影响乙烯压缩机发生故障的原因

　　某乙烯厂乙烯压缩机工作转速6400r/min，临界转速3700r/min，由汽轮机拖动，机组结构及测点如图1所示。此压缩机运行到检修期，检修后重新启机，当转速接近工作转速时，由于出口压力过高连锁停机。排除仪表，压缩机性能的原因后，确定是气管路造成的。为了排查管路故障进行了数十次启停机操作，*后通过改造管路解决了压力过高连锁停机的问题。压缩机在工况下运行2h后，由于管路冷却器故障导致再次停机，冷却器修复后再次开机，过临界时压缩机低压缸后轴承侧（测点11，12）振动幅值陡增至90μm以上连锁停机。压缩机检修后在排除管路故障时，初始时期过临界振动幅值15μm以下，后突增至60μm，但过临界后振动幅值降至24μm，对压缩机的正常运转无影响，为了尽早投入生产，未采取任何措施，直至过临界连锁停机，不能再启机。

　　二，故障分析

　　是压缩机初期某次启停机的Bode图，是过临界幅值增加到60μm后某次启停机的Bode，对比两图可看出，振动幅值发生了明显变化，停机曲线基本与启机曲线重合。

　低压缸振动幅值达到临界转速时的轴心轨迹和频谱图，后轴承测点11，12合成轴心轨迹接近椭圆，具有很好的重复性，频率以一倍频为主，幅值约40μm，且自始至终频率都以一倍频为主，幅值随转速增加而增大。

　　增大600r/min是不可能的，这说明转子发生了弯曲，从而使得停机振动幅值高出启机很多，Bode图停机与启停机曲线不重合。由压缩机*后一次启停机的Bod可看出，随着转速增加，振动幅值也随之增加，直至再次连锁停机，这也是转子不平衡的一个突出表现。

　　由弹性支撑的转子不平衡响应曲线可看出，转子在过临界时，阻尼越小，幅值越大；如果没有阻尼，幅值无穷大。可见过临界的瞬时对转子的影响很大，短时期内频繁过临界，转子不断处于弯曲，伸直状态，使转子产生塑性变形，发生弯曲。

　　压缩机排除管路故障达到工作转速后，连续运转的启停机Bode图，可看出停机时转子的临界转速比启机时增大了约600r/min，隔离裕度变宽，停机时的振动幅值明显增加，此外轴心轨迹为椭圆，频率主要以一倍频为主。

　　上述现象表明，低压缸转子的刚度发生了变化。由于此压缩机工况时乙烯气体的温度为-120℃，使转子温度发生较大变化。转子温度下降会使转子刚度增加，临界转速也会有少许增加，但临界转速增大600r/min是不可能的，这说明转子发生了弯曲，从而使得停机振动幅值高出启机很多，Bode图停机与启停机曲线不重合。由压缩机*后一次启停机的Bode可看出，随着转速增加，振动幅值也随之增加，直至再次连锁停机，这也是转子不平衡的一个突出表现。

　　三，处理措施

　　鉴于以上分析，决定对压缩机进行拆机检查，转子返厂打表，打表位置，发现a5，a6，a9在180°位置，a10，a4在90°位置有50～60μm的径向跳动，转子弯曲并不严重，通过高速平衡校正，重新安装后，振动幅值低于20μm，运行良好。

　　四，总结

　　压缩机频繁启停机是引起转子弯曲故障的主要原因，频繁过临界，转子温度大幅度变化*终使转子弯曲。目前关于离心压缩机的标准未对连续启停机的时间间隔加以规定，因此压缩机制造厂商或相关部门有必要对连续启停机制定相关规范，以确保压缩机安全顺利运行。