【摘要】：煙氣輪機(jī)是石化企業(yè)催化裝置回收再生煙氣能量的重要設(shè)施,其運(yùn)行正常與否對催化裝置的安全和效益有著十分重要的影響,本論文對催化裝置煙氣輪機(jī)葉片斷裂失效的原因進(jìn)行分析,并提出改進(jìn)措施,防止斷裂事故重復(fù)發(fā)生,對保障裝置的安穩(wěn)長滿優(yōu)運(yùn)行具有十分重要意義。高橋石化公司3#催化裝置煙氣輪機(jī)于1998年7月投用,2013年4月煙機(jī)的主風(fēng)機(jī)組突然停機(jī),機(jī)組解體檢查發(fā)現(xiàn)煙機(jī)的一片動(dòng)葉斷裂,導(dǎo)致煙機(jī)由于嚴(yán)重動(dòng)不平衡而振動(dòng)超標(biāo)聯(lián)鎖停機(jī)。本文選取斷裂葉片進(jìn)行宏觀檢查、理化檢驗(yàn)、力學(xué)性能測試、斷口分析、腐蝕產(chǎn)物分析等,并對動(dòng)葉片進(jìn)行應(yīng)力計(jì)算及疲勞壽命分析,從而得出葉片斷裂的原因。從改善煙機(jī)運(yùn)行環(huán)境和提高葉片自身性能方面提出了相應(yīng)的改進(jìn)措施,在實(shí)際應(yīng)用中取得了良好使用效果。主要得到結(jié)論如下：煙機(jī)葉片斷裂模式屬于疲勞斷裂,葉片高應(yīng)力區(qū)表面的凹坑正是疲勞裂紋萌生的起源。高溫硫腐蝕和催化劑顆粒的沖蝕共同造成了點(diǎn)蝕坑應(yīng)力集中源的出現(xiàn),加上長期高溫運(yùn)行引起的晶界弱化對葉片斷裂起了促進(jìn)作用。斷裂的國產(chǎn)葉片與進(jìn)口葉片相比,硬度較低、材料化學(xué)成分控制相對不嚴(yán)格、高溫力學(xué)性能較差,所有這些因素使國產(chǎn)葉片更容易發(fā)生斷裂事故。再生器內(nèi)催化劑燒焦產(chǎn)生的SOx有時(shí)濃度較高,對煙機(jī)葉片的GH864合金造成了低溫?zé)岣g；高溫?zé)煔庵写笥?μ m催化劑微粒產(chǎn)生的沖蝕作用,這是煙機(jī)葉片產(chǎn)生疲勞裂紋源的的外在因素。在防止動(dòng)葉片突然斷裂的改進(jìn)措施研究中,通過設(shè)置預(yù)提升段和采用新型高效霧化噴嘴等措施以降低生焦率；改進(jìn)蠟油加氫裝置精制效果以提高催化原料脫硫脫氮率,最終降低煙氣中SOx含量。在運(yùn)行管理上控制原料雜質(zhì)含量,加強(qiáng)催化劑使用管理等措施減輕催化劑顆粒的沖蝕。最后采用噴涂Cr3C2/NiCr金屬陶瓷的方法來構(gòu)筑葉片防護(hù)的最后一道屏障。改進(jìn)措施應(yīng)用后的實(shí)際效果表明,煙機(jī)葉片斷裂產(chǎn)生的原因分析是正確的,采取的改進(jìn)措施是有效的,取得了預(yù)期的效果。
[Abstract]:Flue gas turbine is an important facility for recovering regenerated flue gas energy from catalytic units in petrochemical enterprises, and its normal operation has a very important effect on the safety and efficiency of the catalytic units. In this paper, the causes of fracture failure of flue gas turbine blades in catalytic unit are analyzed, and the improvement measures are put forward to prevent the recurrence of fracture accidents, which is of great significance to ensure the stable and stable operation of the equipment. The flue gas turbine of Gaoqiao Petrochemical Co., Ltd. was put into use in July 1998. In April 2013, the main wind turbine of the cigarette machine stopped suddenly, and the unit disintegrated and checked that a moving blade of the cigarette machine was broken. Lead to the smoke machine due to serious dynamic imbalance and vibration over the standard interlocking stop. In this paper, the fracture blade is selected for macroscopic inspection, physical and chemical examination, mechanical property test, fracture analysis, corrosion product analysis, and the stress calculation and fatigue life analysis of the moving blade are carried out to obtain the cause of the blade fracture. From the aspects of improving the running environment of the tobacco machine and improving the performance of the blade, the corresponding improvement measures are put forward, and good results are obtained in the practical application. The main conclusions are as follows: the fracture mode of tobacco blade belongs to fatigue fracture and the crater on the surface of the blade in high stress zone is the origin of fatigue crack initiation. The high temperature sulfur corrosion and the erosion of catalyst particles caused the occurrence of stress concentration source in the pitting pit, and the grain boundary weakening caused by the long-term high temperature operation promoted the blade fracture. Compared with the imported leaves, the broken domestic leaves have lower hardness, less strict control of the chemical composition of the materials, and poor mechanical properties at high temperature. All these factors make the domestic leaves more prone to fracture accidents. The concentration of SOx produced by catalyst burning in regenerator is sometimes high, which results in low temperature hot corrosion of GH864 alloy of tobacco blade, erosion effect of catalyst particles larger than 5 渭 m in high temperature flue gas. This is the external factor of fatigue crack source of tobacco blade. In the study of improving measures to prevent sudden breakage of moving blade, by setting pre-lifting section and adopting new high-efficiency atomizing nozzle to reduce coking rate, improving the refining effect of waxy oil hydrotreating unit to increase desulfurization and denitrification rate of catalytic feedstock, Finally, the content of SOx in flue gas was reduced. In operation management, the impurity content of raw material is controlled, and the operation management of catalyst is strengthened to reduce the erosion of catalyst particles. Finally, the last barrier of blade protection was constructed by spraying Cr3C2/NiCr cermet. The actual effect of the application of the improved measures shows that the analysis of the causes of the blade breakage is correct and the improvement measures taken are effective and the expected results have been obtained.
【學(xué)位授予單位】：華東理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TE96

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本文編號：2219296