離心式壓縮機(jī)故障診斷
摘 要:介紹了離心式壓縮機(jī)振動過大故障的診斷過程,用實(shí)例說明了借助振動頻譜分析進(jìn)行壓縮機(jī)的故障診斷是非常有效的,對機(jī)組的維護(hù)和維修都具有指導(dǎo)意義。
關(guān)鍵詞:轉(zhuǎn)子 振動 監(jiān)測 頻譜 故障診斷
天津石化公司化工廠芳烴車間離心式壓縮機(jī)C501是生產(chǎn)中的關(guān)鍵設(shè)備之一,系日本日立公司產(chǎn)品,4級離心式回轉(zhuǎn)式驅(qū)動電機(jī)功率610kW,主機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速15300r/min,工作介質(zhì)是氫氣,氣流量38066m3(標(biāo)準(zhǔn))/h,出口壓力11.32×105Pa,氣體溫度200℃。該機(jī)配有美國本特利內(nèi)華達(dá)公司7200系列振動監(jiān)測系統(tǒng),測點(diǎn)有7個(gè),分布如圖1。測點(diǎn)A、B、C、D為壓縮機(jī)主軸瓦徑向位移傳感器。測點(diǎn)E、F分別為齒輪增速箱高速軸和低速軸軸瓦的徑向位移傳感器,測點(diǎn)G為壓縮機(jī)主軸軸向位移傳感器。7200系列儀表可隨時(shí)示出振動位移峰峰值,超過報(bào)警限時(shí)報(bào)警。
該機(jī)沒有備份,全年連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn),僅在大修期間可以停機(jī)檢修,生產(chǎn)過程中,一旦停機(jī)將影響全線生產(chǎn)。該機(jī)功率大,轉(zhuǎn)速高,介質(zhì)是氫氣,振動異常有可能造成極為嚴(yán)重的惡性事故,是公司重點(diǎn)監(jiān)測的設(shè)備之一。
圖1 C501壓縮機(jī)測點(diǎn)
1.故障現(xiàn)象
化工廠于2000年5月中旬開始停車大檢修,6月初經(jīng)檢測各項(xiàng)靜態(tài)指標(biāo)均達(dá)到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。6月10日下午啟動,投入催化劑再生工作,為全線開車做準(zhǔn)備。再生工作要連續(xù)運(yùn)行一星期左右,再生過程中,工作介質(zhì)是氮?dú)?,這使得壓縮機(jī)負(fù)荷大一些。壓縮機(jī)啟動后,各項(xiàng)動態(tài)參數(shù)如油量、壓力、溫度、油溫、電流等都在規(guī)定范圍內(nèi),機(jī)器正常工作,運(yùn)行到6月12日上午,出現(xiàn)振動報(bào)警,測點(diǎn)D振動值越過報(bào)警限,在60-80 μm之間波動,測點(diǎn)C振動值也偏大,在50-60μm之間波動。其他測點(diǎn)振動正常。測點(diǎn)的振動值超差,說明設(shè)備存在故障,但是什么故障不得而知。依照慣例,設(shè)備應(yīng)該停下來,解體檢查,但因此會使再生工作停下來。
2.故障診斷
為此,用示波器觀察了可測點(diǎn)的振動波形,特別是D點(diǎn)和C點(diǎn)的波形,其波形接近原來的形狀,曲線光滑,但振幅很大,沒有出現(xiàn)高頻振動成分。用磁帶記錄儀記錄下各測點(diǎn)的信號,對信號進(jìn)行頻譜分析,并與過去相應(yīng)測點(diǎn)頻譜信號進(jìn)行對比,發(fā)現(xiàn):(1)1倍頻的振幅明顯增大,測點(diǎn)D增大到原來的1.9倍,測點(diǎn)C增大到原來的1.7倍;(2)其他頻率的振幅沒有明顯的變化,特別是1/3倍頻,1/2倍頻的附近,振幅依然很小,這排除了干摩擦和油膜自激振蕩的可能性。
得出如下結(jié)論:(1)轉(zhuǎn)子出現(xiàn)了明顯的不平衡,可能是因轉(zhuǎn)子結(jié)垢所致。(2)振動雖然大,但屬于受迫振動,不是自激振動,并不十分可怕。(所擔(dān)心的是發(fā)生油膜自激振蕩和干摩擦)
由此做了以下處理:密切注意振動的狀態(tài),繼續(xù)運(yùn)行4-5天,直到再生工作完成,再做解體檢查。
3.解體檢修
6月18日催化劑再生工作完成后,解體檢查發(fā)現(xiàn)壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子及機(jī)殼流道上結(jié)垢十分嚴(yán)重,結(jié)垢最厚的達(dá)20mm左右,垢的主要成分是燒蝕下來的催化劑,第一級吸入口處約3/4的流道被堵,只剩下一條窄縫,與停機(jī)前的診斷結(jié)論吻合。清垢后安裝復(fù)原,6月25日壓縮機(jī)啟動投入正常生產(chǎn),至下一個(gè)檢修周期壓縮機(jī)工作一切正常。
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