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壓縮機升速期間振動大問題處理

2020-06-01 10:26:08
設備管理與維修 2020年9期
關鍵詞:振動

趙 錚

(沈陽鼓風機集團股份有限公司,遼寧沈陽 110869)

1 機組設計參數

該機組一段6 級,汽輪機拖動,設計轉速10 823 r/min,標準容積流量270 000 Nm3/h,進口壓力11.15 MPa(111.5 Bar),進口溫度55 ℃,出口壓力13.45 MPa(134.5 Bar),出口溫度77.61 ℃,一階臨界轉速5627 r/min,二階臨界轉速19 823 r/min,設定臨界區間5100~6100 r/min。

2 問題描述

機組試車,臨界期間速率100 r/s,壓縮機啟車升速,轉速4500 r/min,壓縮機非驅動端A 點振動值上漲至24 μm,5100 r/min達到43 μm,5700 r/min 時非驅動端A 點振動值88.9 μm,聯鎖停車。此時壓縮機非驅動端B 點振動值達到80 μm,驅動端兩點振動及汽輪機振動有一定上漲,漲幅不到10 μm(圖1)。

圖1 振動趨勢

3 排查方向

排查現場機械試車壓縮機振動情況。排查現場氮氣試車壓縮機振動情況。核算轉子不平衡響應報告,核算臨界轉速。

4 原因分析

(1)機械試車,臨界速率50 r/s,最大振動出現在5700 r/min,壓縮機非驅動端A 點振動值57 μm,升速至10 000 r/min,振動值下降至15 μm 以內。安裝干氣密封回裝儀表發現,振動、位移探頭與延伸電纜接線錯誤,51 前置器接6 m 線程(探頭加延伸電纜),這樣連接會導致探頭靈敏度降低,由此推斷空負荷試車振動為假值,實際值≥57 μm。由此初判壓縮機在臨界區間振動大,可能原因是軸瓦安裝問題、升速速率問題,以及轉子在臨界區間不平衡響應大。機械試車趨勢如圖2 所示。

圖2 機械試車趨勢

(2)氮氣試車共進行4 次,每次試車情況基本一致,壓縮機均在5700 r/min 時,非驅動端A 點振動大聯鎖停機,振動值超過88.9 μm,非驅動端B 點振動值80 μm。排查壓縮機軸瓦間隙、過盈等安裝情況,均在設計要求范圍,其中軸瓦間隙取設計要求下限。因此可以排除軸瓦問題引起壓縮機在臨界區振動聯鎖停機。

氮氣試車期間,臨界區間速率60~100 r/s,根據實際過臨界區的時間反算,實際升速速率與設定升速速率基本一致。因此可以排除臨界區間升速速率與實際不符,引起壓縮機臨界區振動大。觀察壓縮機聯鎖停機過程,懷疑轉子在臨界區間不平衡響應大(圖3)。

圖3 氮氣試車歷史趨勢

(3)核算確認給定一階臨界轉速沒有問題,實際運行在5700 r/min 振動響應大,間接驗證一階臨界轉速是正確的。核算轉子不平衡響應滿足相關標準規定,由此可以判斷設計不存在問題。

5 改進方案

(1)如裝置投產不具備停機條件,鑒于實際轉速在6100 r/min以上,振動值已下降,到達工作轉速后,振動值均在25.4 μm 內。現場可以在控制系統中,臨界區間由5100~6100 r/min 更改至3100~6100 r/min,增加汽輪機暖機時間,以及在臨界區間增加延時。綜合同類機型其他現場使用經驗,該方案具有可行性。

(2)建議停機拆檢,復查缸體密封,如有間隙超差或損壞,立即更換。建議轉子重新動平衡處理。

6 改進效果

綜合考慮在臨界區間增加聯鎖延時,以及增加臨界區間及暖機時間。再次啟車,轉速6700 r/min,壓縮機非驅動端最大振動值44 μm。之后投入工藝氣體,轉速8500 r/min,壓縮機最大振動值20 μm。

7 結語

壓縮機在臨界區間要求快速通過,因為臨界區間表現就是軸振動大。本臺壓縮機轉子在臨界區間較為敏感,需要增加汽輪機暖機時間,可以增加適宜的聯鎖延時。由于安裝條件改變等原因,多個現場發生同類事件,經過多次運轉使用也有好轉現象。

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