[摘要]：針對某煉廠延遲焦化裝置富氣壓縮機振動超標故障問題，通過對壓縮機的振動特征頻譜進行分析，結合機組實際運行工況，制定了有針對性的檢修措施，解決了該機組振動超標的問題，為該類機組的故障診斷提供了借鑒。
[關鍵詞]：振動；頻譜分析；動不平衡
中圖分類號：TH455 文獻標志碼：B
文章編號：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K-2201為裝置特護機組，由凝氣式汽輪機驅動，其主要在生產流程中將分餾塔頂富氣壓縮后，輸送至吸收穩定部分，其運行正常與否直接關系到裝置的生產。壓縮機K-2201為水平剖分無擴壓式8級離心式壓縮機，型號2MCL458-9，生產廠家沈陽鼓風機有限公司，額定流量18000 Nm3/h，額定轉速9000 r/min，進口壓力0.093 MPa，出口壓力1.2 MPa，工藝介質富氣。
富氣壓縮機K-2201在2018年9月23日大檢修后第一次開機運行，機組軸系各部振動均在正常范圍內，各軸瓦振動值均不超過20μmm，檢修情況良好。
24日由于檢修人員對干氣密封流量計更換誤操作導致機組聯鎖停機，并在短時間內查明原因，隨即將機組再次投用。本次機組運行后既出現了各部軸瓦振動值增大的情況，其中高壓端支撐軸瓦振動值在機組轉速未達到工藝要求的情況下既超過報警值。本文通過對富氣壓縮機K-2201各部振動參數的采集，對相應的振動頻譜進行分析，并結合機組歷史振動趨勢進行比對，分析判斷故障原因，最終確定了立即停機檢查轉子的維修方案并將該問題消除，機組運行恢復正常。
2 故障表現
富氣壓縮機組K-2201聯鎖停機后，裝置迅速再次將機組投用，各軸瓦振動值較之前歷史數據明顯上升（表1），其中驅動端支撐軸瓦測點VI原A2503在轉速8600 r/min下的振動值高達72 μm，如機組繼續升速至工藝要求的額定轉速，將造成軸瓦振動值高聯鎖停機，機組具體故障表現如下：
（1）機組檢修后23日首次開機，各部軸瓦振動值均正常，其中汽輪機驅動端支撐瓦VIA2563振動值最大為20 μm壓縮機驅動端支撐軸瓦VI原A2503振動值為20μm，機組檢修情況良好。
（2）機組24日聯鎖停機后再次啟運，各部軸瓦振動值上升明顯，其中壓縮機驅動端振動值上升至67 μm，機組運行至25日該測點振動值上升至72 μm。
（3）機組運行現場無明顯異常聲音，無喘振跡象。
3 故障診斷分析及處理
根據結構與振動測點分布，如圖1，利用西安交通大學的RotVIEW9.0富氣壓縮機組K-2201的振動數據進行采集，采用Enpac2500數據采集器及E原monitor V3.7分析軟件。
具體采集的數據如表2所示。
根據表3中數據可以看出，機組24日再次運行出現振動超標，主要體現在壓縮機各支撐軸瓦的1倍頻振動參數中，其中尤其以驅動端支撐軸瓦VI原A2503表現突出，其1倍頻振動值為68.71 μm（報警值64 μm，聯鎖值89 μm），據此可分析機組K-2201振動的主要成分為1倍頻為主。同時該測點振動頻譜圖以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），應該為不平衡引起的基頻的主要表現形式，由此判斷機組K-2201振動超標主要原因為動不平衡[1-2]。
此外，壓縮機驅動端軸瓦的0.35X、0.45X倍頻振動量值較小，應該不存在氣封摩擦或者油膜振蕩等情況。同時機組在24聯鎖停機后，隨即在極段時間內既再次開啟，期間盤車及時，不存在轉子受熱彎曲等情況的出現，進一步排除機組存在明顯的動靜摩擦可能[3]。
根據上述分析判斷出機組振動超標的主要原因為動不平衡，結合該機組為剛剛完成大檢工作，且大修后的首次開機后運行非常平穩，無明顯的故障表現的實際情況，無法確定具體故障部件。
故制定了首先檢查聯軸器是否存在缺損等造成的動不平衡，再根據檢查結果確定是否最轉子進行檢查的檢修方案。
根據制定的檢修方案，首先對聯軸器部件進行了檢查，未發現故障誘因。進而對機組轉子了檢查，檢查發現機組低壓側葉輪入口堵塞一塊檢修用布。推斷該塊檢修用布應為檢修期間掉入壓縮機下缸內，機組檢修完成后的23日首次運行，但并未將該塊布吸起并附著在葉輪等轉子部件上。
而在24日機組聯鎖停機再次投運時，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，加劇了轉子的動不平衡程度，最終造成機組振動1倍頻峰值大，振動超標。同時該支撐軸瓦底部瓦塊存在輕微的磨損情況。后對該機組轉子進行了清理檢查后再次啟用，機組各部振動恢復正常。
4 經驗與教訓
此次富氣壓縮機組K-2201振動超標造成機組緊急停機搶修，最終在短時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組振動超標的主要原因：機組23日連鎖停機后再次啟運后轉子動平衡被破壞，但卻未能判斷出轉子動平衡的破壞是由于檢修過程把控不嚴造成的異物落入機組缸內所致[4]。
（2）機組停機處理不夠果斷，24日出現的振動超標問題后，延續至25日進行維修檢查，機組在振動偏大的情況下運行時間偏差，造成軸瓦輕微的磨損。但繼續運行有可能造成干氣密封、隔板氣封等部件的損壞，加劇機組的故障損壞程度。
（3） 鑒于上述2點原因，應提高機組大修過程中“過程控制”，作業前的現場各類用具的清點，檢修后的再次清點，檢修人員的著裝以及檢修外來人員的管控，都直接關系到機組的檢修質量，不遺漏任何可能導致機組檢修質量的因素。
5 結論
本文根據對富氣壓縮機組K-2201振動值的特征頻譜分析，判斷出機組振動的主要原因為動不平衡所致，也基本判斷出機組自身無明顯機械故障，但最終還是無法推斷出機組檢修過程中的失誤，造成的機組運行振動超標而被迫停機檢修，為離心式壓縮機組的類似故障診斷提供了一定的借鑒。
參考文獻：
[1] 沈慶根，鄭水英.設備故障診斷[M].北京：化學工業出版社，2007：42-45；63-67.
[2] 施俊俠，王大成，黃斌.離心壓縮機的振動故障分析[J].風機技術，2003，6：47-49.
[3] 黃志堅，高立新，廖一凡.機械設備振動故障監測與診斷[M].北京：化學工業出版社，2010：61-63.
[4] 侯建偉.離心壓縮機組振動故障機理、辨識和應對措施
[J].化工管理，2019，6：149.
作者簡介：李亮（1984-），男，碩士，工程師，2010年畢業于東北石油大學機械工程學院，現在中石油克拉瑪依石化公司煉油第五聯合車間從事設備管理工作。
