[摘要]：針對(duì)某煉廠延遲焦化裝置富氣壓縮機(jī)振動(dòng)超標(biāo)故障問題，通過對(duì)壓縮機(jī)的振動(dòng)特征頻譜進(jìn)行分析，結(jié)合機(jī)組實(shí)際運(yùn)行工況，制定了有針對(duì)性的檢修措施，解決了該機(jī)組振動(dòng)超標(biāo)的問題，為該類機(jī)組的故障診斷提供了借鑒。
[關(guān)鍵詞]：振動(dòng)；頻譜分析；動(dòng)不平衡
中圖分類號(hào)：TH455 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B
文章編號(hào)：1006-2971（2020）05-0062-03
1 引言
某石化公司150萬t/a延遲焦化裝置富氣壓縮機(jī)K-2201為裝置特護(hù)機(jī)組，由凝氣式汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)，其主要在生產(chǎn)流程中將分餾塔頂富氣壓縮后，輸送至吸收穩(wěn)定部分，其運(yùn)行正常與否直接關(guān)系到裝置的生產(chǎn)。壓縮機(jī)K-2201為水平剖分無擴(kuò)壓式8級(jí)離心式壓縮機(jī)，型號(hào)2MCL458-9，生產(chǎn)廠家沈陽鼓風(fēng)機(jī)有限公司，額定流量18000 Nm3/h，額定轉(zhuǎn)速9000 r/min，進(jìn)口壓力0.093 MPa，出口壓力1.2 MPa，工藝介質(zhì)富氣。
富氣壓縮機(jī)K-2201在2018年9月23日大檢修后第一次開機(jī)運(yùn)行，機(jī)組軸系各部振動(dòng)均在正常范圍內(nèi)，各軸瓦振動(dòng)值均不超過20μmm，檢修情況良好。
24日由于檢修人員對(duì)干氣密封流量計(jì)更換誤操作導(dǎo)致機(jī)組聯(lián)鎖停機(jī)，并在短時(shí)間內(nèi)查明原因，隨即將機(jī)組再次投用。本次機(jī)組運(yùn)行后既出現(xiàn)了各部軸瓦振動(dòng)值增大的情況，其中高壓端支撐軸瓦振動(dòng)值在機(jī)組轉(zhuǎn)速未達(dá)到工藝要求的情況下既超過報(bào)警值。本文通過對(duì)富氣壓縮機(jī)K-2201各部振動(dòng)參數(shù)的采集，對(duì)相應(yīng)的振動(dòng)頻譜進(jìn)行分析，并結(jié)合機(jī)組歷史振動(dòng)趨勢(shì)進(jìn)行比對(duì)，分析判斷故障原因，最終確定了立即停機(jī)檢查轉(zhuǎn)子的維修方案并將該問題消除，機(jī)組運(yùn)行恢復(fù)正常。
2 故障表現(xiàn)
富氣壓縮機(jī)組K-2201聯(lián)鎖停機(jī)后，裝置迅速再次將機(jī)組投用，各軸瓦振動(dòng)值較之前歷史數(shù)據(jù)明顯上升（表1），其中驅(qū)動(dòng)端支撐軸瓦測(cè)點(diǎn)VI原A2503在轉(zhuǎn)速8600 r/min下的振動(dòng)值高達(dá)72 μm，如機(jī)組繼續(xù)升速至工藝要求的額定轉(zhuǎn)速，將造成軸瓦振動(dòng)值高聯(lián)鎖停機(jī)，機(jī)組具體故障表現(xiàn)如下：
（1）機(jī)組檢修后23日首次開機(jī)，各部軸瓦振動(dòng)值均正常，其中汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)端支撐瓦VIA2563振動(dòng)值最大為20 μm壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)端支撐軸瓦VI原A2503振動(dòng)值為20μm，機(jī)組檢修情況良好。
（2）機(jī)組24日聯(lián)鎖停機(jī)后再次啟運(yùn)，各部軸瓦振動(dòng)值上升明顯，其中壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)端振動(dòng)值上升至67 μm，機(jī)組運(yùn)行至25日該測(cè)點(diǎn)振動(dòng)值上升至72 μm。
（3）機(jī)組運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)無明顯異常聲音，無喘振跡象。
3 故障診斷分析及處理
根據(jù)結(jié)構(gòu)與振動(dòng)測(cè)點(diǎn)分布，如圖1，利用西安交通大學(xué)的RotVIEW9.0富氣壓縮機(jī)組K-2201的振動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，采用Enpac2500數(shù)據(jù)采集器及E原monitor V3.7分析軟件。
具體采集的數(shù)據(jù)如表2所示。
根據(jù)表3中數(shù)據(jù)可以看出，機(jī)組24日再次運(yùn)行出現(xiàn)振動(dòng)超標(biāo)，主要體現(xiàn)在壓縮機(jī)各支撐軸瓦的1倍頻振動(dòng)參數(shù)中，其中尤其以驅(qū)動(dòng)端支撐軸瓦VI原A2503表現(xiàn)突出，其1倍頻振動(dòng)值為68.71 μm（報(bào)警值64 μm，聯(lián)鎖值89 μm），據(jù)此可分析機(jī)組K-2201振動(dòng)的主要成分為1倍頻為主。同時(shí)該測(cè)點(diǎn)振動(dòng)頻譜圖以1倍頻峰值突出（圖3），并伴有較小的2X、3X、4X成分，其軸心軌跡圖呈近似圓狀（圖2），應(yīng)該為不平衡引起的基頻的主要表現(xiàn)形式，由此判斷機(jī)組K-2201振動(dòng)超標(biāo)主要原因?yàn)閯?dòng)不平衡[1-2]。
