2MCL705離心壓縮機常見故障與在線監測診斷實例

吳小云，劉 健

(連云港堿業有限公司，江蘇連云港 222042)

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2MCL705離心壓縮機常見故障與在線監測診斷實例

吳小云，劉 健

(連云港堿業有限公司，江蘇連云港 222042)

2MCL705離心壓縮機經常出現一些諸如油膜渦動、轉子不對中、旋轉分離、葉輪結垢、動靜部件摩擦、轉子不平衡等常見故障，而故障的來源比較復雜，有機組運行環境的惡化，也有機器設備自身問題，還有檢維修存在的不足等，傳統經驗判斷很難直接給出準確的結論。通過在線監測與故障診斷系統可以及時、準確地對壓縮機組潛在的隱患與故障進行診斷和分析，并與傳統經驗相結合，可以更好地處理壓縮機存在的諸多問題。

離心壓縮機；故障；在線監測；實例

1 機組概述

連云港堿業有限公司的2MCL705離心壓縮機由沈陽鼓風機廠制造，系汽輪機驅動的離心式壓縮機，壓縮機與汽輪機之間由齒式聯軸器聯接。機組設有獨立的油系統、集中控制調節系統和聯鎖安保系統，以及壓縮機防喘振系統，氣體冷卻和氣水分離裝置及其相應的儀表、電氣系統。壓縮機為單缸、二段壓縮的離心式壓縮機。缸體為水平剖分結構，主要有定子(缸體、隔板、密封)和轉子(軸、葉輪、隔套、平衡盤、半聯軸器等)所組成，轉子為五級葉輪，徑向軸承為橢圓式滑動軸承，止推軸承為米契爾軸承，密封為迷宮密封。

2MCL705離心壓縮機主要作用是通過NG32/25/0汽輪機作為傳動設備帶動MCL系列壓縮機對CO2氣體進行壓縮，來自煅燒的爐氣和來自石灰的窯氣，通過壓縮機加壓后，作下段氣、清洗氣和中段氣送至碳化崗位。為解決窯氣壓縮機因受窯氣含塵的影響而經常出現壓縮機排氣量減少、機組超速運行的現象，經常對窯氣壓縮機進行不停車沖洗操作，這也是造成我公司壓縮機定子部件(主要是內缸、隔板、氣封)腐蝕、轉子葉輪結垢、葉輪出現裂紋的主要因素。

2 機組常見故障及主要原因

壓縮機振動大：①軸振幅增加；②轉子結垢；③軸承損壞；④葉輪故障；⑤轉子變曲、變形。

軸位移大：①儀表故障；②推力瓦故障；③串軸。

壓縮機喘振：①來氣量少；⑦來氣溫度高；③葉輪結垢嚴重；④出氣壓力大；⑤轉速突降。

我公司2MCL705離心壓縮機的故障主要有油膜渦動、轉子不對中、旋轉分離、動靜部件摩擦、部件松動、轉子結垢、聯軸器疲勞、轉子不平衡等。如何對潛在故障進行預知預判，以及對發現的問題進行準確的診斷，是提高大機組管理水平的關鍵，也是大機組長周期穩定運行的關鍵。

面對這些復雜而又具有一定隱蔽性的故障，在線監測與診斷系統給了我們全新的認識和解決方法。

3 在線監測故障診斷系統的簡介

3.1 系統說明

連云港堿業有限公司1#～8#離心壓縮機采用的是北京博華信智的BH5000C在線監測診斷系統。其中1#、2#、3#、8#機組的監測診斷系統是從控制室二次表(BN3500)前面板緩沖輸出接口引出信號到數據采集器中，數據采集器安裝在儀表控制室內，兩者之間通過雙絞線連接。4#、5#、6#、7#機組的監測診斷系統是從控制室二次表(PT2010)后面板“BUF”緩沖輸出接口引出信號到數據采集器中，數據采集器安裝在儀表控制室內，兩者之間通過雙絞線連接。

