氯乙烯增压机振动故障分析及对策

氯乙烯增压机振动故障分析及对策

黄纯国,金恩宇,王浩

青岛海湾集团有限公司          山东省青岛市  266000

摘要：经济的发展，社会的进步推动了我国综合国力的提升，也带动了工业行业发展的步伐。目前，国内外PVC生产中氯乙烯深度脱水大多数采用变压吸附脱水工艺，其依据是专用干燥剂对混合气体中水分和杂质具有特殊选择吸附性能，且在不同压力和温度等工艺条件下，干燥剂对水分的吸附量存在较大差异。该装置采用新型干燥剂，容易再生，使用寿命长，具有脱水精度高、回收率高、不带入惰性气体、能耗低、自动化程度高等特点。基于此，本文主要对氯乙烯增压机振动故障分析及对策做论述，希望通过本文的分析研究，给行业内人士以借鉴和启发，详情如下。

关键词：氯乙烯；增压机；振动故障；分析对策

引言

化工新材料公司氯乙烯深度脱水采用变压吸附脱水工艺，将粗氯乙烯气体中的机械水、气态水一次性深度脱除，确保氯乙烯单体最终含水质量分数≤100×10－6。该套装置配有3台氯乙烯增压机，在再生干燥器内干燥剂时，吹扫气经降温、除杂后通过增压机升压循环利用或输送至界外气柜，或者返回干燥器底部进行干燥处理。

1增压机的基本情况及使用状况

氯乙烯增压机自投入运行以来，单独运行1台增压机，情况基本良好，但根据生产负荷同时运行2台增压机时，压缩机机体及相连管道、周围地面有较强振动，故障表现为气阀声音异常现象频发、曲轴断裂后甩出曲轴箱、十字头滑道拉伤、活塞顶出气缸盖等，存在氯乙烯气体泄漏的重大安全生产隐患。

2测试方案

(1)监测每台增压机独立运行时电动机输出端轴承、曲轴轴承及活塞缸体的振动。(2)监测每台增压机独立运行时入口阀门、入口管道、出口管道、出口阀门处沿管道轴向和径向的振动。(3)监测每台增压机独立运行时入口总管和出口总管的振动。(4)监测2台增压机同时运行时管道的振动。(5)监测静态下增压机机体及各管道的固有频率。

3氯乙烯增压机振动故障对策

3.1空气增压机驱动齿轮轴断齿解决措施

增压机驱动轴齿轮为斜齿啮合，线速度为150m/s，要求加工精度和热处理水平较高，国外制造周期为8个月，国内具有制造能力的厂家不多。为了加快制造进度，减少停产造成的损失，与沈鼓集团齿轮公司进行技术交流，该公司第一时间派技术人员奔赴现场进行测绘工作，制定制造方案。进口齿轮材质经测绘为LA-4340，经过对材料分析改造确定采用国产材料35CrMoV，对断齿轮进行测绘加工制造的方案。由于该增压机输入轴与大齿轮为上下结构，且中心距较大，加之齿轮断齿挤压变形严重，测量难度极大。由于该机组损坏严重，齿轮箱体、大齿轮及各转子均存在变形的迹象，导致各测量数据或已不是原始设计数据，致使无法通过测量数据直接确定各齿轮的变位系数。为了解决这一问题，齿轮公司进行大量的模拟计算分析，并根据以往的测绘经验分析，最终确定了变位系数的最优解。通过使用先进的技术手段，检测断齿齿轮的螺旋角等参数对其进行精密计算校验，并派技术人员多次测量才最终确定设计参数。

3.2连续重整装置增压机波动对策

重整反应产生的氢气经过PSA提高氢纯度后送入氢气管网。由于采用超低压重整工艺，平均反应压力0.35MPa，在此压力下，大量轻烃进入氢气，氢气的纯度较低，并且烃类损失较多，因此设置产品回收即重整氢再接触单元。重整产物分离罐底液体经重整产物分离罐底泵升压后与增压后的含氢气体逆流接触以提高含氢气体的纯度，并提高液体收率，重整氢增压机在再接触流程中起着提高氢气压力、调整重整反应系统压力的作用。连续重整装置重整氢增压机，既调节重整反应系统压力，又提升重整产氢压力并外送，是工艺流程中的核心设备，增压机的稳定运行直接影响重整装置的正常生产。虽然引起增压机波动的因素较多，但通过分析引起该机组波动的关键因素，并采取相应的对策，有效提升了装置的稳定运行水平。

3.3分析空分增压机机组配置

空分增压机机组本体与水冷器均应用混凝土基础固定方式，固定较为稳定，在没有巨大外力作用的情况下不会产生位移；机组本体应用的是单独固定方式，固定较为稳定，通常情况下，不会受到其他设备及元件振动的影响；机组本体与水冷器结构基本独立，只是通过1条进气管道来与吸附器连接，通过1条出气管道来与水冷器，并且吸附器与水冷器均属于静设备，不会导致机组本体振动和位移。基于上述分析，在空分增压机工艺体系中，能够导致机组本体振动和位移的机组配置是进气管道中的DN600mm管道、出气管道中的DN200mm三回一管道，两个管道均应用水平三通连接方式。由于两个管道应用的是水平连接方式，三回一气流很容易会对进气管道造成冲击，但是由于机组本体于水冷器固定较为良好，气流本身能够导致的机组本体比较振动和位移幅度较小。DN200mm三回一管道的柔性大于DN600mm管道，因此，尽管水冷器重量较大，但是却不能够阻止DN600mm管道产生的振动和位移；此时，当出气阀逐渐关闭时，三回一气流会不断增加，其对进气管道造成的冲击会不断加大，导致的DN600mm管道振动和位移幅度越大，当到达已经临界值后，便会导致机组本体产生振动和位移，振动现象随之突然出现，机组本体突然偏离中心位置；由此可以解释，为什么在初始试车阶段机组轴系振动值会突然变化。

3.4优化操作工艺

此外，为了进一步规避其他空分增压机振动故障，还可以采取优化操作工艺的方式，具体如下。（1）科学调整空分增压机设备运行参数，一级压缩应用手动控制方式，二级压缩调整好压缩参数后进行自动控制，三级压缩继续进行自动控制。（2）科学调整空冷系统运行参数，做好对分子筛吸附器空气温度的控制，具体需要不超过10℃。（3）科学调整纯化系统运行参数，做好对分子筛活化再生加热量的控制，具体需要不超过75℃。（4）科学调整循环水系统运行参数，做好对循环水温度的控制，具体需要不超过28℃。

结语

增压机的稳定运行是空分装置稳定运行的必要条件，对增压机流道进行改造，解决了其打气量不足和排气压力低的问题。氯乙烯单体脱水增压机由于工艺设计的需要，在同一台设备上按工艺条件要求实现变压吸附，不同时段进出口管压力交替变化导致单体增压机自身机体应力交替变化，造成设备薄弱部位备件损坏。以上对设备所做的振动分析和应对措施仅仅是适应工艺条件所采取的临时方案，要想彻底杜绝增压机顶缸和十字头破坏和活塞压缩机曲轴断裂等问题，还需要对工艺系统进行改造，如系统运行所需要的交变压力改用多台设备完成，单体增压机只进行系统气体输送，杜绝载荷频繁变化，那样将彻底改善设备运行状况。另外，对现有单体增压机进行大型化改造，由原来2台并联运行改为1台大规格增压机运行，减少出口管道气流脉动对设备自身运行的影响。

参考文献

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