在线监测分析裂解气压缩机振动超标原因

种献文

[摘 要]透平式压缩机因外网原因突然断电，致使双螺杆油泵（SNH/C660R51UM3NW21）停机，油压急剧下降，很快控制油压和润滑油压力便低于联锁值，机组连锁停机。要解决机械振动问题，必须找出产生机械振动的原因。机械振动又分为自由振动与受迫振动，显然引起甲醇透平式压缩机的振动属于受迫振动，同时对受迫振动进行分析。

[关键词]透平式压缩机 振动 联锁

中图分类号：TH455 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）17-0357-01

[Abstract]Because of the sudden power failure ，The turbine compressors double - screw oil pump （SNH/C660R51UM3NW21） down， the oil pressure drop rapidly， and soon the control of hydraulic and lubricating oil pressure is lower than the value of interlocking， and unit chain stop.In order to solve the problem of mechanical vibration， we must find out the cause of the vibration.Mechanical vibration is divided into free vibration and forced vibration.The methanol turbine compressor vibration，apparently， belong to forced vibration.Meanwhile，I will analyze the forced vibration.

[Key words]turbine compressor vibration interlock

2012年3月1日，我公司20万吨甲醇型号为3BCL529合成气（二合一）透平式压缩机因外网原因突然断电，致使双螺杆油泵（SNH/C660R51UM3NW21）停机，油压急剧下降，很快控制油压和润滑油压力便低于联锁值。由于该压缩机由汽轮机带动（T7740），机组连锁停机。经恢复供电，连续试开车两次，均由于压缩机振动值超标联锁停机。在未判明振动原因的情况下，如再强行试车，有可能会造成重大设备事故，于是公司决定停止试车，进行全面检查检修。

我们知道，任何旋转的机器都存在着程度不同的振动，这种振动随着剧烈程度的不同，往往使机器个零件间的磨损加剧、寿命缩短、恶化操作条件。机械振动是一种自然现象，要解决机械振动问题，必须找出产生机械振动的原因。机械振动又分为自由振动与受迫振动，显然引起甲醇透平式压缩机的振动属于受迫振动，那么是什么原因导致甲醇透平式压缩机产生受迫振动呢，经分析，原因不外以下几点：

一、故障原因

（一）汽轮机的振动经膜片联轴器传递扰动透平压缩机正常旋转引起振动。膜片联轴器膜片损坏变形或联轴器连接螺栓重量超差，引起轴振动。

（二）汽轮机与压缩机联轴器对中超差引起振动。

（三）油膜半涡震荡引起振动。

（四）临界共振。

（五）压缩机转子不平衡引起振动。

二、现就以上原因逐条予以检查分析

（一）检查膜片联轴器

经检查膜片联轴器均正常，连接螺栓称重检查正常。

（二）经检查汽轮机与压缩机联轴器对中为0.001mm，对中良好。

（三）油膜半涡振荡，润滑油检查：

检查润滑记录，该润滑油为46号抗氧化抗锈防腐专用压缩机油，均按规范依据化验结果进行过滤，每30天化验两次，各项化验指标均符合要求。但是否发生油膜振荡还需进一步检查发生振荡时的转速确定。经查，一次、二次启动转速为：2930r/min，根据油膜振荡理论及实践证明，当转速为临界转速的2n（n为自然数）倍时才有可能发生油膜振荡，显然此转速不可能发生油膜振荡。

（四）临界共振引起轴振动。压缩机转速检查：

非正常停机时，压缩机在9850r/min时后轴轴振动值正常。一次、二次启动转速经查为：2930r/min，均低于一阶临界转速，故可排除临界共振原因。

（五）压缩机转子不平衡。转子检查：经查压缩机运行曲线及调取运行参数，停机前各参数均在正常范围之内：

1、轴振动、轴位移为：轴振动值：前端36μm、28.6μm，后端22.4μm、18.1μm；报警值：H：63.5μm，联锁值：HH88.9μm。轴位移0.1mm，报警值：H：0.45mm，联锁值：HH：0.65mm。

2、停机时压缩机转速：9850r/min。

3、重新启动时转速：第一次：2930r/min；第二次：2930r/min，一阶临界转速：1st3932.6，二阶临界转速：2st14196.5r/min。由此判断压缩机在联锁停机时转速远离临界转速；重新启动时转速也未达到一阶临界转速1st3932.6，振动值达到联锁值，且机器异响严重。由此判断，压缩机转子严重不平衡是导致机器不能启动的主要原因。

4、汽轮机轮室压力：2.2 MPa，汽轮机转子干净，转子结垢基本排除，各项振动参数正常。排除汽轮机影响。

5、基于以上分析，解体检查压缩机转子。发现出口副叶轮、一级叶轮组、二级叶轮组、三级叶轮组处均不同程度分布金属网状物，副叶轮的作用是将循环气与新鲜气混合后再次微加压，消除两股气流由于压力不同形成涡旋振荡。经分析该网状物为二合一压缩机工艺管道过T型滤器304不锈钢滤网。再次检查压缩机机前过滤器滤网和三段出口过滤器滤网均已损坏，至此，导致二合一压缩机连续两次不能正常运转的原因已经找到，是由于工艺管道过滤器滤网损坏进入转子导致不平衡所致。那么，为什么304不锈钢材质制作的滤芯，为何会出现破损从而导致碎片进入压缩机各级转子呢？经分析，由于外围电网多次波动，多次导致压缩机非正常停机。这样，当设备处于正常运行状态时，压缩机输出压力为5.6MPa左右，进口压力为2.2MPa左右，在压缩机突然急停的情况下，在进出口极大压差的作用下，压缩机高压侧气流会瞬间向低压侧反向倒流，短暂的能量释放对包括工艺管道滤芯在内的压缩机转子、新鲜气过滤器造成巨大冲击，气锤现象由此发生。轻则损坏管道滤芯，重则会给转子叶轮、压缩机级间密封、干气密封、新鲜气过滤器滤芯、联轴器等造成损坏，甚至给汽轮机造成毁坏。经更换备用转子，机器恢复正常。旧转子清理探伤做动平衡备用。

三、采取的措施

这次事件，对我们来讲也是一次深刻的教训，并采取了以下措施：

1、强化和供电部门的沟通，加大对电气设备设施的检查，杜绝由于电网波动或断电对机组运行造成的伤害。

2、严格按规开停机，最大限度地保护设备处于良好状态。

3、有计划地检查各级过滤装置，确保装置完好，消除异物进入机组转子通道。

参考文献

[1] 《化工机器与维修》作者.匡照忠.主编，出版：化学工业出版社，2008.3.

[2] 《化工机器》作者.方子严.主编，出版：中国石化总公司情报研究所 1999.3.

[3] 《化工设备与机器》作者：胡忆沩，于波，胡艳菊等.