MTO裝置主風機試車振動故障分析及處理

王魯涇

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MTO裝置主風機試車振動故障分析及處理

王魯涇

（中天合創(chuàng)能源有限責任公司化工分公司 烯烴MTO設備組，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 017300）

在日常的運行當中，軸流式壓縮機最為典型的故障問題就是試車振動而引發(fā)的機械故障。振動問題，將縮短壓縮機本身的周期、甚至直接導致整個裝置停工，并減少壓縮機的運行壽命，從而造成相應的經(jīng)濟損失。通過對軸流式壓縮機可能引發(fā)振動的原因，做了相關(guān)檢查，發(fā)現(xiàn)氣封組件剛度差、瓦塊處油溫偏高油膜穩(wěn)定性差是造成振動問題的原因。

MTO；主風機；試車；振動

中原石化60萬噸/年甲醇制烯烴（S-MTO）裝置反再系統(tǒng)的主風機，設計進口風量21240 m3/h、進口壓力0.0985 MPa(A)、進口溫度29.9 ℃、出口溫度176 ℃、出口壓力0.32 MPa(A)、軸功率1110 kW、工作轉(zhuǎn)速10700 r/min；配套電機功率1400 kW、轉(zhuǎn)速2985 r/min；增速箱采用GS系列漸開線硬齒面高速齒輪箱，速比3.6，使用系數(shù)1.4。

1 振動故障特點

主風機機組組裝有互相垂直的振動檢測系統(tǒng)，共設4個測點、8個探頭，具體安裝位置如圖1所示。運行期間，1、4點的振幅變化不大、維持在20 μm左右，2、3點的振幅維持在35 μm。當機組風量達到220 m3/min、入口開度達到13%左右后，2點的振幅逐漸升到40 μm，4點的振幅達到50 μm，超過風機連鎖停機設置，從而導致機組聯(lián)鎖停車。

圖1 壓縮機軸系圖

對機組可能產(chǎn)生故障的部位進行檢測發(fā)現(xiàn)：①電機側(cè)、齒輪箱之間的低速軸及壓縮機進氣側(cè)軸承箱的振動不超標；②機組振動異常時基礎振動不超標；③管道與壓縮機組未產(chǎn)生共振，氣缸振動沒有增大。故，認為故障可能發(fā)生在壓縮機排氣側(cè)軸承箱和齒輪箱高速軸側(cè)。

2 故障分析及處理

2.1 檢查調(diào)整或更換測振探頭和變送器

檢查測振探頭鎖緊螺母是否松動及探頭與軸的間隙電壓是否正常（10 V），為便于查找故障更換了測振探頭，但開機試車振動值依然超標。由此排出振動監(jiān)測系統(tǒng)不準的因素。

2.2 檢查聯(lián)軸器及對中情況

拆檢聯(lián)軸器未發(fā)現(xiàn)無異常磨損痕跡，檢查復核對中情況發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)在設計范圍內(nèi)（圖2）。由此，可以排除聯(lián)軸器故障的因素。

2.3 檢查轉(zhuǎn)子跳動情況

拆檢轉(zhuǎn)子，在車床上對其徑向、端面圓跳動值與設計值進行對比，如圖3和表1、2所示，轉(zhuǎn)子跳動滿足設計要求。由此，可以排除跳動引發(fā)故障的因素。

2.4 檢查轉(zhuǎn)子氣封間隙及處理

機組采用鑲片式梳齒密封（0.3 mm不銹鋼薄片）密封組件，各處設計間隙數(shù)據(jù)如圖4、表3所示。在實際測量過程中發(fā)現(xiàn)：a5處測量值西側(cè)為0.05～0.10 mm、東側(cè)為0.55～0.60 mm，兩側(cè)相加符合設計值。但是殼體與軸形成交叉狀存在，在開車過程中當工藝條件發(fā)生變化時造成梳齒密封齒片與軸摩擦使振動變大。為確保機組正常運行，將梳齒密封組件背部進行低溫補焊（圖5），然后以齒片的中心為基準對氣封組件背部進行機械加工，加工后兩側(cè)間隙均為0.3～0.35 mm兩側(cè)相加符合設計值。

