氯氣壓縮機振動超標的分析與處理

許小玲

（南寧化工股份有限公司，廣西 南寧 530031）

氯氣壓縮機振動超標的分析與處理

許小玲

（南寧化工股份有限公司，廣西 南寧 530031）

以南寧化工股份有限集團公司2號氯氣壓縮機軸振動超標檢修為例，對能引起軸振動超標的原因進行了系統分析，并提出了解決措施。運行結果表明，這些方法能有效降低設備故障，減少停產時間，提高產品質量和產量。

氯氣壓縮機；振動；檢修

1 氯氣壓縮機組及軸振動超標故障

南寧化工股份有限公司氯堿廠氯氣壓縮輸送設備采用的是錦西化工機械廠生產的H2C58-6型三級六段水平剖分離心式壓縮機。該機屬離心式壓縮機，電機與壓縮機之間由增速齒輪箱連接，壓縮機正常運轉時轉速約為6 000 r/min，屬于高轉速設備。

該機組自從2004年投入使用后，運行狀況不理想，軸振動一直位于臨界狀態，徑向軸振動值在低報警線50 μm附近波動。雖然在2005年和2006年進行多次檢修，但問題仍得不到解決，2年多來共發生軸位移振動超差故障6次，造成機器連鎖保護跳閘和生產停車，嚴重影響了生產。

2 振動原因分析

經過分析認為，引起壓縮機軸振動過高的主要因素有（1）轉子動不平衡；（2）軸瓦間隙過大；（3）機組對中發生變化；（4）儀表顯示假值。

要徹底解決壓縮機軸振動偏高的問題，需對上述各項可能的原因進行排查分析。

2.1 轉子動不平衡對振動的影響

壓縮機工作時，轉子的轉動存在不平衡離心力，從而引起轉子的徑向振動，并通過支承轉子的軸承沿徑向傳播，使得整個機組在工作過程中產生振動和噪聲。當振動程度在規定的范圍內時，振動不會影響機組的正常工作，但是，當不平衡離心力增大到一定值后，轉子會產生很大的橫向振動，這時振動不僅會影響機組正常工作，而且還會引發一系列嚴重后果，如軸承磨損、燒毀及轉子斷裂等。

為徹底排除轉子動不平衡對振動的影響，于2006年底將壓縮機轉子送回生產廠家進行轉子動平衡實驗，排除了由于轉子動平衡問題產生振動的可能性。

2.2 軸瓦間隙對振動的影響

軸瓦間隙是影響軸承穩定性的主要因素之一，對各間隙進行了仔細測量，標準值與實測值的對比情況見表1。

表1 軸瓦間隙標準值與實測值的對比 mm

各軸瓦間隙均在正常范圍內，從而排除了軸瓦間隙過大引起軸振動的可能。

2.3 機組對中對振動的影響

機組的對中找正就是使機組各轉子達到同一軸心線的調整過程，通常要選定轉子的軸心線為基準，通過對中找正，機組各轉子軸心線達到同軸心，消除不應有的附加應力，從而保證機組長期、穩定的連續運轉。

由于壓縮機為高轉速機器，在運行狀態下，機組的機殼、軸承座等部件的溫度比環境溫度要高的多，而當機組停止時，各部件的溫度趨于環境溫度。 由于機組各部件存在熱脹冷縮現象，在冷態時，機組各轉子軸心線處于同心線的位置；在熱態時，可能處于不同心的位置。 對機組冷、熱態對中曲線的測繪有一定的困難。

為徹底排除由機組對中原因產生振動的可能性，請廣西計量測試研究所采用先進的激光找正儀對整體機進行了全面的找正工作。 結果顯示，機組符合對中找正的要求，可以排除振動是由機組對中不合格引起的。

2.4 對在線振動檢測儀表的排查

氯壓機軸振動監測系統采用了先進的在線檢測儀，其中，檢測振動的核心設備即傳感器為德國原裝進口的申克傳感器。為排除傳感器原因而造成的虛假超差現象，拆下儀表，由電儀車間對檢測儀表進行全面的校準。結果證明，儀表沒有超出偏差。

