5C II 250MX3離心壓縮機的振動報警分析

5C II 250MX3離心壓縮機的振動報警分析

摘 要 通過5C II 250MX3壓縮機一起軸振動過大的現(xiàn)象及其處理過程，簡要說明了該類離心壓縮機在生產(chǎn)運行過程中容易產(chǎn)生的問題，并提出了幾點預(yù)防建議。
關(guān)鍵詞 振動 積炭 離心力 動平衡 間隙

1．機組簡介
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(zhuǎn)子呈正三角形分布在增速機的主動齒輪圓周面上，三級葉輪經(jīng)增速后的轉(zhuǎn)速可達到29000r/min，電機功率為3310kW，排量為38000m3/h，進氣壓力0.099MPa，出口壓力為0.64 MPa，入口空氣過濾器為國產(chǎn)自潔式過濾器。
2．故障現(xiàn)象
該機組自投入運行以來，運行較為穩(wěn)定。從2005年7月24日再次開車后，二級振動有所增大，最大值達到0.028mm(1.1 mils )。到2005年9月14日，該壓縮機二級振動多次達到或超過報警值0.029mm(1.15mils)。之后對油冷卻器進行清洗回裝與更換過濾器濾筒后正常啟機，故障依舊。9月17日拆出二級轉(zhuǎn)子后發(fā)現(xiàn)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)嚴重超過允許間隙值。徑向軸承與推力軸承沒有磨損。轉(zhuǎn)子送到廠家進行動平衡校核后，發(fā)現(xiàn)不平衡量較大，在經(jīng)過廠家校驗后于9月29日回裝后第二次試車，在啟動15s之內(nèi)的過程中，一、二、三級振值均超過0.025(lmils)，15s過后，三級振值超過聯(lián)鎖值(1.15mils )而聯(lián)鎖停機。
因壓縮機還沒有正常運轉(zhuǎn)就聯(lián)鎖停機，無法確定機器的運轉(zhuǎn)狀況，決定再次試機，同時將二級聯(lián)鎖停機值調(diào)至0.041(1.6mils) (原1.30mils)，三級聯(lián)鎖停機值調(diào)至0.047mm(1.85mils) (原1.15mils)后第二次開車，空載(進口閥開度15%,放空閥開度100%)啟動正常后，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，然后將進口閥開度由15％開打至20%，觀察一、二、三級的振動情況，三級振動繼續(xù)增大。當進口閥開大至30％時，三級超過0.047mm(1.85mils)聯(lián)鎖停機。
3．檢修情況
(1)二級轉(zhuǎn)子清理積炭并做動平衡（英格索蘭），清理擴壓器積炭；
(2)更換二級氣封；
(3)調(diào)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(diào)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(nèi)，符合設(shè)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壓縮機，尤其是第二次啟動后沒有進行提負荷，機組即發(fā)生連鎖停車，因此可以判斷不是由后續(xù)工藝及操作所帶來的影響。其次，二級轉(zhuǎn)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(zhuǎn)時，會產(chǎn)生非常大的離心力，導(dǎo)致振動加大，而在此過程中，由于振動的原因會造成積炭的局部脫落，也有使葉輪的不平衡量加大的可能，而與此同時由于振動的加大會造成軸運行過程中的彎曲變形，與密封產(chǎn)生摩擦造成浮環(huán)密封的磨損。但經(jīng)過葉輪的動平衡后，應(yīng)該不會再發(fā)生此種現(xiàn)象。經(jīng)過認真分析檢修過程及重新校核安裝數(shù)據(jù)（完全符合廠家技術(shù)要求，并經(jīng)服務(wù)工程師確認）后，分析認為二級轉(zhuǎn)子動平衡仍然是懷疑重點。而后由廠家證實由于動平衡機的問題導(dǎo)致本次不平衡量的修正不正確，需重新校核。第三、三級葉輪振動高，有可能與三級葉輪與擴壓器的間隙過小，在二級葉輪振動大的影響下造成葉輪與擴壓器碰撞而產(chǎn)生劇烈振動。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，由此判斷振動的增大與此有關(guān)。
隨后對壓縮機再次進行解體檢查，發(fā)現(xiàn)三級葉輪積炭也較多，但葉輪與擴壓器沒有明顯的摩擦痕跡，因此不再做動平衡處理，清理后回裝并將間隙值調(diào)至標準值0.889mm(0.035in)；對二級葉輪重新做動平衡并同時對一、二級的葉輪間隙進行了調(diào)整，一級調(diào)整到1.676mm (0.066in )，標準值為1.524mm (0.06in)，二級調(diào)整到1.219mm (0.048in )，標準值為1.143mm (0.045in )。
再次啟動壓縮機至正常工作狀態(tài)后，一級振動為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(jié)
此次壓縮機振動高的原因主要是由于葉輪轉(zhuǎn)子的不平衡，及葉輪和擴壓器之間的間隙過小所致，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影響到轉(zhuǎn)子的平衡狀況。可在日常的運行中注意下面幾點：(1)選用質(zhì)量較好、精度較高的入口過濾器。如果在用的空氣過濾器精度較低，可以在過濾器外面加中效無紡布進行預(yù)過濾；(2)在有條件停機時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(jié)構(gòu)的特點使之很容易就可作到）；(3)注意觀察分析在線狀態(tài)監(jiān)測的數(shù)據(jù)變化，分析葉輪的平衡情況，避免設(shè)備振動過大造成嚴重損失。