吳小云，劉 健

(連云港堿業(yè)有限公司，江蘇連云港 222042)

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2MCL705離心壓縮機常見故障與在線監(jiān)測診斷實例

吳小云，劉 健

(連云港堿業(yè)有限公司，江蘇連云港 222042)

2MCL705離心壓縮機經(jīng)常出現(xiàn)一些諸如油膜渦動、轉(zhuǎn)子不對中、旋轉(zhuǎn)分離、葉輪結(jié)垢、動靜部件摩擦、轉(zhuǎn)子不平衡等常見故障，而故障的來源比較復(fù)雜，有機組運行環(huán)境的惡化，也有機器設(shè)備自身問題，還有檢維修存在的不足等，傳統(tǒng)經(jīng)驗判斷很難直接給出準(zhǔn)確的結(jié)論。通過在線監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)可以及時、準(zhǔn)確地對壓縮機組潛在的隱患與故障進行診斷和分析，并與傳統(tǒng)經(jīng)驗相結(jié)合，可以更好地處理壓縮機存在的諸多問題。

離心壓縮機；故障；在線監(jiān)測；實例

1 機組概述

連云港堿業(yè)有限公司的2MCL705離心壓縮機由沈陽鼓風(fēng)機廠制造，系汽輪機驅(qū)動的離心式壓縮機，壓縮機與汽輪機之間由齒式聯(lián)軸器聯(lián)接。機組設(shè)有獨立的油系統(tǒng)、集中控制調(diào)節(jié)系統(tǒng)和聯(lián)鎖安保系統(tǒng)，以及壓縮機防喘振系統(tǒng)，氣體冷卻和氣水分離裝置及其相應(yīng)的儀表、電氣系統(tǒng)。壓縮機為單缸、二段壓縮的離心式壓縮機。缸體為水平剖分結(jié)構(gòu)，主要有定子(缸體、隔板、密封)和轉(zhuǎn)子(軸、葉輪、隔套、平衡盤、半聯(lián)軸器等)所組成，轉(zhuǎn)子為五級葉輪，徑向軸承為橢圓式滑動軸承，止推軸承為米契爾軸承，密封為迷宮密封。

2MCL705離心壓縮機主要作用是通過NG32/25/0汽輪機作為傳動設(shè)備帶動MCL系列壓縮機對CO2氣體進行壓縮，來自煅燒的爐氣和來自石灰的窯氣，通過壓縮機加壓后，作下段氣、清洗氣和中段氣送至碳化崗位。為解決窯氣壓縮機因受窯氣含塵的影響而經(jīng)常出現(xiàn)壓縮機排氣量減少、機組超速運行的現(xiàn)象，經(jīng)常對窯氣壓縮機進行不停車沖洗操作，這也是造成我公司壓縮機定子部件(主要是內(nèi)缸、隔板、氣封)腐蝕、轉(zhuǎn)子葉輪結(jié)垢、葉輪出現(xiàn)裂紋的主要因素。

2 機組常見故障及主要原因

壓縮機振動大：①軸振幅增加；②轉(zhuǎn)子結(jié)垢；③軸承損壞；④葉輪故障；⑤轉(zhuǎn)子變曲、變形。

軸位移大：①儀表故障；②推力瓦故障；③串軸。

壓縮機喘振：①來氣量少；⑦來氣溫度高；③葉輪結(jié)垢嚴(yán)重；④出氣壓力大；⑤轉(zhuǎn)速突降。

我公司2MCL705離心壓縮機的故障主要有油膜渦動、轉(zhuǎn)子不對中、旋轉(zhuǎn)分離、動靜部件摩擦、部件松動、轉(zhuǎn)子結(jié)垢、聯(lián)軸器疲勞、轉(zhuǎn)子不平衡等。如何對潛在故障進行預(yù)知預(yù)判，以及對發(fā)現(xiàn)的問題進行準(zhǔn)確的診斷，是提高大機組管理水平的關(guān)鍵，也是大機組長周期穩(wěn)定運行的關(guān)鍵。

面對這些復(fù)雜而又具有一定隱蔽性的故障，在線監(jiān)測與診斷系統(tǒng)給了我們?nèi)碌恼J(rèn)識和解決方法。

3 在線監(jiān)測故障診斷系統(tǒng)的簡介

3.1 系統(tǒng)說明

連云港堿業(yè)有限公司1#～8#離心壓縮機采用的是北京博華信智的BH5000C在線監(jiān)測診斷系統(tǒng)。其中1#、2#、3#、8#機組的監(jiān)測診斷系統(tǒng)是從控制室二次表(BN3500)前面板緩沖輸出接口引出信號到數(shù)據(jù)采集器中，數(shù)據(jù)采集器安裝在儀表控制室內(nèi)，兩者之間通過雙絞線連接。4#、5#、6#、7#機組的監(jiān)測診斷系統(tǒng)是從控制室二次表(PT2010)后面板“BUF”緩沖輸出接口引出信號到數(shù)據(jù)采集器中，數(shù)據(jù)采集器安裝在儀表控制室內(nèi)，兩者之間通過雙絞線連接。

