膨胀机轴瓦温度引线断线,致联锁停机!责任在谁?





内容来源:《仪表问答 案例汇编》第一章第一节膨胀机轴瓦温度信号引出线断线联锁停机 7页(书籍详情见文末)

01
 
基本情况
 
 

1.装置简介

2006年,某化肥厂产能为40000Nm3/h标准的空分装置在原来产能的基础上进行了50%扩能改造,新增透平式膨胀机两台,一用一备。透平式膨胀机位号为TP215(4121-ET1-1/2),型号规格PZYZ153A。

2.工况及仪表简介

透平式膨胀机入口设计温度为110℃,出口温度为160℃,正常转速22000-33000r/min,入口压力为3.3MPa,轴瓦温度测量采用铂热电阻(Pt100),4个测温点分别是:内侧止推轴瓦(温度测量信号两支,高高限联锁设定值为83℃)、内侧支撑轴瓦(温度测量信号两支,高高限联锁设定值为108℃),外侧止推轴瓦、外侧支撑轴瓦。原设计内侧支撑轴瓦和内侧止推轴瓦温度信号分别进入两套系统:一支温度测量信号进横河CS3000,仅为温度显示,不参与联锁;另一只温度测量信号进TRICONEX系统,参与联锁,保护膨胀机。

02
 
故障描述及处理过程
 
 

1.故障前的工艺情况

故障前,2006年空分装置正在试生产。

2.故障现象

试车期间:1#膨胀机(4121-ET1-1)运行15天,内侧支撑轴瓦(4121-TAZ-405TA)温度由45℃陡升为130℃,超过高高限联锁值(108℃),导致1#膨胀机联锁停车,正常时内侧支撑轴瓦(4121-TAZ-405TA)温度显示43-45℃;立即启动2#膨胀机(4121-ET1-2),运行18天,其内侧支撑轴瓦(4121-TAZ-405TB)温度突然达到高高限联锁设定值(108℃),导致2#膨胀机联锁停车。两套膨胀机都是相同测温部位出现高高限故障联锁。

3.影响范围

1#、2#膨胀机因内侧支撑轴瓦温度高高限故障联锁造成停车。

4.仪表及系统处理过程

(1)拆开2#膨胀机检查,发现内侧支撑轴瓦温度信号引出线被磨断,造成温度高高限联锁,与1#膨胀机内侧支撑轴瓦温度信号故障现象类似。温度信号引出线磨断情况如图1-1、图1-2所示。

(2)将该轴瓦封油环原出线孔从Ф3扩大到Ф5,并在出线孔的两端边缘做倒角处理,防止温度信号引出线被割断损坏,出线孔改造前后对比照片如图1-3、图1-4所示。

(3)在轴瓦压盖上开槽,将温度信号引出线嵌入槽内,防止设备在运行过程中锐边割断温度信号引出线,延长使用周期,槽改造前后对比照片如图1-5、图1-6所示。

(4)改造后温度信号引出线全部在保护槽内,处于孔的正中央位置,得到了更好的保护。其使用周期得到了延长。改造前后对比照片如图1-7、图1-8所示。

5.故障性质

在膨胀机高速运转时(正常转速26000-30000r/min),温度信号引出线长期处于高频振动,在出线孔的倒角边缘形成剪切磨损最终被割断。

03
 
故障原因分析
 
 

1.故障前仪表可靠性评价

由于对内埋热阻的引线风险估计不足,空分装置试车过程中,温度信号引出线所处的位置不当造成磨损或剪切,使温度测量失效。

2.失效分析

(1)直接原因:膨胀机内侧支撑轴瓦温度信号引出线断线,温度突然超过高高限联锁设定值(108℃)。

(2)间接原因:一是膨胀机温度信号引出线及引出线孔设计不合理;二是单点温度联锁易产生联锁误动。

04
 
防范措施及建议
 
 

经过改造,膨胀机轴瓦温度信号的引出线完全在保护槽内,轴瓦高速运转时测温元件引出线不会被磨损或剪切。改造后2#膨胀机在2015年11月-2016年11月期间运行正常,周期长达12月以上,与未改造前仅运行1个月相比,运行周期大大增加,降低了检修次数,减轻了劳动强度。

膨胀机故障一直影响该厂空分装置运行周期,经过分析膨胀机温度信号引出线损坏的原因,找到问题的症结,同时将1#膨胀机也进行相同升级改造。两台膨胀机的运行周期由1个月提高到12个月以上,更好地保护了设备,提高了仪表维护水平和能力。

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