6000m3/h空壓機軸振值偏高的診斷及處理措施

屈聯西，孫素霞

（河南豫光金鉛股份有限公司制氧廠，河南 濟源 454650）

河南豫光金鉛股份有限公司制氧廠（以下簡稱：豫光金鉛制氧廠）2005年2月投產的KDONAr-6000/2000/180型空分設備，采用全低壓常溫分子篩吸附凈化、增壓透平膨脹機制冷、全精餾無氫制氬和氧、氮外壓縮流程，配套沈鼓集團生產的DH63-32型離心空壓機。2014年底至2015年，空壓機正常運行一段時間后，就會出現一、二級振動值偏高的故障，不得不停機檢查處理，嚴重影響了公司的正常生產秩序。為此曾采取了許多措施，如：轉子做動平衡、更換自潔式過濾器濾筒、用砂紙多次打磨葉輪等，可仍未解決振動值偏高的故障，最后將空壓機吸氣管和自潔式過濾器內部除銹刷漆后，解決了軸振動值逐漸升高的問題。現將空壓機軸振動值逐漸升高的現象以及分析、處理過程作一介紹，供參考。

1 DH63-32型空壓機簡介

空壓機采用單進氣、雙軸、齒輪組裝式、4級等溫壓縮，其主要結構包括帶齒輪增速裝置的壓縮機本體、級間冷卻器和潤滑油系統3部分。

壓縮機本體由箱體、蝸殼、大齒輪及帶葉輪的2個從動小齒輪等部件組成，4個葉輪分別裝在低速（9612r/min）和高速（11470 r/min）小齒輪軸的兩外伸端，與各自裝在箱體側面的蝸殼構成各級流道。壓縮機通過大齒輪端的齒式聯軸器與電機相連。為了冷卻各級壓縮后的氣體，在本體下部裝有3個級間冷卻器，通過圓形管道與機體上各級蝸殼相連接。空壓機的滑動軸承及齒輪采用強制供油。

空壓機的主要技術參數：進口流量533.3Nm3/min，進口壓力0.097Mpa（A），進口溫度32℃，出口壓力0.61 Mpa（A），主軸轉速9612／11470 r/min，電動機功率3200KW，空氣相對濕度80%。

2 故障現象及處理

2014年11月28日，因空壓機一、二級軸振上漲而停機檢修，這時空壓機距上次大修已經連續運行一年半時間。空壓機拆開后發現一級葉輪上有許多鐵銹和進口導葉的密封圈，二級葉輪上有許多水垢，于是，葉輪拉到廠家做葉輪流道清洗、動平衡校驗。

2014年12月2日，空壓機啟動后各級振動值正常，12月下旬開始，空壓機一、二級軸振出現逐漸上升，這期間空壓機油溫一直控制在36℃～38℃，中間冷卻器排水正常，軸溫及其它參數都正常。2015年1月4日，不得不利用后序短時停氣期間停機檢修。空壓機軸振值前后對照見表1：

因后序停氣時間短，領導討論后決定將空壓機一級蝸殼吊開、二級只打開進氣管檢查，拆開后，發現一級葉輪上有積灰，自潔式過濾器到導葉前的碳鋼管內有水銹，當時僅對葉輪做了清灰處理。1月5日空壓機啟動后運行正常。

2015年2月19日，空壓機一、二級軸振又有逐漸升高的趨勢，3月16日，空壓機自潔式過濾器外圍無紡棉堵塞嚴重，阻力高達1000pa，于是，將空壓機自潔式過濾器的電源和反吹氣源關閉，接通自來水管，進入自潔式過濾器內部，由里向外沖洗無紡棉，沖洗后，阻力降到320pa。3月17日開始一、二級軸振每天以2 um 的速度上漲，3月20日上漲較快，當天上漲幅度達3um，空壓機其余各參數正常，3月21日停機處理。空壓機各軸振值前后對照見表2，表3：

空壓機停機后，拆開一、二級發現葉輪外緣有積灰，機修工用砂紙打磨葉輪，用濕布清理打磨掉的灰，清灰結束并將空壓機安裝好后，當天下午開車，空壓機各振動值顯示正常。

2015年4月17日，利用后序直煉廠大修期間，空壓機停機檢修，將一、二級葉輪徹底清灰，并更換自潔式過濾器的過濾筒。4月19日空壓機開車后，各振動值顯示正常。

2015年5月22日，空壓機一、二級軸振又開始逐漸上漲，6月23日，因天氣下雨，空氣濕度大，空壓機軸振開始快速上漲，一個半小時漲了6 um，趕緊將自潔式過濾器外圍的無紡棉取下2片，一、二級軸振稍降后又開始升高，當天晚上20：30分被迫停機處理。下面為空壓機開車后到停機時的各軸振值：

