2MCL705離心壓縮機(jī)常見(jiàn)故障與在線監(jiān)測(cè)診斷實(shí)例

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(jī)常見(jiàn)故障與在線監(jiān)測(cè)診斷實(shí)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(jī)經(jīng)常出現(xiàn)一些諸如油膜渦動(dòng)、轉(zhuǎn)子不對(duì)中、旋轉(zhuǎn)分離、葉輪結(jié)垢、動(dòng)靜部件摩擦、轉(zhuǎn)子不平衡等常見(jiàn)故障，而故障的來(lái)源比較復(fù)雜，有機(jī)組運(yùn)行環(huán)境的惡化，也有機(jī)器設(shè)備自身問(wèn)題，還有檢維修存在的不足等，傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)判斷很難直接給出準(zhǔn)確的結(jié)論。通過(guò)在線監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)可以及時(shí)、準(zhǔn)確地對(duì)壓縮機(jī)組潛在的隱患與故障進(jìn)行診斷和分析，并與傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合，可以更好地處理壓縮機(jī)存在的諸多問(wèn)題。

離心壓縮機(jī)；故障；在線監(jiān)測(cè)；實(shí)例

1 機(jī)組概述

連云港堿業(yè)有限公司的2MCL705離心壓縮機(jī)由沈陽(yáng)鼓風(fēng)機(jī)廠制造，系汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)的離心式壓縮機(jī)，壓縮機(jī)與汽輪機(jī)之間由齒式聯(lián)軸器聯(lián)接。機(jī)組設(shè)有獨(dú)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(jī)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(jī)為單缸、二段壓縮的離心式壓縮機(jī)。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(jí)葉輪，徑向軸承為橢圓式滑動(dòng)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(jī)主要作用是通過(guò)NG32/25/0汽輪機(jī)作為傳動(dòng)設(shè)備帶動(dòng)MCL系列壓縮機(jī)對(duì)CO2氣體進(jìn)行壓縮，來(lái)自煅燒的爐氣和來(lái)自石灰的窯氣，通過(guò)壓縮機(jī)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(jī)因受窯氣含塵的影響而經(jīng)常出現(xiàn)壓縮機(jī)排氣量減少、機(jī)組超速運(yùn)行的現(xiàn)象，經(jīng)常對(duì)窯氣壓縮機(jī)進(jìn)行不停車沖洗操作，這也是造成我公司壓縮機(jī)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(jī)組常見(jiàn)故障及主要原因

壓縮機(jī)振動(dòng)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(jī)喘振：①來(lái)氣量少；⑦來(lái)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(jī)的故障主要有油膜渦動(dòng)、轉(zhuǎn)子不對(duì)中、旋轉(zhuǎn)分離、動(dòng)靜部件摩擦、部件松動(dòng)、轉(zhuǎn)子結(jié)垢、聯(lián)軸器疲勞、轉(zhuǎn)子不平衡等。如何對(duì)潛在故障進(jìn)行預(yù)知預(yù)判，以及對(duì)發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行準(zhǔn)確的診斷，是提高大機(jī)組管理水平的關(guān)鍵，也是大機(jī)組長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵。

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

3 在線監(jiān)測(cè)故障診斷系統(tǒng)的簡(jiǎn)介

3.1 系統(tǒng)說(shuō)明

連云港堿業(yè)有限公司1#～8#離心壓縮機(jī)采用的是北京博華信智的BH5000C在線監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)。其中1#、2#、3#、8#機(jī)組的監(jiān)測(cè)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(hào)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(guò)雙絞線連接。4#、5#、6#、7#機(jī)組的監(jiān)測(cè)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(hào)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(guò)雙絞線連接。

3.2 測(cè)點(diǎn)布置

根據(jù)機(jī)組現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)測(cè)要求以及原有的儀表通道，各個(gè)監(jiān)測(cè)通道類型、數(shù)量以及系統(tǒng)軟件的配置情況、測(cè)點(diǎn)布置方式如表1。

表1 機(jī)組現(xiàn)場(chǎng)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)通道數(shù)量、類型

