5C II 250MX3離心壓縮機(jī)的振動(dòng)報(bào)警分析

5C II 250MX3離心壓縮機(jī)的振動(dòng)報(bào)警分析

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

1．機(jī)組簡介
5C II 250MX3離心壓縮機(jī)為美國英格索蘭公司制造，采用三級(jí)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(jī)的主動(dòng)齒輪圓周面上，三級(jí)葉輪經(jīng)增速后的轉(zhuǎn)速可達(dá)到29000r/min，電機(jī)功率為3310kW，排量為38000m3/h，進(jìn)氣壓力0.099MPa，出口壓力為0.64 MPa，入口空氣過濾器為國產(chǎn)自潔式過濾器。
2．故障現(xiàn)象
該機(jī)組自投入運(yùn)行以來，運(yùn)行較為穩(wěn)定。從2005年7月24日再次開車后，二級(jí)振動(dòng)有所增大，最大值達(dá)到0.028mm(1.1 mils )。到2005年9月14日，該壓縮機(jī)二級(jí)振動(dòng)多次達(dá)到或超過報(bào)警值0.029mm(1.15mils)。之后對(duì)油冷卻器進(jìn)行清洗回裝與更換過濾器濾筒后正常啟機(jī)，故障依舊。9月17日拆出二級(jí)轉(zhuǎn)子后發(fā)現(xiàn)葉輪與擴(kuò)壓器積炭非常嚴(yán)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(dá)到17μm，已經(jīng)嚴(yán)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(jìn)行動(dòng)平衡校核后，發(fā)現(xiàn)不平衡量較大，在經(jīng)過廠家校驗(yàn)后于9月29日回裝后第二次試車，在啟動(dòng)15s之內(nèi)的過程中，一、二、三級(jí)振值均超過0.025(lmils)，15s過后，三級(jí)振值超過聯(lián)鎖值(1.15mils )而聯(lián)鎖停機(jī)。
因壓縮機(jī)還沒有正常運(yùn)轉(zhuǎn)就聯(lián)鎖停機(jī)，無法確定機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況，決定再次試機(jī)，同時(shí)將二級(jí)聯(lián)鎖停機(jī)值調(diào)至0.041(1.6mils) (原1.30mils)，三級(jí)聯(lián)鎖停機(jī)值調(diào)至0.047mm(1.85mils) (原1.15mils)后第二次開車，空載(進(jìn)口閥開度15%,放空閥開度100%)啟動(dòng)正常后，其一、二、三級(jí)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)口閥開度由15％開打至20%，觀察一、二、三級(jí)的振動(dòng)情況，三級(jí)振動(dòng)繼續(xù)增大。當(dāng)進(jìn)口閥開大至30％時(shí)，三級(jí)超過0.047mm(1.85mils)聯(lián)鎖停機(jī)。
3．檢修情況
(1)二級(jí)轉(zhuǎn)子清理積炭并做動(dòng)平衡（英格索蘭），清理擴(kuò)壓器積炭；
(2)更換二級(jí)氣封；
(3)調(diào)整二級(jí)葉輪與擴(kuò)壓器間隙[二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)值為1.143mm(0.045lin)]，二級(jí)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(duì)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?yàn)檫@三次操作都是在正常情況下啟動(dòng)壓縮機(jī)，尤其是第二次啟動(dòng)后沒有進(jìn)行提負(fù)荷，機(jī)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(jí)轉(zhuǎn)子不平衡主要是由于葉輪積炭嚴(yán)重，并且分布不均勻，在葉輪高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生非常大的離心力，導(dǎo)致振動(dòng)加大，而在此過程中，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(yùn)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(dòng)平衡后，應(yīng)該不會(huì)再發(fā)生此種現(xiàn)象。經(jīng)過認(rèn)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(rèn)）后，分析認(rèn)為二級(jí)轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡仍然是懷疑重點(diǎn)。而后由廠家證實(shí)由于動(dòng)平衡機(jī)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(jí)葉輪振動(dòng)高，有可能與三級(jí)葉輪與擴(kuò)壓器的間隙過小，在二級(jí)葉輪振動(dòng)大的影響下造成葉輪與擴(kuò)壓器碰撞而產(chǎn)生劇烈振動(dòng)。經(jīng)測量三級(jí)葉輪與擴(kuò)壓器的間隙值只有0.203mm (0.008in)[標(biāo)準(zhǔn)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(duì)壓縮機(jī)再次進(jìn)行解體檢查，發(fā)現(xiàn)三級(jí)葉輪積炭也較多，但葉輪與擴(kuò)壓器沒有明顯的摩擦痕跡，因此不再做動(dòng)平衡處理，清理后回裝并將間隙值調(diào)至標(biāo)準(zhǔn)值0.889mm(0.035in)；對(duì)二級(jí)葉輪重新做動(dòng)平衡并同時(shí)對(duì)一、二級(jí)的葉輪間隙進(jìn)行了調(diào)整，一級(jí)調(diào)整到1.676mm (0.066in )，標(biāo)準(zhǔn)值為1.524mm (0.06in)，二級(jí)調(diào)整到1.219mm (0.048in )，標(biāo)準(zhǔn)值為1.143mm (0.045in )。
再次啟動(dòng)壓縮機(jī)至正常工作狀態(tài)后，一級(jí)振動(dòng)為0.020mm(0.78mils)，二級(jí)為0.013mm (0.53mils)，三級(jí)為0.015mm(0.59mils )，狀態(tài)良好。
5．小結(jié)
此次壓縮機(jī)振動(dòng)高的原因主要是由于葉輪轉(zhuǎn)子的不平衡，及葉輪和擴(kuò)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?yàn)槿~輪表面積炭的影響。而此類離心壓縮機(jī)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(zhuǎn)子的平衡狀況?？稍谌粘５倪\(yùn)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(jìn)行預(yù)過濾；(2)在有條件停機(jī)時(shí)檢測一下各級(jí)葉輪與擴(kuò)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(diǎn)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(dòng)過大造成嚴(yán)重?fù)p失。