压缩机运行过程中的震动状况分析与解决

　　1机组基本情况裂解气压缩机是乙烯装置关键设备，压缩机由日立公司生产制造，采用19级叶轮5段压缩，并由低、中和高3个压缩缸体组成， 3个缸的型号分别为2M CL606、2M CL607和MCL526.驱动机为西门子公司制造，型号为EHNK32 37.机组基本参数如下：机组额定功率： 10750 kW额定转速： 5950 r/m in低压缸转子一阶临界转速2100 r/m in，重量2100 kg；中压缸转子一阶临界转速3450 r/m in，重量1300 kg；高压缸转子一阶临界转速4250 r/m in，重量588 kg.

　　段入口压力： 22 kPa段入口温度： 40段出口压力： 3 66 M Pa段出口温度： 85 2007年2月26日7： 11由于压缩机入口油气分离器液位控制高报而停机联锁。联锁停机后，机组在低转速（ 2000 r/m in左右）运行一段时间后降为零，联锁解除后机组再重新启动时，压缩机轴承各测点振动值不同程度增大，在升到2000 r/m in时，振动值急剧上升而再次停机联锁，因此必须对机组进行运行状况分析，确定故障原因和处理方法。

　　2分析过程2 1总貌图及测点布置

　　2 2原因分析低压缸4个测点停机监测的波德图。通过游标搜索，机组在1600 2300 r/m in转速下滞留时间较长，已经产生较大的振动，相位也发生相应的变化。同样的其他几个缸的波德图也是类似的情况，在此略去。主要是工频成分，且幅值异常大，波形的峰和谷有削波情况，压缩机高压缸也存在此情况，表明机组转子与气封有接触摩擦的情况。

　　2倍频幅值异常大，而2倍频正好是高压缸的临界转速。低压缸前端轴承的提纯轴心轨迹图，出现了反进动，进一步表明机组转子存在强大的振动而发生了碰摩现象。

　　由上述图谱分析可知，机组在2000 r/m in左右运行的过程中，由于该转速正好在压缩机低压缸一阶临界转速附近，导致低压缸发生了剧烈的振动。同时该转速也是高压缸的半临界转速，亦即其二倍频是高压缸的临界转速，因此转子系统的2倍谐波引起了高压缸的共振，导致高压缸转子振动剧烈。而中压缸正好位于高、低压缸之间，故也发生了很大的强迫振动。强大振动引起缸体内部发生动静碰摩、轴瓦磨损。上述过程从S8000振动监测系统各项目中均得到证实，同时在几个轴心轨迹图中，能看到转子发生碰摩时的巨大摩擦力导致转子进动方向发生改变。在汽轮机启动维持在机组转速1500 r/ m in左右运行过程中，从S8000系统中看除汽轮机轴瓦振值较小外，机组各测点振值明显偏大，其中V2006Y*大达29 m.用离线监测仪测量压缩机低压缸和高压缸轴承座，高压缸非联轴器侧水平0 739 mm /s，低压缸非驱动侧水平达5 598 mm /s，振值主要是工频。从汽轮机止推侧轴承回油采样进行铁谱分析，直读数据大磨粒和谱片观测均出现异常情况。表明机组轴瓦出现磨损。根据上述开车振动情况分析进一步得出，压缩机低压缸转子可能存在严重不平衡，从而引起振动值超标，高压缸存在轴瓦磨损从而支撑刚度降低造成转子不平衡能量释放，根据上述分析决定对机组进行解体检修。

　　3解体情况2月27日晚上，将压缩机3个缸先后打开，我们看到高压缸非联轴器侧轴瓦顶间隙达0 47 mm，超差0 35 mm，低压缸驱动侧轴瓦顶间隙超标0 05 mm，机组其它轴瓦间隙均在标准范围内。压缩机各气封和油封均有不同的磨损，低压缸段入口侧（平衡毂）转子轴封处有较重的局部磨损，深度约有0 5 mm.

　　4各转子动平衡校验情况2月28日晚上，在北京电动设备总厂作中压缸转子动平衡试验，测得转子止推侧叶轮不平衡重13 9 g，非止推侧叶轮不平衡重9 59 g，两个面不平衡重在同相位，表明轴受力产生了一定的弯曲。对转子各处用百分表检测跳动，数值均在0 02 mm以内。综合转子动平衡一级标准（非止推侧叶轮面允许不平衡重2 95 g，止推侧叶轮侧2 6 g）和转子各处跳动值分析认为轴变形较小，可以用平衡去重方法修复转子，达到使用的要求。动平衡做完后止推侧叶轮残余不平衡重为0 501 g，非止推侧叶轮残余不平衡重1 41 g.达到了制造厂家要求的标准（比一级标准高）。

　　对压缩机高压缸转子作低速动平衡试验，联轴器侧叶轮21 g，非连轴器侧叶轮30 g，两侧不平衡重相位相同。对转子各部位测量跳动，转子中间轴封处轴套跳动值在0 04 mm.分析上述数据认为高压缸轴产生了弯曲，弯曲轴质量中心与转子回转中心相差约20 m（转子重588 25 kg）。将转子垂直吊起，采用加热叶轮和轴套，消除轴套施加给轴的弹性变形进行调轴，然后采用超速运行转子继续消除轴的弹性变形应力。加热温度控制在150.加热完转子温度恢复常温后，在低速动平衡试验，两侧不平衡重分别为18 7 g （相位58 ）和2 19 g（相位258），表明消除了部分转子弹性变形内应力。高速动平衡结果（ 6560 r/m in）：联轴器侧振动0 69 mm /s，非联轴器侧0 32 mm /s.

　　压缩机低压缸转子做低速动平衡试验，测得非止推侧（二段入口）叶轮不平衡重190 g，止推侧叶轮不平衡重23 g，两侧不平衡重同相位。检测转子各部位跳动值并和转子制造厂测量值比较，变化不大。根据上述分析我们认为低压缸轴弯曲变形不大，产生不平衡的主要原因为二段入口侧平衡毂和叶轮的局部磨损（故障前该侧振动值较大，主要是一倍频）。经研究决定对转子作高速动平衡修复，修复结果：在5950 r/m in平衡转速下，止推侧振动速度为0 507 mm /s，非止推侧为1 01 mm /s.

　　5检修后试车情况

　　上表是机组检修前后各轴承振动值的比较情况，汽轮机前径向瓦（ 2051y）和压缩机（ 2004y）振动略增加外，其余测点振值均有不同的下降或持平。通过大型机组在线状态监测系统S8000的应用，判断出GB201裂解气压缩机机组故障的原因和发生部位，对机组故障的处理起到了指导作用，将故障的危害性降到*低程度，减少了维修的时间。