中国石化集团
技师考评专题技术总结（论文）
题目：重油催化裂解装置A V50轴流风机改造姓名：
单位：
工种：维修钳工
评价成绩：
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评价人技术资格：
荆门分公司120万吨/年重油催化裂解装置A V50-16轴流风机改造
摘要：本文介绍中国石化荆门分公司120万吨/年重油催化裂解装置轴流风机扩能改造的方法及取得节能效果。
关键词：轴流风机转子改造
1、引言
中国石化荆门分公司120万吨/年重油催化裂解装置在2008年进行了扩能改造，烟气轮机－轴流风机－电动（发电）机组（简称“三机组”）也同步进行扩能改造。原烟气轮机额定功率8000kw，轴流风机额定风量1600m3/min，出口压力0.35MPa。要求轴流风机改造后匹配额定功率9720kw的烟气轮机，额定风量2050 m3/min，出口压力0.35MPa。其中烟气轮机整体更新，对轴流风机实行尽可能利旧、尽可能降低改造费用和尽可能节能为目的的扩能改造。
三机组改造后已经投用1年，功率达到改造设计要求，运行平稳，满足工艺要求。三机组夏季发电在500千瓦时左右，冬季发电在900千瓦时左右，也达到节能的目地。本文就轴流风机改造的机械部分做一个总结。
2.轴流风机改造原则及内容
2.1改造原则
1）保证改造后轴流风机的安全性和可靠性。
荆门分公司二催装置主风机有三台，其中两台是D800-33离心式风机，因风量小和出口压力低，只能用于装置开工时作为启动三机组和万一轴流风机故障停机时装置流化用，不能作为装置正常开工时使用。轴流风机在三机组里与烟气轮机同轴，一旦轴流风机停机，烟气轮机将不能投用，催化装置的能耗将大幅上升。所以，轴流风机的安全性和可靠性尤为重要。
原烟气轮机额定功率8000kw，改造后的烟气轮机额定功率9720kw，要求与烟气轮机相联接的联轴器、轴流风机轴头能安全传递改造后的烟气轮机的扭矩。
为了确保轴流风机的安全性和可靠性，我们在与制造厂、设计单位的设计协调中，特别强调了转子的强度。
2）尽可能利旧
为了最大限度减少改造工程量和降低改造费用，对原有配置设施、设备就必须尽可能利旧。首先是机组布置形式不变，其次是设备基础、联合底座、电动（发电）机、齿轮箱和电动盘车装置、轴流风机底座、轴承座、和壳体等利旧。
荆门分公司二催装置三机组为同轴机组，机组布置形式见图一。
图一机组布置形式
3）保证改造后轴流风机的经济性。
三机组中的轴流风机是催化装置中耗电最大的设备，额定轴功率8721kw，最大轴功率9695kw，轴流风机效率提高1%，1年就可以节省70万度电，就相当于少开一台轴功率80 kw的泵，对降低能耗、提高经济性有重要作用。
2.2 改造内容
1）轴流风机转子重新设计并更换。
我们要求制造厂按烟气轮机最大功率11000KW核算轴流风机转子排气端轴头。核算后的轴流风机转子排气端轴头直径由120mm增大到140mm；因风量增加比较大，在转子直径不变的情况下，叶片高度和宽度等均增大，整个转子由制造厂重新设计制造。
2）对内部构件进行改型设计。
与转子对应的内部构件也由制造厂重新设计制造。改型设计的内构件主要包括叶片承缸（含静叶等）、调节缸、进口圈、扩压器。配套的内构件有调节缸支撑、油封、进、排气侧密封套。由制造厂确保改型设计后的轴流风机内部构件能
够安装在现有的轴流风机的机壳内。
机壳、径向轴承、推力轴承、轴承座、高压平衡管道、排空管道及静叶调节系统（含伺服马达）等利旧。
3）更换烟气轮机－轴流风机膜片式联轴器。
因烟气轮机输出功率增大和烟气轮机轴头和轴流风机排气端轴头加大，原烟气轮机－轴流风机膜片式联轴器不能适用，更换烟气轮机－轴流风机膜片式联轴器。
4）更换进气过滤器。
原进气过滤器因过滤面积小，在未改造前，更换滤布一周后，过滤器压差就达到800Pa以上，使用周期非常短增加成本。
新更换的进气过滤器是新型的4面进风过滤器，过滤面积大于原2面进风过滤器面积近1倍，过滤器初始压差在50―100Pa，降低了入口压力损失。此外，新更换的进气过滤器更方便更换滤布，延长更换滤布的时间。
5）更换入口管道。
因风量增加，为了减少管道阻力损失，入口管道直径由1400mm改为1600mm，同时更换入口整流栅。
更换进气过滤器和入口管道两个部件的主要的原因还是风量增大，由2面进风改四面进风，旨在扩高效率，降低入口阻力。
6）取消进气消音器
因取消三机厂房现场操作室，为取消进气消音器提供了可能。按制造厂设计，进气消音器阻力损失为500 Pa，大于进气过滤器的阻力损失，为了进一步降低入口压力损失，我们取消了进气消音器，在进气管道进行外保温，降低现场噪音。