圖1 1#～8#壓縮機(jī)振動(dòng)測(cè)點(diǎn)配置圖

3.3 系統(tǒng)功能

BH5000C在線監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)能夠監(jiān)測(cè)故障的發(fā)生、發(fā)展、變化的全過(guò)程，掌握設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)異常或故障的早期征兆，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并解決問(wèn)題，有利于機(jī)組的計(jì)劃性檢修，也有利于機(jī)組長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行；該系統(tǒng)能夠及時(shí)自動(dòng)采集并建立完整的機(jī)組狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)，提供機(jī)組的日、月、年度分析報(bào)表，以及機(jī)組安全運(yùn)行的多種預(yù)警、報(bào)警模式。

該系統(tǒng)主要提供以下功能：

1)機(jī)組狀態(tài)總貌圖：顯示機(jī)組測(cè)點(diǎn)的位置分布，軸承的位置及各測(cè)點(diǎn)實(shí)時(shí)測(cè)量值；

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

3)分析功能：頻譜、時(shí)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(cè)診斷實(shí)例

通過(guò)在線監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)，我們可以掌握機(jī)組實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)并進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，通過(guò)系統(tǒng)的各種功能和分析方法，我們可以及時(shí)、較好地解決機(jī)組運(yùn)行中遇到的諸多問(wèn)題，以下是我們提供的在線監(jiān)測(cè)診斷實(shí)例。

4.1 實(shí)例一

圖2 8#壓縮機(jī)振動(dòng)趨勢(shì)圖

8#壓縮機(jī)在某個(gè)時(shí)間段壓縮機(jī)進(jìn)氣側(cè)軸振動(dòng)明顯，振值偏高，通過(guò)圖2的軸承振動(dòng)信號(hào)的歷史趨勢(shì)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(jī)組存在油膜渦動(dòng);

處理措施：

1)及時(shí)進(jìn)行高位油箱疏水，調(diào)整機(jī)組的潤(rùn)滑油溫，機(jī)組振值略降低。

2)進(jìn)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(jī)組運(yùn)行正常，各項(xiàng)振動(dòng)參數(shù)運(yùn)行良好。

4.2 實(shí)例二

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

圖3 5#壓縮機(jī)振動(dòng)趨勢(shì)圖

通過(guò)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)5#壓縮機(jī)振動(dòng)趨勢(shì)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(chǎng)工藝狀況，我們可以得出結(jié)論：機(jī)組存在喘振，并同時(shí)存在對(duì)中不良。

處理措施：

1)開(kāi)大機(jī)器回流閥，或者放空，以增加壓縮機(jī)入口流量，使其大于喘振流量；

2)及時(shí)調(diào)整機(jī)器轉(zhuǎn)速；

3)停機(jī)后，清理流道雜物，機(jī)組轉(zhuǎn)子重新對(duì)中找正，穩(wěn)定運(yùn)行工況，機(jī)組恢復(fù)正常運(yùn)行。

4.3 實(shí)例三

圖4 3#壓縮機(jī)振動(dòng)趨勢(shì)圖

3#壓縮機(jī)某時(shí)間段在高振值運(yùn)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。考慮3#壓縮機(jī)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(jī)組帶水沖洗后，振值明顯下降；

2)要求沖洗時(shí)盡量降速，采用沖洗控制振動(dòng)發(fā)展。

5 結(jié) 語(yǔ)

如何發(fā)現(xiàn)壓縮機(jī)存在的安全隱患，并正確處理壓縮機(jī)的故障，需要我們?cè)谥匾晜鹘y(tǒng)經(jīng)驗(yàn)及分析方法的同時(shí)，積極地使用在線監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)，一方面可以提高我們對(duì)機(jī)組隱患排查、故障診斷的水平，另一方面也有利于更好地實(shí)現(xiàn)大型機(jī)組的計(jì)劃性檢修，避免了因?yàn)槊つ繖z修或者失修帶來(lái)的不必要損失。總之，在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的投用提高了大機(jī)組管理水平，也取得了積極的經(jīng)濟(jì)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(jī)動(dòng)處副處長(zhǎng)，從事設(shè)備管理工作。