3.2 測點布置

根據機組現場的監測要求以及原有的儀表通道，各個監測通道類型、數量以及系統軟件的配置情況、測點布置方式如表1。

表1 機組現場系統監測通道數量、類型

圖1 1#～8#壓縮機振動測點配置圖

3.3 系統功能

BH5000C在線監測診斷系統能夠監測故障的發生、發展、變化的全過程，掌握設備運行狀態異常或故障的早期征兆，及時發現問題并解決問題，有利于機組的計劃性檢修，也有利于機組長周期穩定運行；該系統能夠及時自動采集并建立完整的機組狀態數據庫，提供機組的日、月、年度分析報表，以及機組安全運行的多種預警、報警模式。

該系統主要提供以下功能：

1)機組狀態總貌圖：顯示機組測點的位置分布，軸承的位置及各測點實時測量值；

2)監測功能：趨勢及相關趨勢圖、矢量區域監測、多截面狀態監測、多值和單值棒圖等；

3)分析功能：頻譜、時域、相位分析；軸心軌跡；極坐標圖、波德圖、三維頻譜圖等。

4 在線監測診斷實例

通過在線監測診斷系統，我們可以掌握機組實時運行狀態并進行實時分析，通過系統的各種功能和分析方法，我們可以及時、較好地解決機組運行中遇到的諸多問題，以下是我們提供的在線監測診斷實例。

4.1 實例一

圖2 8#壓縮機振動趨勢圖

8#壓縮機在某個時間段壓縮機進氣側軸振動明顯，振值偏高，通過圖2的軸承振動信號的歷史趨勢圖及頻譜圖，我們可以看到1/2倍頻峰值比較明顯，伴有1倍頻，我們判斷機組存在油膜渦動;

處理措施：

1)及時進行高位油箱疏水，調整機組的潤滑油溫，機組振值略降低。

2)進行檢修工作，檢查發現軸瓦巴氏合金存在磨損，更換新軸瓦后，機組運行正常，各項振動參數運行良好。

4.2 實例二

5#壓縮機組某時間段振動較大，機組持續發出低沉吼叫，由于同期生產工藝波動較大，依據經驗判斷為機組發生喘振。

圖3 5#壓縮機振動趨勢圖

通過在線監測系統5#壓縮機振動趨勢圖，我們看到：軸心軌跡紊亂；1倍頻、2倍頻及多倍頻出現明顯峰值；結合生產現場工藝狀況，我們可以得出結論：機組存在喘振，并同時存在對中不良。

處理措施：

1)開大機器回流閥，或者放空，以增加壓縮機入口流量，使其大于喘振流量；

2)及時調整機器轉速；

3)停機后，清理流道雜物，機組轉子重新對中找正，穩定運行工況，機組恢復正常運行。

4.3 實例三

圖4 3#壓縮機振動趨勢圖

3#壓縮機某時間段在高振值運行，頻譜分析可以清晰看出，1倍頻出現顯著峰值，可以判斷為轉子存在不平衡?？紤]3#壓縮機拉窯氣，含塵量高，葉輪容易結疤，易造成轉子不平衡。

處理措施：

1)機組帶水沖洗后，振值明顯下降；

2)要求沖洗時盡量降速，采用沖洗控制振動發展。

5 結 語

如何發現壓縮機存在的安全隱患，并正確處理壓縮機的故障，需要我們在重視傳統經驗及分析方法的同時，積極地使用在線監測與故障診斷系統，一方面可以提高我們對機組隱患排查、故障診斷的水平，另一方面也有利于更好地實現大型機組的計劃性檢修，避免了因為盲目檢修或者失修帶來的不必要損失?？傊?，在線監測系統的投用提高了大機組管理水平，也取得了積極的經濟效益。

TQ114.15

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1005-8370(2016)04-37-03

2016-06-05

吳小云(1971—)，工程師，連云港堿業有限公司機動處副處長，從事設備管理工作。