解析氣壓縮機電機振動高的原因分析

陳理 許忠鋒（弛源化工有限公司，重慶 408601）

解析氣壓縮機電機振動高的原因分析

陳理 許忠鋒（弛源化工有限公司，重慶 408601）

弛源化工有限公司聚四氫呋喃項中，甲醇制氫裝置采用變壓吸附脫除工藝氣，其中變壓吸附裝置中解析氣壓縮機在運行時電機振動比較大，嚴重威脅機組安全，經過多次檢修，最終解決電機振動大問題。

解析氣壓縮機；電機；振動；變壓吸附

1 概述

弛源化工有限公司是以天然氣為原料生產聚四氫呋喃產品，主要由公用工程裝置、乙炔裝置、甲醇制氫裝置、甲醛裝置、BDO裝置、PT裝置組成，其中甲醇制氫裝置采用變壓吸附脫除工藝，通過吸附劑吸附脫除一氧化碳和二氧化碳等組分，凈化工藝氣，生產出99.99%的氫氣。其變壓吸附裝置（簡稱：PSA），在運行期間，吸附劑再生時，經水環真空泵抽真空后會產生脫附氣，其中一部分是CO2和H2O（g），一部分是CO、H2、H2O（g）的混合物。CO2和H2O直接排到大氣中，富含CO和H2的氣體又稱解析氣，經與再生過程中的逆放氣在解析氣混合罐混合后，由解析氣壓縮機壓縮后送至到焚燒單元回收熱量。

解析氣壓縮機是無錫壓縮機廠生產的DW-23.3∕(0.2-2)-X型，雙作用兩缸無油往復式壓縮機，且可通過電磁閥控制4對進氣閥工作狀態（工作或全開狀態），即可控制機組在25%、50%、75%、100%負荷運行。

甲醇制氫裝置2014年開始試生產，2015年裝置逐步運行平穩，為發揮生產裝置的最大經濟性，我們按計劃啟動解析氣壓縮機回收解析氣。但在解析氣壓縮機運行一段時間后，發現解析氣壓縮機電機振動時高時低，不能長時間運行，并且在停機后再啟動壓縮機，振動時恢復正常，時高居不下。

2 解析氣壓縮機電機振動高的發現

2015年9月份甲醇制氫裝置開車后，根據開車網絡18日啟動解析氣壓縮機，在運行73.5h后，巡檢發現壓縮機電機振動高，壓縮機被迫停機檢修。

經不完全統計，兩個月時間內，因壓縮機電機振動高而停機高達6次，嚴重影響工藝系統的經濟運行。

3 解析氣壓縮機振動高的原因分析

發現壓縮機電機振動高現象頻發后，我們首先對壓縮機運行情況、檢修情況進行統計。壓縮機運行時間及檢修項目如下。

第1次運行

停機原因：解析氣壓縮機電機振動高。停機后檢查項目：1.復查對中；2.解析氣混合罐排水；3.潤滑油更換，油箱清洗；4.緊固電機及壓縮機基座螺栓。

第2次運行

停機原因：前端工藝氣中斷，連鎖停機。

第3次運行

停機原因：壓縮機電機振動高。檢查項目：1.解析氣壓縮機電機單試；電機試車數據：前端：水平0.5；豎直0.4，軸向0.2mm∕s；后端：水平0.5；豎直0.3，軸向未測。2.再次復查對中。

第4次運行

停機原因：前端聯鎖停車，機組聯鎖停車；壓縮機電機振動偏高。檢查項目：1.發現電機基座內灌漿50%，剩余50%未灌漿，再次對電機基座灌漿。

第5次運行

停機原因：解析氣壓縮機電機振動達到17mm∕s。電機振動高時，發現電機基座不穩固，隨電機一同振動。檢查項目：1.再次對電機進行單試，未發現問題；2.召集各專業分別對壓縮機機、電、儀分別檢查，未發現問題；經過5次檢查后，逐步發現壓縮機電機振動高的原因另有隱情。

我們再次對電機產生的振動原因逆向排查，對可能引起電機振動高的原因，按照由易至難的思路，對壓縮機再檢查確認。運行情況如下。

第6次運行

停機原因：壓縮機電機振動高。在壓縮機運行期間，對壓縮機氣閥穩定進行測定，發現解析氣壓縮機調整負荷期間，各排氣閥溫度凌亂，與做功缸體不匹配；如下表：

表1.壓縮機運行期間排氣溫度記錄表

除氣閥排氣溫度凌亂問題外，還發現壓縮機工藝負荷調整期間，機組打氣量瞬間與前期相比有所下降；電機機組不穩固，電機帶動機組一起振動（基座自上而下水平振動逐步衰減）電機振動只有水平振動高，其他都正常，壓縮機振動正常。

