石化企業大型機組摩碰故障診斷

李宇光

（中國石油遼陽石化分公司，遼寧遼陽 111003）

0 引言

在石油煉化企業中，大型關鍵機組設備運行完好是保證裝置安全運行的前提，也是企業能夠平穩生產和繼續發展的源動力，因此對機組振動情況的日常監護必不可少。在高溫、高壓、高速的旋轉設備中，往往把軸封、級間密封、油封間隙設計得較小，但過小的間隙則會引起轉子與靜子部件之間的摩擦。

1 轉子與靜止件摩擦的分類

（1）徑向摩擦。轉子在渦動過程中軸徑或轉子外緣與靜止件接觸引起的摩擦。

（2）軸向摩擦。轉子在軸向與靜止件接觸引起的摩擦。

2 轉子與靜子件摩擦的振動特征

（1）頻譜圖除工頻外，還有豐富的高次諧波。

（2）嚴重磨損時，還會有1/2X、1/3X、3/2X 等精確的分頻成分。

（3）帶有溫升和噪聲。

（4）轉子失穩前頻譜豐富，波形畸變，軸心軌跡不規則變化。

（5）波形嚴重變成削波，軸心軌跡紊亂或發散。

3 實例

某大型石化公司一臺機組，電機轉速2982 r/min，鼓風機轉子共7 級葉輪，機組結構簡圖見圖1。污水車間C123 離心式鼓風機剛經過檢修，風機兩端更換新軸承，轉軸打了跳動皆在5 道以內，帶有7 個葉輪的轉子做過動平衡。該機組運轉一周后振動開始明顯增大并伴有異聲，由于該車間沒有任何振動測試的儀器，只能依靠耳聽、手摸來判斷機組運行狀態，因此沒有對于該機組的初始運行數據記錄。

根據該廠機動科要求，在3 月2 日對該機組進行現場振動測試，測試情況詳見該日的測試技術報告。之后現場人員發現電機負荷端軸承座有裂紋，因此對其進行更換，并重新調節了機組的對中，聯軸節的對中數據為左右1 道，上下8 道，在正常范圍內（不大于10 道）。

圖1 機組結構簡圖

3 月19 日，對該機組再次進行振動測試。再次開機運行后，該風機振動仍超標（不大于4.5 mm/s），采用便攜式測振儀測得的機組各測點位移和速度振值見表1。由測得數據可以看出，該機組風機兩端的振動狀態呈現整體超標（不大于4.5 mm/s），鼓風機出口端的振動表現尤為顯著，并且振動值呈現不穩定的變化狀態。該機組在運行過程中會發生不定時的噪聲瞬間降低現象，同時各測點振值大幅度降低，這一現象大約會持續30 s。這一階段鼓風機出口端的水平方向振動值可低至15.9 mm/s，垂直方向振動值可低至6 mm/s，軸向振動值可低至10 mm/s，然后振值會恢復至較高狀態（表1）。從測得的波形頻譜圖看，風機兩端頻譜的頻率成分以風機轉頻占主導，并伴有較高幅值的2X、3X、4X 等倍頻成分，其中隨全頻振值的變化風機轉頻和3X、4X 的振值也隨之明顯變化；電機兩端頻譜的頻率成分以電機轉頻占主導，伴有較小幅值的2X、3X。根據上述數據和頻譜圖，認為引起機組高振動的原因是鼓風機部件發生摩碰故障。

表1 機組各測點位移和速度振值

4 總結

石化企業大型機組在旋轉過程中，因為安裝間隙有誤、工藝變化等情況，均會出現轉子與靜止部件間的摩擦，導致機組無法正常運轉，甚至發生設備事故。通過對該機組振動的綜合診斷和分析，證明摩碰故障的特征，充分證明現場應用頻譜分析儀的有效性，實現達到及時準確診斷故障，保證生產安全穩定運行。