停機后，拆開一、二級發現葉輪上又有積灰，照上述方法重新對葉輪進行清灰，當天夜里開車后空壓機運行正常。

2015年7月22日，空壓機一、二級軸振又開始漸升，8月4日，利用直煉廠檢修期間，將空壓機停下檢查。

3 原因分析

半年來的情況觀察分析，空壓機為何運行幾十天就會出現一、二級葉輪上有積灰，造成葉輪動平衡破壞，軸振升高呢？引起空壓機軸振升高的原因有多種：

3.1 葉輪方面引起的軸振升高

表1

表2

表3

（1）葉輪上有積灰或其他臟物

（2）有裂縫或掉塊

（3）有結垢或磨損

（4）有鐵屑或異物

3.2 軸承方面引起的軸振升高

（1）油溫低，油膜形成不好，油膜震蕩引起軸溫升高，軸振升高

（2）軸瓦出現裂縫、掉塊造成軸承動平衡不良，引起軸振升高

（3）油質不好或碳化，造成軸瓦溫度升高，軸振升高（4）軸瓦本身質量問題

3.3 其他方面

（1）儀表問題，如測軸振的探頭松動、放大器故障等（2）空壓機喘振

（3）基礎不堅定或地腳螺栓松動（4）對中不好（5）主軸彎曲（6）電機轉子與定子的間隙不當引起電機振動，從而帶動壓縮機振動

DH63-32型離心空壓機自2005年2月投產，一直到2008年7月才停機檢修，連續運行三年半時間。

2008年7月，空壓機出現三、四級軸振動值緩慢上升，并超越報警值達到70、80 um，而一、二級軸振動值基本平穩。停機檢查，發現葉輪積灰較多，且由于級間冷卻器排水不暢，造成三、四級后蓋板和葉輪上有水垢，導致葉輪的動平衡破壞。對級間冷卻器抽芯檢查，發現內壁腐蝕嚴重，底部有許多銹渣，于是對級間冷卻器內壁進行徹底的除銹防腐，并將底部吹除管由DN25改為DN50。同時將葉輪拉往廠家進行流道清洗、探傷檢查、動平衡檢驗。空壓機開機后運行正常。

進入2009年9月份，一級軸振一直上漲，突破報警值，三、四級軸振動值較穩定。當月底擇機停下檢查，發現葉輪上有積灰，還有一部分銹渣，這些積灰和銹渣造成動平衡破壞，于是將L軸轉子拉往廠家做動平衡。

2010年5月4日，因四級軸振偏高，利用新建一萬空分投產機會，停下該套空分。檢修后，運行一個月，整套空分停下作為長期備用。

2013年6月11日因調整運行方式，需開啟該6000空分裝置，開機后三四級軸振偏高，7月份進行拆解，將兩套轉子葉輪清洗和做動平衡。

2013年11月7日，為提高過濾器的過濾效果和延長使用壽命，在過濾室外加了無紡棉進行粗過濾，這樣自潔式過濾器的使用壽命就從一年延長到兩年，平時根據過濾器阻力來沖洗無紡棉，當阻力達到1000Pa時，停自潔式過濾器的反吹氣源和電源，人進入內部拿著水管向外沖洗無紡棉，沖洗后送反吹氣源和電源直接使用，自潔式過濾器開始工作時，相當于把空氣進一步加濕，即使冬天也是如此，造成自潔式過濾器內部銹蝕嚴重。2015年6月初規定，自潔式過濾器阻力達到1000pa時，直接將外圍的無紡棉取下換上新的，取下的無紡棉洗好晾干后作為下次備用。

2014年11月28日，空壓機軸振值稍高，但整體趨勢平穩，距春節兩個多月時間，鑒于后系統用氣單位大修，該套空分停下，將空壓機拆解，兩套轉子清洗做動平衡，一級葉輪進口積灰嚴重，且有橡膠O型圈斷條，系進口導葉處O型圈安裝時擠斷粘附在葉輪上，造成動平衡破壞。

2014年11月28日當時的檢修單位是在開封空分廠，采用的是噴砂清洗除垢，噴砂時砂粒大，導致葉輪表面明顯不如過去光滑。大修之后，空壓機運行幾十天就會出現一、二級葉輪上有積灰，葉輪動平衡破壞，軸振升高的現象，以往空壓機二三年大修一次，現在葉輪表面不光滑，可能灰塵容易積聚，運行周期縮短。

根據多年來的檢修情況，懷疑有可能還是灰塵和銹渣造成葉輪動平衡破壞導致的。于是決定將空壓機全部解體檢查，拆開后，發現一、二級葉輪有積灰，清理積灰。各級軸瓦完好，未做處理。仔細觀察發現自潔式過濾器到空壓機導葉前的碳鋼管道內有銹渣和水跡，對該段管道除銹并做防銹處理。

自潔式過濾器內部銹蝕嚴重，下面積存有掉落的銹沫，于是對內壁和一級進氣管內壁做徹底防腐處理。

由于自潔式過濾器和一級進氣管銹蝕，且積存有細小雜物，運行中被氣流帶入到空壓機葉輪上，而現在葉輪的光滑度降低以后，臟物反而易粘附在葉輪上，容易造成轉子動平衡破壞，雖每次清理葉輪上積灰后就改善軸振情況，但運行一段時間后灰垢又被帶入葉輪上，因此每次清理葉輪后僅能穩定運行一段時間，直至徹底防腐后，運行穩定。

8月5日空壓機啟動后一直運行正常，再未出現過上述情況。

4 結束語

空壓機軸振動值升高的故障診斷是一個非常復雜的過程，此次故障出現后采取了多次處理，直到最后消除故障，建議以后定期對吸入管道和自潔式過濾器內部的銹渣進行清理并刷漆，如有條件可將空壓機吸入管道更換為不銹鋼管道，避免再有同樣的情況發生。