此外，壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)端軸瓦的0.35X、0.45X倍頻振動(dòng)量值較小，應(yīng)該不存在氣封摩擦或者油膜振蕩等情況。同時(shí)機(jī)組在24聯(lián)鎖停機(jī)后，隨即在極段時(shí)間內(nèi)既再次開啟，期間盤車及時(shí)，不存在轉(zhuǎn)子受熱彎曲等情況的出現(xiàn)，進(jìn)一步排除機(jī)組存在明顯的動(dòng)靜摩擦可能[3]。
根據(jù)上述分析判斷出機(jī)組振動(dòng)超標(biāo)的主要原因?yàn)閯?dòng)不平衡，結(jié)合該機(jī)組為剛剛完成大檢工作，且大修后的首次開機(jī)后運(yùn)行非常平穩(wěn)，無明顯的故障表現(xiàn)的實(shí)際情況，無法確定具體故障部件。
故制定了首先檢查聯(lián)軸器是否存在缺損等造成的動(dòng)不平衡，再根據(jù)檢查結(jié)果確定是否最轉(zhuǎn)子進(jìn)行檢查的檢修方案。
根據(jù)制定的檢修方案，首先對(duì)聯(lián)軸器部件進(jìn)行了檢查，未發(fā)現(xiàn)故障誘因。進(jìn)而對(duì)機(jī)組轉(zhuǎn)子了檢查，檢查發(fā)現(xiàn)機(jī)組低壓側(cè)葉輪入口堵塞一塊檢修用布。推斷該塊檢修用布應(yīng)為檢修期間掉入壓縮機(jī)下缸內(nèi)，機(jī)組檢修完成后的23日首次運(yùn)行，但并未將該塊布吸起并附著在葉輪等轉(zhuǎn)子部件上。
而在24日機(jī)組聯(lián)鎖停機(jī)再次投運(yùn)時(shí)，將該檢修用布吸起并附著在葉輪入口端，該檢修用布吸附了富氣中的濃縮油及焦粉，增加了自身重量，加劇了轉(zhuǎn)子的動(dòng)不平衡程度，最終造成機(jī)組振動(dòng)1倍頻峰值大，振動(dòng)超標(biāo)。同時(shí)該支撐軸瓦底部瓦塊存在輕微的磨損情況。后對(duì)該機(jī)組轉(zhuǎn)子進(jìn)行了清理檢查后再次啟用，機(jī)組各部振動(dòng)恢復(fù)正常。
4 經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn)
此次富氣壓縮機(jī)組K-2201振動(dòng)超標(biāo)造成機(jī)組緊急停機(jī)搶修，最終在短時(shí)間查明原因并將故障消除，但造成了裝置大修后開工延遲近3天。
（1） 本次故障診斷可以判斷出機(jī)組振動(dòng)超標(biāo)的主要原因：機(jī)組23日連鎖停機(jī)后再次啟運(yùn)后轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡被破壞，但卻未能判斷出轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡的破壞是由于檢修過程把控不嚴(yán)造成的異物落入機(jī)組缸內(nèi)所致[4]。
（2）機(jī)組停機(jī)處理不夠果斷，24日出現(xiàn)的振動(dòng)超標(biāo)問題后，延續(xù)至25日進(jìn)行維修檢查，機(jī)組在振動(dòng)偏大的情況下運(yùn)行時(shí)間偏差，造成軸瓦輕微的磨損。但繼續(xù)運(yùn)行有可能造成干氣密封、隔板氣封等部件的損壞，加劇機(jī)組的故障損壞程度。
（3） 鑒于上述2點(diǎn)原因，應(yīng)提高機(jī)組大修過程中“過程控制”，作業(yè)前的現(xiàn)場(chǎng)各類用具的清點(diǎn)，檢修后的再次清點(diǎn)，檢修人員的著裝以及檢修外來人員的管控，都直接關(guān)系到機(jī)組的檢修質(zhì)量，不遺漏任何可能導(dǎo)致機(jī)組檢修質(zhì)量的因素。
5 結(jié)論
本文根據(jù)對(duì)富氣壓縮機(jī)組K-2201振動(dòng)值的特征頻譜分析，判斷出機(jī)組振動(dòng)的主要原因?yàn)閯?dòng)不平衡所致，也基本判斷出機(jī)組自身無明顯機(jī)械故障，但最終還是無法推斷出機(jī)組檢修過程中的失誤，造成的機(jī)組運(yùn)行振動(dòng)超標(biāo)而被迫停機(jī)檢修，為離心式壓縮機(jī)組的類似故障診斷提供了一定的借鑒。
參考文獻(xiàn)：
[1] 沈慶根，鄭水英.設(shè)備故障診斷[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2007：42-45；63-67.
[2] 施俊俠，王大成，黃斌.離心壓縮機(jī)的振動(dòng)故障分析[J].風(fēng)機(jī)技術(shù)，2003，6：47-49.
[3] 黃志堅(jiān)，高立新，廖一凡.機(jī)械設(shè)備振動(dòng)故障監(jiān)測(cè)與診斷[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2010：61-63.
[4] 侯建偉.離心壓縮機(jī)組振動(dòng)故障機(jī)理、辨識(shí)和應(yīng)對(duì)措施
[J].化工管理，2019，6：149.
作者簡(jiǎn)介：李亮（1984-），男，碩士，工程師，2010年畢業(yè)于東北石油大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，現(xiàn)在中石油克拉瑪依石化公司煉油第五聯(lián)合車間從事設(shè)備管理工作。
