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淺析循環(huán)機運轉過程中的故障及改造措施

文檔作者：宋仁平文檔來源：山東煙臺巨力化肥有限公司		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年12月17日
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2014年第3期 宋仁平：淺析循環(huán)機運轉過程中的故障及改造措施 27
淺析循環(huán)機運轉過程中的故障及改造措施
宋仁平
(山東煙臺巨力化肥有限公司，山東萊陽 265202)
摘要：循環(huán)機是小氮肥生產必不可少的運轉設備，針對循環(huán)機運轉過程中出現(xiàn)的故障進行了分析，
對故障發(fā)生、發(fā)展的過程，故障發(fā)生的原因進行了研究，提出了控制故障的措施。
關鍵詞：循環(huán)機；故障；原因分析；解決措施
中圖分類號：TQ051．23 文獻標識碼：B 文章編號：1005—8370(2014)03—27一O2
循環(huán)機在工業(yè)生產中特別是小氮肥生產中大量
使用，設備的正常運行對安全生產起著至關重要的
作用。然而在現(xiàn)實應用中，經常發(fā)生燒大頭瓦、活門
更換頻繁等問題，極端情況下則會發(fā)生連桿螺栓斷
裂、損毀其他部件等惡性事故。本文針對頻發(fā)的生
產事故，深入分析，提出相應的解決措施，并以我公
司循環(huán)機改造為例說明措施的有效性。
1 我公司循環(huán)機運轉中存在的問題
我公司在15萬t氨醇的擴建改造中，新上了一
套~1200合成氨裝置，其中兩臺循環(huán)機采用的是
DZw2O一12／295—320型循環(huán)機，在使用過程中多次
出現(xiàn)零部件運行不穩(wěn)等日常事故及零部件損毀的惡
性事故。日常事故包括機體振動嚴重、運轉部件噪聲
大、曲軸箱冒煙，燒十字頭、燒大頭瓦、活門更換頻繁
等機械故障。惡性事故則在2 循環(huán)機和1 循環(huán)機
接連發(fā)生：2 循環(huán)機連桿螺栓斷裂，曲軸箱底部砸了
一個直徑大約8 cm的大洞，滑道被砸碎約1／5，連桿
大頭飛出，主十字頭體、連桿報廢，曲軸磨損嚴重；1
循環(huán)機發(fā)生同樣的安全事故，且電機軸被撞彎。
2 改造措施
針對這些問題我公司組織專業(yè)人員進行深入剖
析與研究，并進行了一系列的摸索和改造，并最終收
到良好的效果。
針對機體振動大的問題，我公司對全部的進出口
管道進行了加固處理，機體振動的癥狀有所減輕，但
會隨其他零部件的磨損而惡化。針對響聲大、燒十字
體的問題，我公司重點檢測了十字體與中體滑道的間
隙為0．25～O．30 111122，符合設計標準，但事故現(xiàn)象表
明此間隙偏小，為此對十字頭進行了刮研，當間隙值
為0．5～0．7 mm時，燒十字體的問題得到了解決。
但隨著間隙值的增加，泄油量增加，響聲較之前增大。
針對燒大頭瓦問題，我公司重點對連桿大頭瓦與曲柄
銷軸之徑向間隙值進行測量，其區(qū)間范圍為0．16～
0．20 mm，基本符合設計標準。另外考慮瓦的質量存
在問題，經更換質量優(yōu)良的瓦之后，問題還是沒有徹
底解決，每15天至20天就要更換一次大頭瓦。
5 小 結
我廠的天然氣制氨工藝決定了碳化塔操作壓力
高，動力消耗增加，對設備、管、閥要求高，檢修頻率
也會增加，這是我廠變換氣制堿的劣勢，但經過我們
認真摸索，大膽創(chuàng)新，利用系統(tǒng)壓差，解決了碳化塔
水洗問題，將劣勢轉化成了優(yōu)勢。變換氣制堿塔串
塔AⅡ清洗改造項目投資少，見效快。盡管其直接
經濟效益不很明顯，碳化塔設備利用率降低，但卻具
有很大的社會效益。碳化塔洗塔水的根除，為我廠
的生產管理和環(huán)保治理工作提供了保障。
收稿日期：2014—04—17
28 純堿 工業(yè)
針對2 循環(huán)機惡性事故，進行以下修補：
1)由于原主十字頭體所在滑道破損嚴重，而副
十字頭體所在的滑道仍完好無損，考慮循環(huán)機的對
稱性和受力特點將主十字頭體與副十字頭體更換位
