空分裝置空壓機(jī)振動(dòng)監(jiān)測及故障診斷策略研究

于浩松

連云港石化有限公司 江蘇 連云港222000

引言

空分裝置就是將空氣中不同的氣體進(jìn)行分離，在煉化企業(yè)中承擔(dān)著為其他裝置供氧、供氮的重要任務(wù)，也是保證其他裝置長期穩(wěn)定運(yùn)行的重要基礎(chǔ)。空壓機(jī)的工作效率會(huì)直接影響整個(gè)裝置的工作效率，為此必須要深入研究空壓機(jī)產(chǎn)生振動(dòng)及故障的原因，并在日常維護(hù)中做好相關(guān)預(yù)防措施。

一、空分裝置空壓機(jī)振動(dòng)異常窗口

大慶煉化公司空分裝置所采用的空壓機(jī)C501是開封空分集團(tuán)有限公司生產(chǎn)制造的H210-9/0.97型離心式壓縮機(jī)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速為1489r/min，通過利用齒輪聯(lián)軸器與壓縮機(jī)大齒輪軸連接，并且?guī)?dòng)兩邊的小齒輪，每個(gè)齒輪的兩端分別裝配一個(gè)閉式葉輪，能實(shí)現(xiàn)四級壓縮，其中低速軸轉(zhuǎn)速約為15095r/min，高速軸轉(zhuǎn)速約為19033r/min。在平穩(wěn)運(yùn)行一段時(shí)間之后，通過在線監(jiān)測系統(tǒng)能發(fā)現(xiàn)兩個(gè)監(jiān)測點(diǎn)的振動(dòng)值不斷增大。為分析振動(dòng)原因，調(diào)取了工藝參數(shù)檢查變化情況，經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)：空壓機(jī)的出入口壓力沒有變化；1、2級出入口溫度變化與振動(dòng)沒有明顯相關(guān)性；空壓機(jī)負(fù)荷也沒有得到全面調(diào)整；振動(dòng)變化與潤滑油變化之間缺乏必要的聯(lián)系，當(dāng)潤滑油溫度發(fā)生變化時(shí)，1、2級的振動(dòng)幅值也會(huì)不斷提升。

二、空分裝置空壓機(jī)振動(dòng)產(chǎn)生的主要原因

上述振動(dòng)現(xiàn)象說明，振動(dòng)由負(fù)荷波動(dòng)引起的原因可排除。應(yīng)用S8000在線監(jiān)測系統(tǒng)對空壓機(jī)產(chǎn)生振動(dòng)的原因進(jìn)行了分析，從S8000在線監(jiān)測系統(tǒng)提供的頻譜圖可看出，當(dāng)振動(dòng)幅值增大或減小時(shí)，頻譜中沒有新的故障頻率成分出現(xiàn)，始終是低速軸工頻251Hz的幅值隨著振動(dòng)幅值的改變而變化，其他頻率成分振動(dòng)變化較小。由上述工藝情況和振動(dòng)現(xiàn)象分析，初步判斷空壓機(jī)振動(dòng)異常的原因可能是轉(zhuǎn)子不平衡或軸瓦間隙發(fā)生變化。

空分裝置空壓機(jī)振動(dòng)以及故障原因涉及很多方面，診斷難度比較大，可以通過以下幾方面內(nèi)容體現(xiàn)出來。第一，汽輪機(jī)帶動(dòng)的空壓機(jī)在運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)的振動(dòng)現(xiàn)象多是因?yàn)槠啓C(jī)安裝不合理，致使汽輪機(jī)振動(dòng)值偏大，從而增加了空壓機(jī)故障產(chǎn)生的概率；第二，空壓機(jī)雖然出現(xiàn)了振動(dòng)問題，但振動(dòng)值偏小，很難判斷其振動(dòng)原因；第三，汽輪機(jī)帶動(dòng)空壓機(jī)運(yùn)行時(shí)都有一定的規(guī)律，每種工作狀態(tài)下的振動(dòng)情況也不同，需要長時(shí)間觀察與分析，才能總結(jié)出其振動(dòng)及故障原因。

一般來說，空分裝置空壓機(jī)振動(dòng)以及故障的原因主要包括假象、基礎(chǔ)及支撐系統(tǒng)連接松動(dòng)、彎曲、不平衡等。假象振動(dòng)多是因校核探頭質(zhì)量較差造成的；基礎(chǔ)及支撐系統(tǒng)連接松動(dòng)故障則是由于檢修處理不合理，聯(lián)軸器對中出現(xiàn)偏差，或是螺栓松脫，轉(zhuǎn)子在受力均勻的條件下，剛度與振動(dòng)值之間呈現(xiàn)反比關(guān)系；彎曲振動(dòng)及故障表現(xiàn)在校正不合格、轉(zhuǎn)子彎曲后失衡這兩方面；像是上文中出現(xiàn)的不平衡問題，往往是機(jī)組轉(zhuǎn)子負(fù)荷過大導(dǎo)致的，存在異常振動(dòng)分量。

三、空分裝置空壓機(jī)振動(dòng)及故障的處理建議

通過分析空分裝置空壓機(jī)振動(dòng)及故障原因，可以從以下幾點(diǎn)進(jìn)行調(diào)試：當(dāng)空分裝置空壓機(jī)振動(dòng)及故障時(shí)，可采取加強(qiáng)暖機(jī)時(shí)間的調(diào)控，但值得注意的是，沖轉(zhuǎn)速率不能調(diào)整得過高，只有這樣才能保證暖機(jī)時(shí)間，合理控制沖轉(zhuǎn)速率，降低空壓機(jī)振動(dòng)產(chǎn)生的概率。在轉(zhuǎn)速固定的情況下，如發(fā)現(xiàn)進(jìn)行暖機(jī)時(shí)機(jī)組轉(zhuǎn)子存在波動(dòng)，應(yīng)避免直接調(diào)高轉(zhuǎn)速，否則會(huì)造成機(jī)組轉(zhuǎn)子嚴(yán)重彎曲，即使進(jìn)行維護(hù)和處理也無法糾正。空分裝置汽輪機(jī)帶動(dòng)空壓機(jī)運(yùn)行，工作狀態(tài)下的正常功率比較大，應(yīng)進(jìn)行軟基處理。通過機(jī)組整體運(yùn)行進(jìn)行科學(xué)調(diào)控，還應(yīng)在中速暖機(jī)操作完成之后，保證汽輪機(jī)缸體膨脹量為4毫米，不能直接進(jìn)行升速處理，否則會(huì)影響空分裝置的性能。

四、結(jié)語

空壓機(jī)是空分裝置的關(guān)鍵設(shè)備，而空分裝置為下游裝置提供合格的氧氣、氮?dú)夂推渌嚓P(guān)氣體，是保證下游裝置的長周期運(yùn)行的基礎(chǔ)，所以空壓機(jī)的正常運(yùn)行顯得至關(guān)重要。振動(dòng)是空壓機(jī)的常見故障，當(dāng)振動(dòng)過大時(shí)會(huì)影響空壓機(jī)的可靠運(yùn)行，給生產(chǎn)造成很大的損失，因此保證空壓機(jī)的安全可靠運(yùn)行，對提高生產(chǎn)效率及經(jīng)濟(jì)效益有重要的意義。本文分析了空分裝置空壓機(jī)的振動(dòng)，并提出了空分裝置空壓機(jī)的故障處理建議，旨在提高空分裝置整體運(yùn)行的質(zhì)量。