表1 徑向跳動測定表（單位：mm）

表2 端面跳動測定表（單位：mm）

表3 密封間隙測定表（單位：mm）

2.5 軸瓦原因及處理

對機組排氣側(cè)的支推軸承進行軸瓦間隙的測量，完全符合設計要求，機組采用可傾瓦軸承，在檢修過程時發(fā)現(xiàn)底部瓦塊有以下缺陷：①瓦塊上有棕色膠糊狀物體，②瓦塊上有輕微磨損現(xiàn)象，磨損面積超過70%并且偏向于進油方向。可以判斷此組軸瓦進油量不足，導致瓦塊處油溫偏高油膜穩(wěn)定性差。針對此問題對瓦塊進行15°且寬度5 mm的刮削（圖6），以增大進油量和增加油膜剛性。

圖2 對中數(shù)據(jù)

圖3 壓縮機轉(zhuǎn)子簡圖

圖4 轉(zhuǎn)子設計間隙數(shù)據(jù)示意圖

圖5 軸瓦焊接處

圖6 軸瓦刮削處

2.6 檢測軸瓦與軸承座的過盈量

檢查軸瓦與軸承座（圖7）的過盈量測量數(shù)據(jù)如表4所示，達到設計要求。

表4 主機軸承過盈、間隙測定（單位：mm）

3 檢修試車結(jié)果

機組檢修試車后投入正常運行，各檢測點的振動都在理想范圍內(nèi)，如圖8、表5所示，影響機組安全平穩(wěn)運行的振動問題得到解決。

圖7 軸承示意圖

4 小結(jié)

機組振動在化工企業(yè)的生產(chǎn)運行中極為常見，一定要及時發(fā)現(xiàn)、及時處理，否則會對企業(yè)的長遠利益帶來極大影響，因此對機組振動故障進行分析并探索其處理方案極為重要。只有及時解決振動故障，才能保障企業(yè)更快、更穩(wěn)定地發(fā)展。

圖8 振動趨勢圖

表5 K-1101主風機試車振動趨勢圖

備注：x為西側(cè)、y為東側(cè)

[1]中國石油化工集團公司. 石油化工設備維護檢修手冊——煉油設備（第二冊）[M]. 北京：中國石化出版社，2004.

[2]任曉善. 化工機械維修手冊[M]. 北京：化學工業(yè)出版社，2004.

[3]余國琮，孫啟才，朱啟新. 化工機械[M]. 天津：天津大學出版社，1987.

[4]王福利. 石油化工廠設備檢修手冊——壓縮機組[M]. 北京：中國石化出版社，2007.

[5]韓捷，張瑞林. 旋轉(zhuǎn)機械故障機理及診斷技術(shù)[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，1997.

Vibration Trouble Analysis and Treatment of Main Fan Test in MTO Unit

WANG Lujing

(Olefin Separation Equipment Group, Zhongtian co-Founder of Energy Limited Liability Company Chemical Branch, Ordos 017300, China )

In the daily operation of axial compressor, the most typical failure is the mechanical failure caused by the test vibration. Such vibration problems will shorten the running time of the compressor itself, thereby reducing the operating life of the compressor, and even lead directly to the whole device shutdown, resulting in corresponding economic losses. When the situation is serious, it is likely to directly damage compressor parts and threaten people's safety in life. In view of this, it is necessary to make a thorough analysis of the vibration problem of the axial compressor, and find out the cause of the vibration problem.

MTO；main fan；test run；vibration

TB652

B

10.3969/j.issn.1006-0316.2018.11.019

1006－0316 (2018) 11－0077－04

2017－07－04

王魯涇（1976－），男，山東萊陽人，本科，助理工程師，主要從事化工設備維運工作。