2.5 對潤滑油系統的排查

對工藝操作記錄進行分析，發現該機潤滑油的更換比較頻繁，最近一次換油時間為2006年4月，使用還不到半年，未到換油時間，但換出的潤滑油顏色偏黑。

對換出的機油的化驗結果可知，由于潤滑油變質造成潤滑不良，使止推瓦和推力盤發生急劇磨損，是軸位稱振動超標的主要原因。對潤滑油進行觀察和化驗的結果見表2。

為了找出潤滑油變質的原因，收集了變質油中的綠色懸浮物做能譜分析。結果表明，綠色懸浮物中氯元素的含量高達70%~80%。再取合格的潤滑油做通氯氣試驗，發現通氯氣10 min后，顏色變深，酸值超標，帶有刺激性氣味。通過以上化驗及對比試驗的結果可知，在氯氣壓縮機運行過程中，油系統串進了氯氣，使潤滑油吸收氯氣而變質。氯氣的泄漏程度與軸封結構和軸封在工作時的狀態有直接關系。

表2 潤滑油觀察及分析結果

2.6 氯氣泄漏原因分析

原因找到后，進行了進一步的分析。壓縮機兩端軸封的結構是完全相同的，都裝有5道迷宮密封環和1套填料密封。填料密封在工作時，外側通入密封氮氣，并且控制外側壓力高于內側壓力，形成一個壓差（設計值為686.7 Pa），在壓差作用下，氯氣不能漏到填料密封外側。另外，壓縮機兩端還各裝有1套停機狀態使用的手動停車密封。油封采用的是1道迷宮密封環。

由軸封的結構特點和設計要求可以看出，當填料密封外側對內側的壓差小于零時，就會發生氯氣泄漏。另外，氮氣管網中混入氯氣，氯氣隨軸封氮氣越過填料密封外側的2道迷宮密封環從軸封處泄漏。

3 采取的措施及效果

（1）安裝專用的軸封密封氮氣專用管線，同時向油系統充保護氣。

a.對軸封氮氣管進行改造，采用專用管線輸送密封氮氣，不與其他工藝管路相混用，并將其與別的系統有聯系的地方完全斷開，防止氯氣、氫氣和氨氣等有害氣體混入氮氣中。

b.分別在壓縮機兩端軸瓦箱、增速箱及油箱上安裝保護氣接頭，增設保護氣充加裝置，不斷向油系統內充加干燥氮氣或干燥空氣，避免油與氯氣接觸。

（2）加強填料密封的檢查監控。檢修時嚴格控制填料密封的密封間隙，保持0.15 mm的標準。在檢修施工中，認真落實軸密封套和扇形塊的保護措施，并形成檢查制度。

（3）在主軸兩端軸瓦箱處安裝擋氣環。

在壓縮機主軸兩端的暴露部位靠軸瓦處，各安裝1個擋氣環，如果氯氣發生泄漏，由于其在高速旋轉時會產生離心力，不斷向外甩出，擋氣環的作用是萬一氯氣發生泄漏，使泄漏的氯氣不能進入到軸瓦箱，達到保護軸瓦和軸承的目的。

（4）嚴格工藝操作紀律。

通過工藝分析得知，密封氮氣的壓力控制對密封性能有很大影響，而氯氣能否透過密封氣的密封作用進入軸承座，取決于密封氣與工作氯氣的壓力差，控制密封氣與工作氯氣的壓力差是關鍵。為此，把密封氣與氯氣的壓力差作為重要監控指標進行控制。

通過以上措施，使軸位移故障大為減少，運行效果十分良好。2008年進行停車大檢修時，對潤滑油進行化樣檢查，沒有發現變質現象，隨后，又實施了向油系統充加保護氣的措施，效果顯著，2009年運行至今，未發生過類似故障。此外，以上措施投資少，符合該廠的實際情況，易于在生產和檢修中實施,易于操作和維護。

Analysis and treatment of the excessive vibration of the chlorine compressor

XU Xiao-ling
（Nanning Chemical Industry Co.,Ltd.,Nanning 530031，China）

By taking the overhauling of No.2 chlorine compressor of Nanning Chemistry industry Co.,Ltd.,this paper introduces the methods for analyzing the reasons of the excessive vibration.A complete set of control methods for preventing excessive vibration of chlorine compressor was introduced.The results show that the relevant countermeasures can effectively reduce the equipments break down and enhance the quality and output of products.These methods was successfuly used.

chlorine compressor；vibration；overhaul

TQ051.21

文章編號：1009－1785(2011)09-0024-02

2011-05-27