基于空壓機振動故障的分析

盧晏波，張 惠

（山西潞安煤基合成油有限公司，a.氣化車間檢修b.質檢部，山西長治 046100）

基于空壓機振動故障的分析

盧晏波a，張 惠b

（山西潞安煤基合成油有限公司，a.氣化車間檢修b.質檢部，山西長治 046100）

文中基于空壓機振動故障，分析了振動故障的頻譜分析、軸心軌跡分析以及分析了葉輪不平衡原因，在處理措施中提出了優化空氣過濾器、管道和冷卻器的防腐操作等方向。

空壓機；振動故障；葉輪不平衡；空氣過濾器

文中探討一種空壓機，它是一種4級4段離心式壓縮機，型號是DH63-17，同步電動機功率是3 700 kW，轉速也高達1480r／min，電動機和壓縮機變速箱輸入軸是通過聯軸器連接起來的，然后利用齒輪變速箱中的大齒輪帶動兩邊的小齒輪輸出軸轉動，一般情況下，高低速軸的轉速分別為12 000 r/min和9 800 r/min，其中3根軸的前后軸承都是一種混合軸承，包括五瓣瓦式自動調心滑動的徑向軸承和滑動推力軸承。

1 振動故障分析

如圖1為機組結構簡圖和測點分機組結構簡圖。空壓機的檢測系統是由美國公司ENTEK-IRD。

圖1 機組結構簡圖

設計的，在監測過程中，我們可以發現隨著空壓機3、4級軸測點振動的逐漸增加，3B測點是從11μm增加至14μm，4B測點是由31μm增加至38μm，圖2為監測系統的振動趨勢。雖然機組的振動波長在警報值之內，但是因為機組振動的波動頻率是逐漸增大的，對系統的安全生產造成了很大的干擾。下面對影響空壓機的振動的因素進行詳細的研究和分析。

圖2 3B、4B測點振動趨勢

1.1 頻譜分析

如圖3為機組3B、4B點頻譜趨勢圖，圖中顯示，雖然3B、4B的頻譜幅值是持續增加的，但是其振動頻率一直穩定在200Hz左右，與此同時這個頻率和工作轉速的工頻成分即fr=n/60=12 000/60=200Hz，n為高速軸轉速是一致的。振動頻譜是分析振動產生原因的圖譜，其中旋轉失速是一種可能，這種振動來源于頻率為0.8和0.2倍的分頻工頻；另一種可能是軸承油膜振蕩產生的，油膜的振動頻率通常是工頻的一半，所以此時的振幅是最大的，但是從頻譜圖上可以看出，此時沒有振幅，所以這兩種可能都不是產生系統運行不正常的原因。但是從振動的特點和振動頻譜中主振頻率，可以判斷其故障原因可能來源于轉子不平衡或軸瓦磨損。

圖3 3B、4B測點頻譜趨勢

1.2 軸心軌跡分析

上面的事故原因判定是不準確的，因此我們可以分析利用徑向安裝測振傳感器來得到合成的軸心軌跡圖，如圖4所示。圖像顯示，軸心的軌跡是橢圓形，但是這樣形成的橢圓比振動正常時的形狀大而集中，井然有序，也就是說這種振動是因為轉子不平衡產生的；第二個有力的證據就是其旋轉方向和轉軸的旋轉方向是一致的，這就從側面說明振動是因為轉子上存在不平衡的力。與此同時，軸心軌跡比振動正常時大很多，也就是不平衡力在逐漸變化，軸瓦在逐漸損壞，進而造成3、4級振動的加大。

圖4 3B、4B測點軸心軌跡

從上面的分析我們可以知道以下兩點內容：

（1）高速轉子葉輪轉動不穩定可能是由于介質的沖刷和葉輪的積灰引起的；

（2）高速軸瓦會被損壞，軸瓦間隙也會隨之增大。

2 處理措施

2.1 優化空氣過濾器

優化空氣過濾器也就是把原來的噴吹濾袋過濾器變為框式的過濾器，增加其過濾的設備，一般它包括兩級過濾器皿，即板式過濾棉和高效過濾器，所以它的過濾精度得到了很多的提高。優化過濾器不僅提高了它的過濾效果，還有利于維修。空氣質量的提高有利于壓縮機的正常運行，因為空氣中灰塵量的減少有利于葉輪的運行，延長了空壓機的工作周期。

2.2 管道和冷卻器的防腐操作

為了減少氧化物對葉輪的損壞，我們要及時清除進氣管道、級間管道和冷卻器內外部的銹蝕，或者在這些設備的編碼進行不銹鋼處理，加強葉輪的耐腐性和抗沖性。檢修過程中擴大機組級間換熱器的排凝口，改變排凝管線的材質為不銹鋼的管線，可以保證級間換熱器的正常使用，不會由于排凝管線的堵塞導致液擊。因此上面的改進措施可以徹底改變葉輪的沖刷現象。

3 結論

仔細分析研究產生DH63空壓機振動的原因以及解決振動的措施，我們可以發現3、4級振動和幾組振動都得到了改善。現在的機組是比較穩定的，振動問題也得到了有效的解決，所以對于企業的經濟效益有很大的幫助。

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[3]楊海青.離心式空壓機振動故障分析及處理[J].裝備制造技術，2009，（06）:138-139.

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Analysis of Vibration Faultbased on the Air Compressor

LU Yan-boa，ZHANGHuib
(a.Gasification Workshop Maintenance，b.Quality Inspection Department，ShanxiLuan Coal-based Synthetic OilCo.，Ltd.，ChangzhiShanxi046100，China)

This paper based on the air compressor vibration fault,this paper analyzes the vibration fault of spectrum analysis,the orbit of analysis and analysis of the impeller unbalanced reason,in the treatment of themeasures in the optimization ofair filter,pipeline and cooleranti-corrosion operation and direction.

air compressor；vibration fault；impeller no-balanced；air filter

TE973

A

1672-545X（2013）03-0247-02

2012-12-04

盧晏波（1984—），山西長治人，助理工程師，本科，山西潞安煤基合成油有限公司氣化車間檢修。