狀態監測技術診斷焦化富氣壓縮機不平衡故障

劉 源，李大鵬，高宏全

（1.克拉瑪依市科比技術有限責任公司，新疆克拉瑪依 834003；2.中石油克拉瑪依石化有限責任公司，新疆克拉瑪依 834003）

0 引言

中石油克拉瑪依石化有限責任公司煉油第四聯合車間富氣壓縮機K2201 是焦化化裝置的關鍵設備，機組型號為2MCL458-9。2018年9月23日，大檢修后第一次開機運行，現場反映機組運行工況良好，24日由于其他原因導致機組連鎖停機，重新再開機后內部測點顯示，壓縮機振動量值有大幅增加，有一個測點振動位移超過報警值，經過頻譜圖分析，所有測點的主要振動頻譜成分為1 倍頻（壓縮機的轉速頻率），軸心軌跡為橢圓形，外表較光滑，經過判斷設備主要存在不平衡故障。

1 設備結構與測點分布

富氣壓縮機是汽輪機帶動的9級壓縮機，機組結構及測點布置見圖1。

圖1 壓縮機結構與振動監測測點分布

內部測點，從汽輪機端觀察：VIA2560 和VIA2561 為汽輪機自由端軸承處兩測點；VIA2562 和VIA2563 為汽輪機聯軸器端軸承處兩測點；VIA2500 和VIA2501 為壓縮機自由端軸承處兩測點；VIA2502 和VIA2503 為壓縮機聯軸節端軸承處兩測點（圖1）。

2 振動分析過程

（1）DCS 顯示旋轉軸各測點振動量值見表1。其中，汽輪機和壓縮機振動報警值分別是44m 和64m。

表1 各測點振動通頻值（振動位移） m

表1 各測點振動通頻值（振動位移） m

由表1 可知，9月24日由于意外停機重新開機后，各測點振動量值比23日有較大幅度增加，其中測點VIA2503 振動量值為72m，超過報警值（64m）。

（2）表1 中壓縮機測點頻率組成及各頻率振動量值見表2。其中，1 倍工頻（1）的頻率為145 Hz。

表2 壓縮機測點頻率組成及各頻率的振動量值 m

表2 壓縮機測點頻率組成及各頻率的振動量值 m

由表2 可知，組成壓縮機各測點的頻率成分中，1 倍頻（轉速頻率）占主要成份，其他頻率振動量值較小。壓縮機的軸心軌跡為橢圓形接近圓形，是不平衡的故障特點。

（3）機組外殼振動量值見表3。

表3 機組外殼振動量值 mm/s

圖2 測點3H 檢修前振動頻譜圖（2018年7月30日）

圖3 測點3H 振動頻譜圖（2018年9月24日）

圖4 測點3H 維修后振動頻譜圖（2018年9月28日）

機組外殼振動監測顯示：9月24日監測，壓縮機測點3H 頻譜圖顯示1 倍頻振動量值占測點振動量值的主要成分，且1 倍頻振動量值比檢修前有較大幅度增加，由0.45 mm/s 增加至0.85 mm/s（圖2、圖3）。

經過分析，初步判斷壓縮機存在轉子不平衡故障，隨后對壓縮機進行拆檢，發現壓縮機葉片上粘附一塊檢修時用的大布。取掉大布后于28日重新開機，表1 中各測點振動位移有較大幅度下降，均小于報警值；表3 中外殼大部分測點振動量值也有所減小，壓縮機測點3H 頻譜圖中1 倍頻振動量值比24日有較大幅度下降，由0.85 mm/s 降至0.41 mm/s，恢復至檢修前水平（圖4）。所以，故障診斷準確。

目前各測點振動量值均在標準范圍內，運行工況良好。

3 結束語

通過以上案例可知，通過不同的監測手段可對機組的運行狀況進行更加全面的分析。在以上案例中，外殼的振動數據雖然較小、沒有超過報警值，但內部測點的振動量值已超過報警值。內、外監測數據進行參照對比分析，才能使狀態監測達到為設備安全運行起到保駕護航的作用。