往復(fù)式天然氣壓縮機(jī)振動(dòng)故障診斷與分析

謝軍 陳殿（西南油氣田分公司川西北氣礦江油輕烴廠， 四川 綿陽(yáng) 621709）

往復(fù)式天然氣壓縮機(jī)振動(dòng)故障診斷與分析

謝軍 陳殿（西南油氣田分公司川西北氣礦江油輕烴廠， 四川 綿陽(yáng) 621709）

往復(fù)式天然氣壓縮機(jī)的故障出現(xiàn)的主因是設(shè)備使用環(huán)境和設(shè)備生命周期。本文從闡述往復(fù)式天然氣壓縮機(jī)常見(jiàn)振動(dòng)故障入手，對(duì)于往復(fù)式天然氣壓縮機(jī)振動(dòng)故障診斷與分析進(jìn)行了探析。

往復(fù)式天然氣；振動(dòng)故障；故障診斷

往復(fù)式天然氣壓縮機(jī)的振動(dòng)故障診斷需要從慣性和力矩的分析做起，因此只有技術(shù)人員對(duì)于振動(dòng)系統(tǒng)有著足夠的了解，才能夠在此基礎(chǔ)上促進(jìn)往復(fù)式天然氣壓縮機(jī)振動(dòng)故障診斷順利的進(jìn)行。

1 往復(fù)式天然氣壓縮機(jī)常見(jiàn)振動(dòng)故障

（1）工作環(huán)境惡劣導(dǎo)致故障 往復(fù)式天然氣壓縮機(jī)常見(jiàn)振動(dòng)故障多是因?yàn)楣ぷ鳝h(huán)境惡劣導(dǎo)致的。舉例來(lái)說(shuō)，某DTY500壓縮機(jī)組于1995年投產(chǎn)，已累計(jì)使用約8.2萬(wàn)小時(shí)，由成都?jí)嚎s機(jī)廠配套設(shè)計(jì)安裝，主機(jī)采用美國(guó)Ariel公司JGH/2機(jī)型，驅(qū)動(dòng)電機(jī)采用南陽(yáng)防爆電機(jī)廠JBO710M2-6型6KV防爆電機(jī)。機(jī)組設(shè)計(jì)處理量5800-7500 Nm3/hr，設(shè)計(jì)進(jìn)口壓力0.8～1.2MPa，設(shè)計(jì)出口壓力3.5～3.8 MPa，設(shè)計(jì)進(jìn)口溫度≤25℃，設(shè)計(jì)出口溫度≤50℃。由于輕烴回收裝置要求進(jìn)裝置設(shè)計(jì)溫度低于40℃，使用空氣冷卻的方式會(huì)造成大量冷量的消耗，進(jìn)而降低C3+收率和產(chǎn)量。現(xiàn)空DTY500冷器已脹堵了約8根換熱管，加之翅片結(jié)垢現(xiàn)象嚴(yán)重，已嚴(yán)重影響冷卻效果，現(xiàn)場(chǎng)DTY500機(jī)組使用中暫時(shí)將DTY710機(jī)組水冷卻系統(tǒng)連接共用以滿足其冷卻效果要求。

（2）周期性變化故障 往復(fù)式天然氣壓縮機(jī)常見(jiàn)振動(dòng)故障也受到了設(shè)備生命周期變更的影響。例如某YB630-6電機(jī)，功率為710KW分別于2002年和2007年兩次因設(shè)備問(wèn)題返廠修理，6次發(fā)現(xiàn)外風(fēng)扇有多點(diǎn)裂縫而更換外風(fēng)扇。外風(fēng)扇是按著機(jī)組設(shè)計(jì)的技術(shù)要求、工藝要求，由南陽(yáng)防爆集團(tuán)有限公司制造的，材質(zhì)為Q/235A。電壓縮機(jī)止推間隙0.35mm，電機(jī)與壓縮機(jī)聯(lián)結(jié)牢固。2007年電機(jī)返廠大修后，負(fù)載運(yùn)行溫升、振動(dòng)、噪聲未見(jiàn)異常，但運(yùn)行至52小時(shí)電機(jī)風(fēng)端出現(xiàn)異常響聲，停機(jī)檢查發(fā)現(xiàn)外風(fēng)扇有多點(diǎn)裂縫。

（3）運(yùn)動(dòng)擾力不平衡 往復(fù)式天然氣壓縮機(jī)常見(jiàn)振動(dòng)故障也有可能是因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)擾力不平衡而導(dǎo)致的。在一般的情況下活塞壓縮機(jī)的旋轉(zhuǎn)離心力可以通過(guò)裝平衡鐵平衡，然后在此基礎(chǔ)上往復(fù)慣性力可以通過(guò)多列結(jié)構(gòu)及平衡鐵部分抵消，但是在這一過(guò)程中需要注意的是，如果希望完全的平衡則有著很高的難度。這主要是因?yàn)槭Ｓ嗟耐鶑?fù)慣性力以及產(chǎn)生的力矩依然很大，因此剩余的力矩會(huì)造成壓縮機(jī)的振動(dòng)，并且還會(huì)在管道轉(zhuǎn)彎處、閥門(mén)、盲管或截面變化處形成激振力。

