控制转子平衡状况，降低振值。装置调整操作