壓縮機振動異常分析處理

賀旭生 郭宏 鄒軍裝 王付京 (中石油西部管道新疆輸油氣分公司 新疆 830000)

一、概述

故障過程

西氣東輸二線某壓氣站1#壓縮機為R R生產的R FBB36筒形型兩級離心式壓縮機，其天然氣入口低壓端位于非驅動端，出口高壓端位于驅動端。2013年4月20日，該壓縮機在正常啟機過程中達到最小負載后，驅動端與非驅動端徑向軸承A 39 CPD EXA 39 CPD EYA 39 CPNEXA 39 CPNEY振動值瞬間達到滿量程100 μm，機組聯鎖跳機。具體情況如下：4月20日11:14機組開始正常啟機，11:34達到最小負載轉速，期間各項運行參數正常。在11:41之前的機組的正常加載過程中，壓縮機振動參數平穩，無異常突變。在11:41壓縮機兩端徑向軸承振動同時瞬間達到滿量程，但在停機過程中，軸承振動值隨轉速下降而迅速下降。

二、故障原因分析

1.初步檢查階段

機組跳機之后現場人員首先對機組地腳螺栓墊片、潤滑油管線、進出口管線以及振動探頭都進行了詳細的檢查，經檢查發現壓縮機出口管線管箍一條緊固螺栓斷裂（如圖2所示），其余無異常，由此初步判斷機組振動高高原因為管卡松動，管線振動所引起。但是隨后將管線支撐處理后再次啟機，機組在點火升速過程中，又出現了與前次類似的故障：在PT開始運轉時，振值就明顯偏高，特別是非驅動端振值較該臺機組停機前的正常值高一倍左右，在升速過程中，非驅動端振值達到高高聯鎖值跳機。由此判斷管線支撐損壞僅僅是機組振動后所產生的后果而非機組振動的原因。

圖1 管線支撐損壞

2.詳細排查階段

經過前期的檢查和啟機的振動轉速趨勢發現：1、振動探頭、本特利系統一切正常，機組振動值升高，且受此影響管線支撐出現損壞；2、檢查機組運行參數的歷史趨勢，發現在最小負載運行時機組機械性能平穩，而在升速階段振動值異常升高。對比兩次跳機時的情況，第一次跳機是驅動端與非驅動端振動值同步升高，而第二次跳機卻是非驅動端振動值迅速上升，達到了高高報值從而導致機組跳機，兩次啟機過程類似卻又存在著明顯差別。

旋轉設備異常振動的原因分析主要有以下幾點：不平衡、不對中、磨損、油膜渦動、喘振、流體激振、結構松動、結構共振、瞬間擦磨或撞擊等。

在后續再次啟機過程中，軸承振動隨轉速升高正比增加，整體水平較正常值均有大幅提高，且非驅動端振值增加更為明顯，由此判斷機組振動源是在非驅動端。根據此壓縮機的結構，以及機組從4月1日至4月18日的運行、停機歷史數據來分析，因機械原因所導致的振動異常可能性非常小，4月18日的運行數據見表1。

表1 4月18日壓縮機運行參數記錄表

如果機組進氣口卡有異物，那么勢必進口短節濾芯受到了損壞，而且很有可能是20日啟機期間濾芯發生了破損，為了證明此判斷，隨后對機組進行了氮氣置換并拆卸壓縮機入口預留孔進行孔探檢查，發現壓縮機入口濾網有一處破損，由此確定了機組振動異常的根源。

三、結論與建議

此次壓縮機振動的異常處理為日后機組運行、檢查和故障處理都積累了經驗，對于其他機組類似的故障現象均可采取本文中的方法進行排查。同時為了保證其他機組安全平穩運行有以下三點建議：

1.逐步拆除所有在運壓縮機入口臨時濾網。

按照設計，壓縮機入口所加臨時濾網為投產初期，為防止壓氣站工藝區過濾器后至壓縮機入口管線殘留焊渣、未清理凈的雜質等對葉輪的影響而臨時加裝，在正常投運一段時間后，一般在6個月左右，站場工藝管路中雜質已經隨高速氣流帶出，較大雜質滯留于入口濾網，故投產初期，壓縮機入口濾網壓差上漲較快，需要定期清理。

自機組投運至今，西二線西段壓縮機組連續運行也已經達到2年以上，機組入口濾網的拆卸檢查情況來看，基本較為清潔，無明顯異物滯留。而壓縮機入口臨時濾網，其加強筋板采取點焊方式臨時固定，且濾網鋼板厚度僅僅為5mm左右，開孔孔眼較小，為保證足夠通流面積，開孔孔眼密集，結構強度單薄，有可能導致自身斷裂使碎片進入壓縮機內部造成壓縮機振動增加甚至使葉片損壞。

2.濾網拆除前，建議在機組的8 K保養中加入壓縮機入口濾網狀態的孔探檢查。

3.對于工藝區的過濾器濾芯及氣液聚結器，確定定期強制切換及濾芯強制更換周期，建議縮短濾芯的檢查和更換時間，以保證下游轉動設備的平穩運行。