现在三机组常年发电在500- 900千瓦时、最大在1000千瓦时以上，除了制造厂设计制造效率高的轴流风机、效率高的2级烟气轮机外，上述更换进气过滤器、更换入口管道、取消进气消音器等降低入口压力损失的措施，也是起了很大作用的。
3. 轴流风机改造施工及试车
3.1 尽可能现场施工
按我们与制造厂签订的技术协议，我们将机壳、轴承箱盖、轴承压盖、高压
平衡管道、排空管道及伺服马达等相关零部件拆卸后运到制造厂，组装工作在制造厂进行。
考虑到施工工期短，拆卸机壳需要拆除厂房房顶，吊装机壳需要动用大型吊车，需要大型卡车长途运输等。如果改为现场组装，将可以缩短工期，可以大幅度降低施工费用，但会增加我们的组装工作量，也可能会因为制造误差导致零部件返厂修理。在与制造厂反复协商后，制造厂认为各部件制造误差均会控制在标准内，不会导致返修。最后决定由制造厂派技术服务人员现场指导，我们在现场组装。
3.2 轴流风机的拆卸和组装
1）拆除对轮罩，复查烟气轮机－轴流风机、轴流风机－齿轮箱、齿轮箱－电动（发电）的同轴度；
2）拆除附属管线；
3）拆卸压缩机与变速器、烟机间的联轴器；
4）检查瓦间隙；
5）拆卸压缩机进、出气侧轴承；
6）拆卸压缩机机壳上、下部连接螺栓和定位销钉；
7）吊起上机壳；
8）吊出静叶承缸上部，吊出转子；
9）再将驱动缸下部和静叶环下部吊出分离；
10）检查转子径向圆跳动。转子径向圆跳动检查部位见图二。检测数据及标准［1］见表一。
图二转子径向圆跳动检查部位
表一：转子径向圆跳动
11）检查转子位置。通过调整轴承瓦背垫片，调整转子与壳体之间相对位置。检查部位见图三，检测数据见表二。
图三转子与壳体之间相对位置
表二：转子位置检查记录表
12）转子检查后，装上两侧轴承箱和支撑瓦，布好铅丝，吊入转子，用塞尺检查侧间隙。并比较上下半所得值。紧固上承缸螺栓，测量叶片叶顶间隙。吊出上承缸，转子，检测出各部间隙值。叶顶间隙检查见图四，检测数据见表三。动
叶顶间隙值范围为0.75-1.2mm ，静叶顶间隙值范围为0.65-1.3mm 。
图四 叶顶间隙检查示意图
表三：叶顶间隙
13）用吊装工具将驱动缸下部和静叶环下部连接好，将静叶承缸下部和驱动缸下部的组合体吊入下机壳。连好连接板，回装静叶承缸，紧固螺栓。回装伺服马达。检查静叶安装角度，见图五，检测数据见表四，位置应与伺服马达行程指示一致。检查合格后吊出上静叶承缸。
图五 静叶角度检测示意图
表四：静叶角度
14）检查入口管线无异物后，回转静叶承缸，上机壳。紧固压缩机机壳连接螺栓和定位销钉。
15）回装两侧上轴瓦，轴承箱盖。回装所有附属管线，配合仪表探头安装，调校。
16）安装各部联轴节螺栓并做好记录。
3.3 机械运转试车和负荷试车
由于我们采取现场组装和制造厂条件的限制，机械运转和负荷试车在现场进行。
轴流风机的动力由电动（发电）机及烟机提供。电动（发电）机功率为6300kW，能够满足轴流风机机械运转的功耗需求。由于电动机没有配备启动电动机和电气软启动设施，如果电机直接启动，启动时间会比较长，会对电网造成较大的冲击。我们通常是启动备用风机，备用风机的主风送入再生器后，利用烟气吹动烟机带动三机组转动。当装置投料开工正常后，将600℃以上的热烟气引入烟机；当再生器升温之前，只能将经过再生系统后的主风引入烟机。当三机组的转速超过额定转速的80%以上后，将三机组的主电机合闸，这样主电机启动时间短，减小对电网造成的冲击。
装置投料开工前进行机械运转试车。备用风机的主风经再生器后引入烟机，烟气温度虽然只有110℃左右，但入口压力可以达到0.15MPa。利用烟机做功实现三机组软启动，三机组的转速超过额定转速的80%以上后，将三机组的主电机合闸，三机组进入电动状态下的额定转速。在此转速和静叶在最小工作角度下连续运转4小时完成机械运转试车。
负荷试车是机械运转合格后，分档次(按静叶角度)负荷试车72小时。
机械运转和负荷试车最大轴位移0.25mm，小于0.4mm的标准要求；最大轴
振动32μ，小于47μ的标准要求。最高轴承温度82℃，小于90℃的标准要求；风量、风压也达到设计要求。
4. 轴流风机组改造效果
轴流风机额定风量由原1600m3/min成功改造到2050 m3/min；改造前，三机组夏季约耗电200千瓦时、冬季发电200千瓦时作用，现在三机组常年发电在500- 900千瓦时之间、最大在1000千瓦时以上；三机组自投用以来，机组振动、轴承温度均在标准之内，从未发生过机组本身故障导致停机；组装工作由在制造厂改为现场进行，减少施工费约30万元。
5. 结论
中国石化荆门分公司二催装置轴流风机扩能改造是成功的。达到了尽可能利旧、尽可能降低改造费用和尽可能节能的目的。
参考文献：
［1］西安陕鼓动力股份有限公司，《主风机安装、试运、维护，使用说明书》