4MSGEP-5/30型氮氣壓縮機故障分析

黃 成

作者通聯:寶鋼集團八鋼公司能源中心制氧廠 新疆烏魯木齊市 830022

E-mail：huangchenga@sina.com

1.啟動故障

一臺美國庫珀（cooper）公司生產的氮壓設備，型號4MSGEP-5/30，設計流量26000m3/h，壓力2.1MPa。西門子電機，功率4500kW，額定轉速2988r/min，額定電流300A。機組為四級，H形離心透平式壓縮機，壓縮機1、2級共用一齒輪軸，3、4級共用一齒輪軸，分別由增速機大齒輪驅動，大齒輪與電機之間用疊片式聯軸器連接。

啟動該氮壓機，當日共啟動兩次，均為因第一級軸振高而跳車。仔細觀察整個啟動過程，發現在轉速提升過程中，固態軟啟動柜的啟動線性較差，能明顯觀察到兩次轉速停滯的過程，在軟啟動柜的控制下重新加速過程中，發生一級轉子軸振動偏高聯鎖跳車。與cooper美國制造總部，西門子電機相關專業人員取得聯系，決定將軟啟動柜啟動值重新設置（降壓70%、恒壓65%、時間18″），并將第一級軸振啟動跳車值設置由原先的2倍正常運行值，調整為2.5倍（125μm）。調整后，完成了啟動過程，達到額定轉速。機組滿負荷后，除第四級振動值偏高外，其他各級均較正常。故此，做出軟啟動柜存在啟動故障的判斷，需對軟啟動柜進行仔細檢查。

對固態軟啟動柜柜內所有電氣元件進行檢查，未發現任何異常。通過低壓試驗，發現軟啟動PLC控制恒壓輸出百分比，與實際電壓輸出存在較大偏差，導致壓縮機啟動過程線性較差，啟動電流過大。對PLC內部程序進行優化，再次進行低壓試驗后，可滿足啟動條件。再次啟動壓縮機，啟動過程線性較好。

2.第4級振動故障分析

鑒于初次設置的潤滑油供油壓力較設計值偏高，實際調整值0.2MPa，設計值0.16～0.18MPa，故將油壓調整至0.16MPa觀察其情況，各級振動變化不大，4級振動由34.7μm降低至33.8μm，振動值仍然偏高，效果不明顯。因此認為，油壓偏高僅為振動值偏高的次要原因。

經過對各方面可能引發振動值偏高的因素進行判斷排除后，故障點最終集中在4級轉子動平衡不良上。為準確測量氮壓機的振動器情況，用Cameron Compression Systems所配采集器，對4級軸振進行頻譜分析，4級振動在主機一倍頻27774r/min時，振動值0.71mils即18μm。經過觀察，機組在提升負荷的過程中，伴隨著4級振動呈上升趨勢。因此判斷，4級轉子動平衡不良是造成振動值偏高的重要原因。

3.轉子動平衡校驗

采取設備在線上動平衡試驗，采用更換4級轉子葉輪鎖緊螺母及配重塊的方法進行校正。此方法對生產無影響，可滿足在設備達到滿負荷運行情況下觀察其振動值的目的，具有較高的實施意義。

4.處理效果

采用線上動平衡試驗后，機組滿負荷運行時，其各級振動值見表1。

表1 線上動平衡試驗軸振情況 μm

通過表1可以看出，機組4級振動值得到改善，用采集器對4級軸振進行數據采集，分析頻譜，4級振動在主機一倍頻27774r/min時，振動值由18μm減至6μm。連續觀察三天，無上升趨勢。