5C II 250MX3離心壓縮機的振動(dòng)報警分析

5C II 250MX3離心壓縮機的振動(dòng)報警分析

摘 要 通過(guò)5C II 250MX3壓縮機一起軸振動(dòng)過(guò)大的現象及其處理過(guò)程，簡(jiǎn)要說(shuō)明了該類(lèi)離心壓縮機在生產(chǎn)運行過(guò)程中容易產(chǎn)生的問(wèn)題，并提出了幾點(diǎn)預防建議。
關(guān)鍵詞 振動(dòng) 積炭 離心力 動(dòng)平衡 間隙

1．機組簡(jiǎn)介
5C II 250MX3離心壓縮機為美國英格索蘭公司制造，采用三級壓縮，三根單軸單葉輪形式的轉子呈正三角形分布在增速機的主動(dòng)齒輪圓周面上，三級葉輪經(jīng)增速后的轉速可達到29000r/min，電機功率為3310kW，排量為38000m3/h，進(jìn)氣壓力0.099MPa，出口壓力為0.64 MPa，入口空氣過(guò)濾器為國產(chǎn)自潔式過(guò)濾器。
2．故障現象
該機組自投入運行以來(lái)，運行較為穩定。從2005年7月24日再次開(kāi)車(chē)后，二級振動(dòng)有所增大，最大值達到0.028mm(1.1 mils )。到2005年9月14日，該壓縮機二級振動(dòng)多次達到或超過(guò)報警值0.029mm(1.15mils)。之后對油冷卻器進(jìn)行清洗回裝與更換過(guò)濾器濾筒后正常啟機，故障依舊。9月17日拆出二級轉子后發(fā)現葉輪與擴壓器積炭非常嚴重、浮環(huán)密封已經(jīng)產(chǎn)生磨損，經(jīng)測量密封與軸的間隙值達到17μm，已經(jīng)嚴重超過(guò)允許間隙值。徑向軸承與推力軸承沒(méi)有磨損。轉子送到廠(chǎng)家進(jìn)行動(dòng)平衡校核后，發(fā)現不平衡量較大，在經(jīng)過(guò)廠(chǎng)家校驗后于9月29日回裝后第二次試車(chē)，在啟動(dòng)15s之內的過(guò)程中，一、二、三級振值均超過(guò)0.025(lmils)，15s過(guò)后，三級振值超過(guò)聯(lián)鎖值(1.15mils )而聯(lián)鎖停機。
因壓縮機還沒(méi)有正常運轉就聯(lián)鎖停機，無(wú)法確定機器的運轉狀況，決定再次試機，同時(shí)將二級聯(lián)鎖停機值調至0.041(1.6mils) (原1.30mils)，三級聯(lián)鎖停機值調至0.047mm(1.85mils) (原1.15mils)后第二次開(kāi)車(chē)，空載(進(jìn)口閥開(kāi)度15%,放空閥開(kāi)度100%)啟動(dòng)正常后，其一、二、三級振值分別為0.019mm (0.75mils) , 0.031 mm (1.2mils) , 0.043mm (1.7mils)左右，然后將進(jìn)口閥開(kāi)度由15％開(kāi)打至20%，觀(guān)察一、二、三級的振動(dòng)情況，三級振動(dòng)繼續增大。當進(jìn)口閥開(kāi)大至30％時(shí)，三級超過(guò)0.047mm(1.85mils)聯(lián)鎖停機。
3．檢修情況
(1)二級轉子清理積炭并做動(dòng)平衡（英格索蘭），清理擴壓器積炭；
(2)更換二級氣封；
(3)調整二級葉輪與擴壓器間隙[二級標準值為1.143mm(0.045lin)]，二級由檢修前的1.041mm(0.041in)調至檢修后的1.219mm(0.048in)；