3.2 測點布置

根據(jù)機組現(xiàn)場的監(jiān)測要求以及原有的儀表通道，各個監(jiān)測通道類型、數(shù)量以及系統(tǒng)軟件的配置情況、測點布置方式如表1。

表1 機組現(xiàn)場系統(tǒng)監(jiān)測通道數(shù)量、類型

圖1 1#～8#壓縮機振動測點配置圖

3.3 系統(tǒng)功能

BH5000C在線監(jiān)測診斷系統(tǒng)能夠監(jiān)測故障的發(fā)生、發(fā)展、變化的全過程，掌握設(shè)備運行狀態(tài)異?；蚬收系脑缙谡髡?，及時發(fā)現(xiàn)問題并解決問題，有利于機組的計劃性檢修，也有利于機組長周期穩(wěn)定運行；該系統(tǒng)能夠及時自動采集并建立完整的機組狀態(tài)數(shù)據(jù)庫，提供機組的日、月、年度分析報表，以及機組安全運行的多種預(yù)警、報警模式。

該系統(tǒng)主要提供以下功能：

1)機組狀態(tài)總貌圖：顯示機組測點的位置分布，軸承的位置及各測點實時測量值；

2)監(jiān)測功能：趨勢及相關(guān)趨勢圖、矢量區(qū)域監(jiān)測、多截面狀態(tài)監(jiān)測、多值和單值棒圖等；

3)分析功能：頻譜、時域、相位分析；軸心軌跡；極坐標(biāo)圖、波德圖、三維頻譜圖等。

4 在線監(jiān)測診斷實例

通過在線監(jiān)測診斷系統(tǒng)，我們可以掌握機組實時運行狀態(tài)并進行實時分析，通過系統(tǒng)的各種功能和分析方法，我們可以及時、較好地解決機組運行中遇到的諸多問題，以下是我們提供的在線監(jiān)測診斷實例。

4.1 實例一

圖2 8#壓縮機振動趨勢圖

8#壓縮機在某個時間段壓縮機進氣側(cè)軸振動明顯，振值偏高，通過圖2的軸承振動信號的歷史趨勢圖及頻譜圖，我們可以看到1/2倍頻峰值比較明顯，伴有1倍頻，我們判斷機組存在油膜渦動;

處理措施：

1)及時進行高位油箱疏水，調(diào)整機組的潤滑油溫，機組振值略降低。

2)進行檢修工作，檢查發(fā)現(xiàn)軸瓦巴氏合金存在磨損，更換新軸瓦后，機組運行正常，各項振動參數(shù)運行良好。

4.2 實例二

5#壓縮機組某時間段振動較大，機組持續(xù)發(fā)出低沉吼叫，由于同期生產(chǎn)工藝波動較大，依據(jù)經(jīng)驗判斷為機組發(fā)生喘振。

圖3 5#壓縮機振動趨勢圖

通過在線監(jiān)測系統(tǒng)5#壓縮機振動趨勢圖，我們看到：軸心軌跡紊亂；1倍頻、2倍頻及多倍頻出現(xiàn)明顯峰值；結(jié)合生產(chǎn)現(xiàn)場工藝狀況，我們可以得出結(jié)論：機組存在喘振，并同時存在對中不良。

處理措施：

1)開大機器回流閥，或者放空，以增加壓縮機入口流量，使其大于喘振流量；

2)及時調(diào)整機器轉(zhuǎn)速；

3)停機后，清理流道雜物，機組轉(zhuǎn)子重新對中找正，穩(wěn)定運行工況，機組恢復(fù)正常運行。

4.3 實例三

圖4 3#壓縮機振動趨勢圖

3#壓縮機某時間段在高振值運行，頻譜分析可以清晰看出，1倍頻出現(xiàn)顯著峰值，可以判斷為轉(zhuǎn)子存在不平衡?？紤]3#壓縮機拉窯氣，含塵量高，葉輪容易結(jié)疤，易造成轉(zhuǎn)子不平衡。

處理措施：

1)機組帶水沖洗后，振值明顯下降；

2)要求沖洗時盡量降速，采用沖洗控制振動發(fā)展。

5 結(jié) 語

如何發(fā)現(xiàn)壓縮機存在的安全隱患，并正確處理壓縮機的故障，需要我們在重視傳統(tǒng)經(jīng)驗及分析方法的同時，積極地使用在線監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)，一方面可以提高我們對機組隱患排查、故障診斷的水平，另一方面也有利于更好地實現(xiàn)大型機組的計劃性檢修，避免了因為盲目檢修或者失修帶來的不必要損失?？傊?，在線監(jiān)測系統(tǒng)的投用提高了大機組管理水平，也取得了積極的經(jīng)濟效益。

TQ114.15

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1005-8370(2016)04-37-03

2016-06-05

吳小云(1971—)，工程師，連云港堿業(yè)有限公司機動處副處長，從事設(shè)備管理工作。