雙螺桿壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子振動(dòng)監(jiān)測(cè)與故障分析

韓風(fēng)梅，戴風(fēng)濤

（中國(guó)石油獨(dú)山子石化分公司，新疆克拉瑪依 833699）

0 引言

雙螺桿壓縮機(jī)是化工企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的重要設(shè)備，在使用過(guò)程中出現(xiàn)振動(dòng)異常的情況，對(duì)生產(chǎn)平穩(wěn)運(yùn)行造成不利影響，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)p壞轉(zhuǎn)子。某石化公司雙螺桿壓縮機(jī)為某公司制造生產(chǎn)的HS204/16536 型，電機(jī)驅(qū)動(dòng)，額定功率370 kW，陽(yáng)轉(zhuǎn)子（主動(dòng)轉(zhuǎn)子）通過(guò)同步齒輪帶動(dòng)陰轉(zhuǎn)子（從動(dòng)轉(zhuǎn)子）旋轉(zhuǎn)，陽(yáng)轉(zhuǎn)子有4 個(gè)凸齒輪，陰轉(zhuǎn)子有6 個(gè)凹槽，陰、陽(yáng)轉(zhuǎn)子外徑相同，轉(zhuǎn)子工作轉(zhuǎn)速9400 r/min。

1 壓縮機(jī)振動(dòng)監(jiān)測(cè)情況

2019 年5 月17 日2：54 左右，該機(jī)組壓縮機(jī)測(cè)點(diǎn)XE23802Y發(fā)生波動(dòng)，超標(biāo)，最大幅值9.1 mm/s（圖1）。

圖1 雙螺桿壓縮機(jī)測(cè)點(diǎn)位置

（1）數(shù)據(jù)來(lái)源。壓縮機(jī)振動(dòng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是由某公司研發(fā)安裝的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)S8000，傳感器是電渦流傳感器。

（2）參考標(biāo)準(zhǔn)。采用SHS01003—2004 石油化工旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)：15 kW≤功率≤300 kW，正常標(biāo)準(zhǔn)為≤2.8 mm/s，停機(jī)標(biāo)準(zhǔn)為>7.1 mm/s。

2 頻譜圖及其分析

（1）壓縮機(jī)測(cè)點(diǎn)XE23802Y 振動(dòng)趨勢(shì)分析（圖2）。從振動(dòng)趨勢(shì)圖可以看出，壓縮機(jī)測(cè)點(diǎn)XE23802Y 振值突然異常升高，后又回落至正常狀態(tài)。

圖2 壓縮機(jī)測(cè)點(diǎn)XE23802Y 振動(dòng)趨勢(shì)

（2）壓縮機(jī)測(cè)點(diǎn)XE23802Y 波形頻譜圖分析（圖3）。該壓縮機(jī)實(shí)際工況下運(yùn)行轉(zhuǎn)速為9400 r/min，運(yùn)行頻率為156.67 Hz。從振值異常波動(dòng)時(shí)的波形頻譜圖上看，時(shí)域波形近似于正弦波，主要振動(dòng)頻譜為156.67 Hz，為壓縮機(jī)工頻，即1 倍頻。

圖3 壓縮機(jī)測(cè)點(diǎn)XE23802Y 波形頻譜

（3）單通道多特征趨勢(shì)圖分析（圖4）。本次振值波動(dòng)僅與1 倍頻相關(guān)，頻率分布無(wú)明顯變化。

圖4 壓縮機(jī)測(cè)點(diǎn)XE23802Y 單通道多特征趨勢(shì)

綜上所述，分析認(rèn)為該壓縮機(jī)振值異常波動(dòng)的主要原因是異物進(jìn)入，造成壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡瞬間被破壞所致。

3 分析結(jié)果驗(yàn)證

2019 年7 月該壓縮機(jī)停機(jī)檢修，解體，對(duì)轉(zhuǎn)子進(jìn)行檢查發(fā)現(xiàn)，陽(yáng)、陰轉(zhuǎn)子表面均存在明顯的啃咬痕跡，在陽(yáng)轉(zhuǎn)子的螺旋槽根部磨損，在陰轉(zhuǎn)子的螺旋槽頂端磨損，磨損痕跡相吻合（圖5，圖6）。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)檢修情況，可以確定陰陽(yáng)轉(zhuǎn)子間進(jìn)入了異物。檢查壓縮機(jī)入口過(guò)濾網(wǎng)完好，進(jìn)一步分析認(rèn)為是入口過(guò)濾網(wǎng)后的入口端腔體雜質(zhì)脫落，進(jìn)入陰陽(yáng)轉(zhuǎn)子間造成的啃咬磨損。

圖5 陽(yáng)轉(zhuǎn)子表面啃咬痕跡

圖6 陰轉(zhuǎn)子表面啃咬痕跡

4 總結(jié)

振動(dòng)監(jiān)測(cè)及故障診斷對(duì)設(shè)備運(yùn)行維護(hù)起到了指導(dǎo)作用。通過(guò)振值變化結(jié)合譜圖分析，可以快速分析出設(shè)備存在的隱患，更準(zhǔn)確、更高效地判斷出故障原因及類型。隨著制造業(yè)裝備水平的不斷提升，通過(guò)數(shù)字化智能在線監(jiān)控對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)與診斷，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常狀況，降低設(shè)備故障率，這正是設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控、預(yù)知性維修指導(dǎo)生產(chǎn)和維護(hù)的意義。