D450離心式加壓機振動超標問題的處理

尹峰

（山東鋼鐵集團萊蕪分公司能源動力廠，山東萊蕪271104）

D450離心式加壓機振動超標問題的處理

尹峰

（山東鋼鐵集團萊蕪分公司能源動力廠，山東萊蕪271104）

D450型離心式加壓機由于運行過程中振動增加，停機檢修清理葉片和更換電機，完成后機組運行在35 Hz以上時水平振動超過振動標準，不能運行，為此進行現場振動監測，結合“波德圖”通過現場動平衡試驗，進行配重，解決了振動超標的問題。

加壓機；振動；波德圖；動平衡

1 現狀

萊鋼型鋼區轉爐煤氣回收設備主要有8萬m3煤氣柜一座和D450加壓機2臺，AI1000加壓機2臺。當前的運行方式為：煤氣柜出口的轉爐煤氣，經加壓機加壓后主要并入混合煤氣管道。該站3#轉爐煤氣加壓機為D450離心式加壓機，流量27000 m3/h（450 m3/min）；進口介質溫度40℃；工作介質：煤氣；旋向角度逆向；電機功率160 kW；工作轉數2939 r/min。配套電機YBPT315L1－2；調頻范圍0～50 Hz。在1月3日進行停機定修，主要進行了電機更換，葉輪清灰等工作，完工后試車發現機組運行在45 Hz時加壓機負荷側水平振動嚴重超標，初步分析葉輪清灰不均，隨后又拆開用高壓水槍進行清洗，效果不明顯，見圖1。

2 監測數據

萊鋼故障診斷中心現場采用DH5915多通道動態信號分析測試系統進行了啟停機試驗，發現機組振動在35 Hz以后迅速上升，監測數據如表1。

參照國家GB-T 6075.3-2001第二組工業機器的振動標準，該設備位于D區，振動嚴重超標，需及時停機處理。

圖1 D450加壓機設備圖

表1 監測數據

3 振動分析

振動圖譜，見圖2、圖3、圖4。

（1）圖2階次譜分析：振動成分以一倍頻為主，約占通頻值的90%。

（2）圖3波德圖分析：振動隨轉速升高而增大；達到工作轉速后，振動值和相位穩定；水平、垂直方向相位差90°。

（3）圖4軸心軌跡分析：軸心軌跡近似圓形。

圖2 加壓機1#軸承頻譜分析

圖3 加壓機1#軸承啟機波德圖

圖4 1#軸承振動中心軌跡

因此診斷為存在不平衡故障問題。

4 現場動平衡

在工作轉速下40 Hz進行動平衡，具體操作及矢量圖原理如下：

（1）測量初始不平衡：轉頻40 Hz，轉速2400 r/min，該軸承水平振動速度5.7 mm/s∠59.6°，見圖5。

圖5 不平衡響應矢量圖

（2）繪制相位圖，初步確定平衡角度。

（3）根據以往經驗進行試重，以便確認配重塊的反應滯后角，見圖6。

圖6 試重后的不平衡矢量圖

通過在238°位置焊接55 g的配重塊發現不平衡矢量由原來的5.7 mm/s∠59.6°減小至4.3 mm/s∠8°，隨后根據平行四邊形法則繪制出該配重塊的反應矢量，進而得出其影響系數為0.082 mm/s/g∠50°，與通過波德圖估算基本吻合。

所需配重：5.7 mm/s/0.082 mm/s/g∠50°=69.5 g相位：59.6°-50°+180°=189.6°

與DH5925程序計算一致。

（4）去除原有配重后將進行正式配重如下：

69.5 g∠190°，見圖7。

圖7 動平衡矢量示意圖

加重后在轉頻40 Hz，轉速2400 r/min下：

不平衡矢量幅值相位1.7 mm/s∠70°，見圖8。

5 效果驗證

波德圖見圖9。

振動通頻值2.0 mm/s，位于B區，加壓機運行狀態良好，可以長期運行。

6 結語

通過本次現場動平衡處理，解決了該加壓機振動嚴重超標問題，目前設備運行處于優良狀態，同時歸納了該類設備動平衡的分析處理辦法，豐富了該機組的技術參數。

圖8 平衡后的不平衡矢量圖

圖9 平衡處理后的啟機波德圖

[1]ISO10816-3-1998（GB-T 6075.3-2001），振動標準[S].

Treatm ent of Excessive Vibration in a D450 Centrifugal Com pressor

YIN Feng
(The Energy Power Plant of Laiwu Steel of Shandong Iron and Steel Group,Laiwu,Shandong 271104,China)

Vibration increased during the operation of a D450 centrifugal compressor. After shutdown the blades were cleaned and motor was changed,but when restarted the unit and operated above 35 Hz horizontal vibration still exceeded standard requirement and so the unit could not operate.On-site vibration monitoring and dynamic balance test were carried out and with reference to Bode diagrams weight counterbalance was performed,which solved the problem of excessive vibration.

compressor;vibration;Bode diagram;dynamic balance

TH877

B

1006-6764(2015)02-0064-03

2014－05－13

尹峰（1984－），男，2007年畢業于山東科技大學，大學本科學歷，工程師，現從事設備狀態監測與故障診斷工作。