激光對中技術在設備軸對中的應用

帕哈提·賽買提，希林古麗·阿爾肯，肉鮮古麗·阿不都吉力

（新疆油田公司采氣一廠，新疆克拉瑪依 834000）

0 引言

往復式壓縮機和導熱油循環泵在天然氣生產過程中扮演著重要角色。新疆油田公司采氣一廠共有21 臺天然氣壓縮機，14臺導熱油循環泵。僅2018 年，各類動設備故障維修累積40 余次。其中滲漏、異響等基礎性問題居多，導致設備非計劃停機，給天然氣的增產穩產帶來一定影響。大部分故障均與動設備的不對中有著直接的聯系，若能做好動設備的對中監測以及校準，可以在很大程度上降低機泵故障率，消除生產過程中的安全隱患。通過引進激光對中儀，并應用到動設備軸對中監測，排查軸對中存在的偏差，并按儀器指定方法和參數予以精準調校，提高設備對中精度，降低設備故障率，提高設備運行效率。

1 設備對中的必要性

動設備通過聯軸器將不同機構中的主動軸和從動軸牢固地聯接起來一同旋轉，并傳遞運動和扭矩，通過剛性聯軸器和撓性聯軸器實現連接。如電驅往復式壓縮機，熱媒泵等動設備，如圖1 所示。動設備運行狀況除了與工藝狀況直接相關外，還與安裝質量、檢修質量有著密切關系。經驗證明，相當多的機械損壞是由于對中不準造成的。對中是減少機器損壞，防止和排除突發故障及減少維修時間的重要環節。

聯軸器對中不良會造成設備軸承過早損壞、聯軸節摩擦增大、運行異常振動異響等問題，降低設備的運行效率，提高設備運行成本，縮短設備使用壽命。此外，對中不良會對轉軸密封性產生嚴重影響，而更換密封件的費用有時可達到購買設備價格的20%。

聯軸器對中是借助專用工具和儀器，通過合理方法，使兩軸達到預先設定的相互關系的過程。目的是使兩轉動軸在正常工作狀態（一般是指熱膨脹到位）時處于同一軸線上，降低設備振動和噪音等級，減少軸彎曲，保持適當的軸承內部間隙，減少聯軸器的磨損，消除周期性疲勞導致的軸故障，以保證設備平穩運行，不發生振動，減輕軸承的非正常磨損。

設備安裝或運行過程中，聯軸器存在同軸度偏差或稱“平行偏差”和平行度偏差或稱“角度偏差”，也有可兩種偏差同時存在的偏差，圖2 為完全對中、平行偏差、角度偏差以及完全偏差示意。

圖1 聯軸器對中示意

圖2 對中偏差分類

若設備聯軸器分別在對中良好和對中錯位的情況下運行一段時間，運行中除了振動、異響外，聯軸器處的發熱情況也大不不同。

2 激光對中儀原理及在設備對中的應用

激光對中儀是一種先進、高效的設備對中儀器，近年來國內不少石油化工企業都已采用激光對中儀對機械設備進行安裝和檢修。激光對中測量系統包括4 個部分：測量靶、夾具、主機、信號線。其原理完全遵循單表法測量原理，只是將百分表換成光電位置傳感器，而表架由無撓度的激光束代替，在采氣一廠設備軸對中操作中得到了很好的應用。

以電驅壓縮機軸對中為例，結合不同對中質量下的設備故障率、振動值以及相同設備對中前后的故障率、關鍵部位振動值等，分析激光對中儀在氣田生產中的實際應用以及設備對中的重要性。

采氣一廠X 天然氣處理站有3 臺YB2-225M2-2 熱油泵和3 臺V-3/6-65 型電驅壓縮機。2018 年，V-3/6-65 型壓縮機進行了10 次故障處理，故障大致分為機體或匯管振動較大、密封元件滲漏、壓縮缸漏氣以及氣閥損壞。經過現場分析，這些故障中，振動較大、密封元件滲漏都與機體不對中有直接關系。根據2018 年上半年機泵維修統計，2#V 型壓縮機維修了3 次，而3#V 型壓縮機在2014 年上半年僅進行了一次維修。

3 結論及建議

動設備軸對中偏差主要由制造偏差、安裝偏差以及熱膨脹等原因造成。在設備運行過程中，超負荷、工況變化劇烈、高溫高轉速下連續運轉，聯軸器尤其是橡膠材質聯軸器會發生錯位，軸系扭矩發生較大變化，使聯軸器對中偏差加大。在設備調試維護過程中，地腳螺栓未緊固到位，或者調校過程中未進行地腳調校也會造成后期對中偏差，不及時發現并處理，隨著設備的運行，會加劇機器的振動、軸承的磨損、密封件失效等故障。

相對于傳統軸對中方式，運用激光對中儀，借助激光束對中避免了撓度對對中精度的影響，減少了工具、人為因素對對中工作的影響。對中精度高，安裝過程判斷直觀，對中情況及支腳調整量在屏幕直接顯示，減少了復雜的計算，提高了安裝維護效率。

通過激光對中儀在采氣一廠氣田生產中的應用，總結出以下注意事項：

（1）旋轉機械首次安裝時，必須考慮機泵的對中情況。機泵基座設計、施工時，要做到精細、精確，因為基座一旦澆筑混凝土成型，很難在聯軸器的垂直方向上進行對中調整（尤其是電機基座過高的情況下）。

（2）旋轉機械維修后需對電機進行垂直方向和水平方向上的對中調整，一般先調整垂直方向，再調整水平方向，因為垂直方向上的調整一般不會影響到水平方向的調整結果。

（3）定期對旋轉機械進行巡檢，發現異常及時停機檢測、排除故障。

（4）激光對中、振動測試、紅外熱成像等技術綜合使用，初步判斷設備對中情況，提高對中精度。