烟气轮机的故障诊断及技术改造

摘要

烟气轮机是一种典型的旋转机械，是中国石化集团公司长岭分公司催化裂化装置的核心设备之一，在重油催化裂化生产过程中占有重要地位，它利用催化裂化生产过程产生所蕴含大量热能与压力能的烟气膨胀做功驱动轴流式压气机或发电机旋转工作。由于烟气轮机结构复杂、运行环境恶劣，稳定性差，振动大，使其故障率高，并由此造成难以估量的经济损失与安全危害。因此，如何对烟气轮机的故障信息进行有效获取、提取及识别是故障诊断技术研究领域的一个难题。 本文分析了 TP9-90型烟气轮机系统构成、运行特点及故障分类，系统研究了烟气轮机故障诊断中常用的三种分析方法：波形分析法、传统谱分析法及全息谱分析法。针对烟气轮机转子不对中与不平衡引起振动超标两类故障问题，分析了烟气轮机在这两类故障下运行征兆及危害，建立了相应转子数学模型，揭示了其故障发生机理。实验研究了1＃烟气轮机转子不对中与不平衡两类故障问题，通过在线监测烟气轮机转子前后轴承径向振动信号，研究了烟气轮机工作、升速及停机过程前后轴承振动轴心轨迹形状及变化规律，并根据频谱、全息谱分析，最终确诊烟气轮机故障的原因。综合分析了1＃烟气轮机运行状态，根据故障原因进行了技术改造，研究表明，改进后的烟气轮机运行平稳，振动和故障率明显降低。 本文的研究为烟气轮机状态监测与故障诊断提供了重要参考。