2 往復(fù)式天然氣壓縮機(jī)振動(dòng)故障診斷與分析

（1）搜集足夠的信息 往復(fù)式天然氣壓縮機(jī)振動(dòng)故障診斷的第一步是搜集足夠的信息。技術(shù)人員在搜集足夠的信息的過(guò)程中首先應(yīng)當(dāng)對(duì)于壓縮機(jī)適用的技術(shù)如診斷技術(shù)和振聲診斷技術(shù)以及振動(dòng)診斷技術(shù)都應(yīng)當(dāng)有著全面的了解。其次，技術(shù)人員在搜集足夠的信息的過(guò)程中應(yīng)當(dāng)對(duì)于空氣中的超聲波法和熱像診斷以及功率測(cè)定法在內(nèi)的諸多方法有著深刻的認(rèn)識(shí)。在這一過(guò)程中需要注意的是，盡管診斷壓縮機(jī)的故障可采用各種方法，依舊最可靠有效是振動(dòng)測(cè)量分析。與此同時(shí)，技術(shù)人員在搜集足夠的信息的過(guò)程中應(yīng)當(dāng)合理的利用正常機(jī)械的振動(dòng)特征（與被診斷機(jī)械的動(dòng)態(tài)特征進(jìn)行比較，從而能夠在此基礎(chǔ)上精確的診斷出機(jī)器和機(jī)構(gòu)是否存在著故障。

（2）振動(dòng)信號(hào)識(shí)別檢測(cè) 往復(fù)式天然氣壓縮機(jī)振動(dòng)故障診斷的關(guān)鍵是振動(dòng)信號(hào)的識(shí)別檢測(cè)。技術(shù)人員在振動(dòng)信號(hào)識(shí)別檢測(cè)的過(guò)程中首先應(yīng)當(dāng)對(duì)于各個(gè)不同部件激振力的傳遞途徑及其對(duì)機(jī)體表面振動(dòng)的影響有著全面的認(rèn)識(shí)。例如DTY710壓縮機(jī)組其加載后測(cè)試的振動(dòng)能量與運(yùn)行良好的DTY500壓縮機(jī)組測(cè)試的振動(dòng)能量相比沒(méi)有明顯的大小差別，電機(jī)端的振動(dòng)還小一些。其次，技術(shù)人員在振動(dòng)信號(hào)識(shí)別檢測(cè)的過(guò)程中還應(yīng)當(dāng)在運(yùn)動(dòng)部件出現(xiàn)不同故障時(shí)做好振動(dòng)信號(hào)的分析識(shí)別工作。與此同時(shí)，技術(shù)人員在振動(dòng)信號(hào)識(shí)別檢測(cè)的過(guò)程中還應(yīng)當(dāng)針對(duì)往復(fù)式機(jī)械的這些特點(diǎn)來(lái)確保選用診斷手段不單一化，并且堅(jiān)持以振動(dòng)診斷為主，從而能夠在此基礎(chǔ)上取得穩(wěn)定的診斷效果。

（3）合理判斷實(shí)施狀態(tài) 往復(fù)式天然氣壓縮機(jī)振動(dòng)故障診斷離不開(kāi)實(shí)施狀態(tài)的合理判斷。技術(shù)人員在合理判斷實(shí)施狀態(tài)的過(guò)程中首先應(yīng)采用相對(duì)判斷和類(lèi)比判斷。在這一過(guò)程中相對(duì)判斷是通過(guò)對(duì)壓縮機(jī)良好運(yùn)行狀態(tài)下的各部位振動(dòng)值的測(cè)量積累，然后建立起振動(dòng)判斷的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)和基準(zhǔn)頻譜。其次，技術(shù)人員在合理判斷實(shí)施狀態(tài)的過(guò)程中還應(yīng)當(dāng)將實(shí)際測(cè)量頻譜及數(shù)據(jù)與之比較，從而能夠在此基礎(chǔ)上更加精確的識(shí)別出壓縮機(jī)狀態(tài)的變化。與此同時(shí)，技術(shù)人員在合理判斷實(shí)施狀態(tài)的過(guò)程中還應(yīng)當(dāng)對(duì)于相同型號(hào)規(guī)格的多臺(tái)設(shè)備測(cè)量相同部位振動(dòng)數(shù)據(jù)及頻譜，然后再進(jìn)行對(duì)比，最終能夠有效的識(shí)別出空壓機(jī)振動(dòng)狀態(tài)和振動(dòng)數(shù)據(jù)的平均值。

3 結(jié)語(yǔ)

往復(fù)式壓縮機(jī)的故障診斷的進(jìn)行需要以振動(dòng)測(cè)試為基礎(chǔ)，因此只有技術(shù)人員進(jìn)行全面的類(lèi)比判斷才能夠?qū)τ谠斐晒收系脑蜻M(jìn)行深入的分析，最終為故障診斷的進(jìn)行起到重要的助力。

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［3］趙質(zhì)良，程明.基于振動(dòng)測(cè)試的往復(fù)式壓縮機(jī)的故障診斷［J］.機(jī)械工程與自動(dòng)化，2015，01（21）：47-49.