空壓機軸振動升高分析及處理

宋治乾

（成都艾爾普氣體產品有限公司，四川 成都 611930）

1 本套裝置空壓機簡介

本套35000m3/h 空分裝置配套空壓機是由西門子提供的STC-GV 型齒輪多軸等溫離心式壓縮機，電機驅動并帶整體式齒輪箱，壓縮機為三級壓縮，氣體經一級、二級壓縮后分別進入其中間冷卻器，冷卻器水走管層氣走殼層，三級壓縮后直接進入后續工段，空壓機進口導葉采用西門子自研發一套導葉調節系統，其一級為導葉調節驅動裝置，二級導葉與一級導葉用連桿結構相互結連在一起，三級導葉又與二級導葉用連桿結構相互連接在一起，當一級導葉調節驅動系統調節時同時，也對二級、三級導葉進行了調節，空壓機設計排氣量180000m3/h，排氣壓力為0.604MPa，電機軸功率為15500kW。

2 設備問題現象及原因分析

2.1 軸振動參數變化情況

空壓機自裝置建成以來運行穩定，即便裝置在進行大的負荷調整時，空壓機振動值都能保持在正常運行范圍內（二級振動值正常值12.5um），沒有出現大的波動變化，然而在操作人例行每半月DCS 曲線檢查時，發現空壓機二級軸振動值在某段時間突然升高8um 左右，10s 以后又降到起先運行值，當時，判斷是由于潤滑油里面雜質引起，沒有過多的去關注此問題；但是，沒過多久空壓機二級軸振動值又不時的出現跳動，跳動值在5um 左右，而且裝置在進行負荷調整時，空壓機二級軸振動值也會隨著負荷發生變化。

2.2 初步原因分析

針對空壓機二級軸振動值變化這一問題，裝置也采取了一些措施，做了空壓機二級軸振動高跳車的裝置緊急預案，同時，對空壓機二級振動值高的原因進行了深入的研究探討，初步懷疑是空壓機葉輪結垢使得轉子動平衡發生變化或潤滑油品質出現問題所引起二級軸振動值變化；因為本套裝置空壓機沒有帶葉輪自清洗系統，無法實現葉輪在線清洗，只好等待有維修窗口時進行拆機檢查。同時，將空壓機潤滑油樣

品送往有資質的檢測單位進行分析；在此空壓機運行期間加強內操室DCS 監控及現場巡檢并對壓縮機各運行參數做好記錄以供更好地分析跳動的原因。

3 拆機檢查發現的問題

在等潤滑油分析報告的時候，因氮氣、氧氣客戶需要停機進行設備檢修，這時，為空壓機檢查維修提供了便利的窗口，首先，對空壓機進口過濾器進行了檢查，發現一級濾筒和二級濾板有著不同程度的損壞，而且有部分濾板碎屑被吸進了壓縮機內。打開一級管線時，發現一級葉輪上面有少量的灰塵，隨后，有對二級進口管線進行了拆卸，結果發現二級管線銹蝕嚴重，且二級葉輪上有很厚的一層沙土及銹蝕殘渣；三級同樣也進行了拆卸，葉輪上有灰塵，發現管線有輕微腐蝕；打開一級冷卻器進行檢查，發現水走的管層沒有任何的銹蝕和堵塞，而氣體走的殼層，在換熱器與管線對接的法蘭處設備自身的防腐層材料有脫落部分輕微銹蝕，檢查換熱器里面發現銹渣，換熱器內部防腐層完好，殼層底部沒有出現防腐層脫落及銹蝕痕跡；對二級冷卻器也進行了同樣的檢查，結果二級冷卻器較一級冷卻器完好沒有出現防腐層脫落和銹蝕現象。根據現場實際情況，之前判斷葉輪結垢是合理正確的，檢維修人員對葉輪上的灰塵及沙土銹渣用細砂紙打磨清理，再將葉輪上面的有點腐蝕的地方用異丙醇進行清洗處理，保證其表面光潔度符合設備工藝要求，并對管線及換熱器入口處防腐層進行重新防腐刷漆噴砂處理。

圖1 結垢的葉輪

圖2 清洗后葉輪

4 軸振動值升高原因具體分析及解決

4.1 壓縮機進口過濾器問題

本套裝置建在山區旁邊，且本地區又是屬于南方多雨地帶，對空壓機進口過濾器的要求相對要高，該地區夏季多雨，冬季多霧霾，使得過濾器使用壽命大大降低，空壓機進口過濾器分為兩級，一級為濾筒初始清潔壓差控制在150Pa，二級為濾板當濾板與濾筒之間差值大于700Pa 空氣過濾器系統會發出蜂鳴的報警提醒壓差過大；空壓機進口過濾器主要是對空氣中的機械雜質、灰塵、固體顆粒等進行清除，但是，雨水天氣較多，被吸入過濾器內空氣潮濕使得許多雜質附著在過濾器表面不能被清理干凈；同時，裝置在變負荷時，過濾器因空氣潮濕及進口吸附力大出現破損，降低了過濾器的過濾能力，為葉輪結垢埋下了隱患。

4.2 過濾器問題解決方案

裝置檢修完成后，對過濾器反吹氣壓力進行調整，將反吹氣壓力由原來的0.58MPa 提高至0.72MPa，這樣更有利地去除過濾器上面的灰塵雜質，要求現場巡檢時發現二級濾板壓差大于1200Pa 時，在線對一級過濾器進行更換，并對在線更換的過濾器進行編號記錄，檢查濾筒、濾板其表面灰塵厚度及有無破損，以提高進入空壓機氣源的潔凈度。同時，讓水處理部門每月對空壓機一級、二級冷卻器排出的冷凝水進行一次鐵離子、電導率和PH 值分析，保證管道及冷卻器內部無腐蝕。

4.3 潤滑油系統監測

潤滑油是設備運行的血液，根據有關方面數據統計，設備75%的故障是由潤滑不良所引起；本套空壓機組潤滑油系統運行穩定，油溫、油壓、油過濾器壓差等參數在壓縮機二級軸振動發生跳動時與往常記錄參數進行對比沒有變化，為了保證空壓機能夠長久穩定運行，公司制定了相關潤滑油管理制度與規定，要求每3 個月對潤滑油進行取樣送到當地檢測部門進行樣品分析，還需每半年將空壓機潤滑油樣品送到GTI 廣研檢測進行一次分析，對其中一些重要的參數運動黏度、總酸值、水分、抗乳化性、漆膜值等數據進行分析記錄存檔。

今年又聯系潤滑油清洗廠家，用濾油機在線對空壓機潤滑油進行清洗過濾，之后送GTI 廣研檢測分析，從分析數據可以看出壓縮機潤滑油各項指標均正常。

5 得出結論

壓縮機葉輪結垢引起轉子質量分布不均勻使得壓縮在運行時其轉子動平衡受到影響，從而導致壓縮機二級振動值跳動，對壓縮機吸入口過濾器參數進行及時搜集對比，及時更換壓縮機進口濾筒和濾板，避免出現由于濾筒或濾板破損壓縮機將大氣中灰塵及雜質吸入機體內，造成葉輪結垢和管道內壁腐蝕，影響壓縮機安全穩定運行。

6 結語

空壓機在整個空分裝置中投資比重大，是整個裝置的核心動力設備，相當于人體心臟，當壓縮機參數出現細微變化時，能夠及時發現進行分析討論，對設備能夠安全、可靠、平穩運行是至關重要的，也對整個裝置的生產至關重要。