置，與其相連的其它運轉部件也相應更換位置，破損
的滑道進行焊補與研磨。
2)焊補曲軸箱底部的大洞，補好后，整個曲軸箱
底部刷四道環(huán)氧樹脂，焊補的部位刷兩道加強層。
3)更換連桿、主十字頭體部件。
4)研磨曲軸，使曲軸周徑滿足規(guī)范要求。
經修補后，2 循環(huán)機試車正常接人生產系統(tǒng)。
但是接著1 循環(huán)機也發(fā)生同樣事故。
聯(lián)系了生產廠家的設計部門，論證了其可行性，
并根據(jù)我公司現(xiàn)行工藝參數(shù)，通過研算，調整兩臺循
環(huán)機的輸氣量，將循環(huán)機氣缸的缸徑(原為(p220)改
為 2O5，活塞尺寸也相應改小。改造后，振動大、響
聲大的問題不復存在，各運轉部件的間隙恢復正常，
自改造以來，該機一直運行平穩(wěn)，在計劃停機檢修中
也未發(fā)現(xiàn)異常現(xiàn)象。通過技術改造，節(jié)約了大量的
資金(約為150萬元)，降低了維修費用，提高了運轉
率，為生產的平穩(wěn)運行創(chuàng)造了條件。
3 經驗總結
由此可見，針對單個零部件故障原因的分析和
處理不能夠系統(tǒng)解決循環(huán)機日常工作故障問題。在
對該循環(huán)機基本工作原理及故障發(fā)生過程深入分析
的基礎上，發(fā)現(xiàn)溫度和輸氣量是兩個根本的、但經常
被忽視的影響因素。
3．1 高溫造成循環(huán)機各部件膨脹。進而影響零部件
間的正常間隙
生產中由于循環(huán)量過大，為了控制合成塔的爐
溫，循環(huán)機近路常開，這使得進入循環(huán)機的氣體溫度
升高，由于氣體受熱膨脹，密度減少，壓力降低，壓縮
比增加，循環(huán)機出口氣體的溫度也大大提高，同時各
運動部件的溫度也隨之升高，由于各部件的溫度和
膨脹系數(shù)不同，造成有些部位的間隙發(fā)生了很大的
變化，如十字頭體與中體滑道的配合間隙，兩者受熱
同時膨脹，但兩者的膨脹系數(shù)不同，十字頭體的膨脹
系數(shù)大，而中體滑道的膨脹系數(shù)小，循環(huán)機運轉過程
中，兩者的配合間隙將變少。各運轉部件的溫度過
高，變形量會過大，在交變負荷的常期作用下，變形
量超出了極限就會在薄弱部位連桿螺栓處發(fā)生斷
裂。
3．2 循環(huán)機的輸氣量與合成氨的生產能力不相匹配
發(fā)生事故的根本原因是循環(huán)機的輸氣量與合成
氨的生產能力不相匹配。循環(huán)機的輸氣量超出合成
氨的生產能力時，生產過程中循環(huán)機的近路需常開，
由此造成進氣溫度和出氣溫度的變化，進而造成零
部件空隙的變化，導致生產事故。因此選擇機型的
時候，不是輸氣量越大越好，而應該充分考慮與其它
因素的相適應性，輸氣量過小將不能滿足生產的需
要，輸氣量過大將造成浪費，而且容易發(fā)生事故。
根據(jù)原因分析，解決循環(huán)機多發(fā)故障的關鍵是
處理好循環(huán)機的輸氣量與合成氨生產能力的匹配問
題。對輸氣量超過合成氨生產能力的情況，可以減
少循環(huán)機的輸氣量。方法一是將原大循環(huán)機拆除，
換成輸氣量少的循環(huán)機，這在已經購置了大能力循
環(huán)機的情況下會造成設備的浪費和巨大的經濟損
失。為此探討了方法二，即通過把原循環(huán)機的缸徑
改小來減少循環(huán)機的輸氣量，這種方法的優(yōu)點是當
合成氨生產能力提高時，可以用較大的缸徑來替換
改小的缸徑，實現(xiàn)設備的持續(xù)利用。當輸氣量小于
合成氨的生產能力時，則需要增大循環(huán)機的缸徑或
者更換處理能力更高的循環(huán)機。
參考文獻
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E53 JB／T9105—1999大型往復活塞壓縮機技術條件Es3．
全國壓縮機標準化技術委員會．
收稿日期：2014—04—14
作者簡介i宋仁平(1973一)，女，山東煙臺人，助理工程師，從事氮肥
生產設備管理多年。

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