(4)聯(lián)軸器對中找正，圓周、端面的偏差均在0.025mm內，符合設備技術(shù)要求。
4．故障原因分析
首先，因為這三次操作都是在正常情況下啟動(dòng)壓縮機，尤其是第二次啟動(dòng)后沒(méi)有進(jìn)行提負荷，機組即發(fā)生連鎖停車(chē)，因此可以判斷不是由后續工藝及操作所帶來(lái)的影響。其次，二級轉子不平衡主要是由于葉輪積炭嚴重，并且分布不均勻，在葉輪高速運轉時(shí)，會(huì )產(chǎn)生非常大的離心力，導致振動(dòng)加大，而在此過(guò)程中，由于振動(dòng)的原因會(huì )造成積炭的局部脫落，也有使葉輪的不平衡量加大的可能，而與此同時(shí)由于振動(dòng)的加大會(huì )造成軸運行過(guò)程中的彎曲變形，與密封產(chǎn)生摩擦造成浮環(huán)密封的磨損。但經(jīng)過(guò)葉輪的動(dòng)平衡后，應該不會(huì )再發(fā)生此種現象。經(jīng)過(guò)認真分析檢修過(guò)程及重新校核安裝數據（完全符合廠(chǎng)家技術(shù)要求，并經(jīng)服務(wù)工程師確認）后，分析認為二級轉子動(dòng)平衡仍然是懷疑重點(diǎn)。而后由廠(chǎng)家證實(shí)由于動(dòng)平衡機的問(wèn)題導致本次不平衡量的修正不正確，需重新校核。第三、三級葉輪振動(dòng)高，有可能與三級葉輪與擴壓器的間隙過(guò)小，在二級葉輪振動(dòng)大的影響下造成葉輪與擴壓器碰撞而產(chǎn)生劇烈振動(dòng)。經(jīng)測量三級葉輪與擴壓器的間隙值只有0.203mm (0.008in)[標準值為0.889mm (0.035in )]，相差較大，由此判斷振動(dòng)的增大與此有關(guān)。
隨后對壓縮機再次進(jìn)行解體檢查，發(fā)現三級葉輪積炭也較多，但葉輪與擴壓器沒(méi)有明顯的摩擦痕跡，因此不再做動(dòng)平衡處理，清理后回裝并將間隙值調至標準值0.889mm(0.035in)；對二級葉輪重新做動(dòng)平衡并同時(shí)對一、二級的葉輪間隙進(jìn)行了調整，一級調整到1.676mm (0.066in )，標準值為1.524mm (0.06in)，二級調整到1.219mm (0.048in )，標準值為1.143mm (0.045in )。
再次啟動(dòng)壓縮機至正常工作狀態(tài)后，一級振動(dòng)為0.020mm(0.78mils)，二級為0.013mm (0.53mils)，三級為0.015mm(0.59mils )，狀態(tài)良好。
5．小結
此次壓縮機振動(dòng)高的原因主要是由于葉輪轉子的不平衡，及葉輪和擴壓器之間的間隙過(guò)小所致，而造成葉輪不平衡的原因主要是因為葉輪表面積炭的影響。而此類(lèi)離心壓縮機的積炭要想完全避免又是不太可能，因此葉輪上的積炭勢必會(huì )影響到轉子的平衡狀況?？稍谌粘５倪\行中注意下面幾點(diǎn)：(1)選用質(zhì)量較好、精度較高的入口過(guò)濾器。如果在用的空氣過(guò)濾器精度較低，可以在過(guò)濾器外面加中效無(wú)紡布進(jìn)行預過(guò)濾；(2)在有條件停機時(shí)檢測一下各級葉輪與擴壓器之間的間隙值（英格索蘭公司產(chǎn)品垂直剖分結構的特點(diǎn)使之很容易就可作到）；(3)注意觀(guān)察分析在線(xiàn)狀態(tài)監測的數據變化，分析葉輪的平衡情況，避免設備振動(dòng)過(guò)大造成嚴重損失。