針對發現的問題，制定有針對性的檢修項目，檢修項目如下：1.對解析氣壓縮機8個進氣氣閥進行檢查，發現8個氣閥中只有一個能夠正常工作，其余氣閥儀表氣孔有蠟質阻塞；對氣閥泄漏情況進行檢查，發現6個氣閥不同程度存在泄漏，將氣閥研磨后恢復，確保密封效果。2.對壓縮機入口管道過濾器進行檢查，發現過濾器內存在很多水，且Y型過濾器無導淋，現場焊接導淋排水。3.采用工字鋼加固電機基座。4.復核電機基座水平度，無問題。

第7次運行

停機原因：壓縮機電機振動大。檢查項目：1.壓縮機入口管道低點及解析氣混合罐帶水情況檢查，依舊帶水嚴重。對壓縮機入口管道帶水問題，要求運行班組定期排水臨時保證壓縮機管道及緩沖罐內無積水。同時考慮壓縮機經試車后，未長時間正常運轉，可能存在設備問題、施工問題的思路對設備圖紙、現場安裝圖紙進行倒查，發現壓縮機入口管道支撐施工不完全的問題，并且發現出口緩沖罐無限流孔板。發現此問題，在材料具備后擇機進行處理。

圖1.設備進口局部截圖

圖2.設備進口變更局部截圖

圖3.解析氣壓縮機入口管道蒸汽伴熱管單線圖

第8次運行

停機原因：前端工藝氣中斷，被迫停機。檢修項目：1.依據壓縮機設備圖紙對壓縮機進出口管道支撐進行施工。

第9次運行

停車原因：壓縮機電機振動高。檢修項目：1.安裝壓縮機出口限流孔板。

第10次運行

停機原因：解析氣壓縮機電機振動高。

通過壓縮機10運行情況及檢修項目的分析，發現壓縮機電機振動與管道內帶水問題相關。主要表現在，每次壓縮機電機振動高后，壓縮機被迫停機后，對入口管道、出口管道、壓縮機進出緩沖罐導淋排水均有水排出。

對發現解析氣帶水問題，對前端設備、工藝管道、工藝條件進行復查。發現前端設備解析氣混合罐內未設置氣體分布器（或擋板），可能致使前端水環真空泵出口氣體夾帶的水不能正常分離，或者水分離效果不佳，導致霧狀水汽流進入到壓縮機入口管道，部分水汽經過壓縮機壓縮后送至焚燒爐，剩余水汽在壓縮機入口緩沖罐前管道冷凝，壓縮機入口及出口管道的水在脈沖氣流的作用下，會在某個時間點與機組發生共振，導致質量較輕的電機發生震動。

壓縮機運行中，入口管道及出口管道積水不能正常排出，只有在壓縮機停機狀態下，將管道內排水。

經過軟件模擬計算，發現壓縮機入口逆放氣中含氣態水較少，但水環真空泵抽真空產生的解析氣中H2O（g）達到飽和，在冬季環境溫度遠離設計溫度工況下，導致真空泵氣態飽和水在環境溫度下冷凝，部分在緩沖罐分離，部分在管道中冷凝，導致管道內有積水，在壓縮機運行工況下不易排出，達到共振點而造成壓縮機電機振動。

4 解析氣壓縮機振動高的解決措施

解析氣混合罐07V0204設備進氣管道增加氣體分布器或加裝氣體折流板。如下圖1、圖2所示。

解析氣壓縮機入口管道考慮蒸汽夾套，解決氣體露點問題。如下圖3所示。

5 結語

通過對解析氣混合罐入口管口加裝折流板和入口管道安裝蒸汽伴熱管道，在環境溫度低的時候，及時投用蒸汽伴熱管道，從根本上解決解析氣壓縮機電機振動高問題，經2016年3月完成施工運行至今，壓縮機電機振動良好。

運轉設備的振動或電機振動的原因多種多樣，以設備器件問題居多。而我們解析氣壓縮機電機振動高是因氣態水在管道中冷凝、累積，造成機組共振，表現出電機振動高的現象，此問題異于常規，可在日常運行維護中借鑒。

[1]天津大學物料化學教研室.物理化學[第四版].高等教育出版社.2001年12月第4版.