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案例:某厂合成气压缩机组汽轮机断叶片分析

   【中国压缩机网】1、设备概述 
 
  本套合成气压缩机组是汽轮机拖动压缩机的结构形式,驱动机为中能NH40/03凝汽式汽轮机,工作机为3BCL528式离心压缩机。汽轮机振动报警值为72μm,联锁停机值为100μm。机组总貌图如下: 
 
案例:某厂合成气压缩机组汽轮机断叶片分析
 
  图1 机组总貌图 
 
  2、故障现象 
 
  该合成气压缩机组汽轮机之前由于叶片断裂于2017年07月28日检修更换叶轮,并于2017年07月31日启机运行,启机后机组整体运行平稳,最大振值不超过35um。2017年10月08日22时10分该合成气压缩机组汽轮机四个通道振值同时出现突变现象,振值从18um跳变到
  50um左右,跳变后振值不稳定,存在40um左右波动,并且随转速变化较为明显。如在2017.10.15-2017.10.27和2018.02.03-2018.02.16期间该合成气压缩机组转速存在700RPM左右波动,振值随转速同步变化,振值波动接近40um。该机组在转速较稳定运行时,振值也相对较为稳定。建议现场尽可能的稳定工况运行,并尽快择机对汽轮机进行解体检查,一直持续到2018年3月13日停机检修。 
 
案例:某厂合成气压缩机组汽轮机断叶片分析
 
  图2 2017年10月08日汽轮机通频值趋势图 

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  图3 2017年9月-2018年03月汽轮机通频值趋势图 

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  图4 2017年10月汽轮机通频值随转速变化趋势图 
  3、故障分析 
 
  2017年10月08日汽轮机四个通道振值同时出现突变现象,振值从18um跳变到50um左右,振值突变的主要特征频率为工频,且工频相位同步发生大幅变化,其它频率分量幅值变化不大。在振值突变时,波形图中可以看到幅值急剧上升,突变后幅值趋于稳定。振值突变后,频谱图中频率成分仍以1X为主,其它频率成分幅值很低,汽轮机两端轴心轨迹呈椭圆形,涡动范围显著扩大。 

 
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  图5 2017年10月08日汽轮机1X幅值趋势图  

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  图6 2017年10月08日汽轮机1X相位趋势图 

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  图7 2017年10月08日突变时波形频谱图 
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  图8 2017年10月08日突变后波形频谱图  

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  图9 2017年10月08日汽轮机轴心轨迹图 

综合以上图谱及现象分析,导致汽轮机振值发生突变的原因为转子突发性不平衡,可能是转子上有部件脱落所致,目前振值不超过55um,建议目前观察运行,择机对汽轮机进行解体检查,若再次出现振值大幅突变现象,需立即停机检修。2017年10月08日该汽轮机跳变后振值不稳定,存在40um左右波动,并且随转速变化较为明显。如在2017.10.15-2017.10.27期间该合成气压缩机组转速存在800RPM左右波动,振值随转速同步变化,振值波动接近40um,振值波动主要以工频成分为主,且工频相位同步变化,其它频率成分变化不明显,波形近似正弦波,轴心轨迹呈椭圆形,涡动范围显著扩大。 
 
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  图10 汽轮机1X幅值趋势图

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  图11 汽轮机1X相位趋势图 

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  图12 汽轮机波形频谱图 
 
案例:某厂合成气压缩机组汽轮机断叶片分析
 
  图13 汽轮机轴心轨迹图 

从上述图谱分析,汽轮机振值发生突变后,即转子上可能有部件脱落,由于形成了较严重的转子不平衡,从而引起振值随转速变化大幅波动,在转速较稳定运行时,振值也相对较为稳定,建议现场尽可能的稳定工况运行,并尽快择机对汽轮机进行解体检查。该机组一直持续到2018年3月13日停机检修。

  4、故障验证 
 
  2018年3月13日现场对汽轮机进行拆检,发现汽轮机转子叶片和拉筋断裂,验证了之前的诊断结论。2018年03月19日检修后机组启机运行,最大振值不超过30um,机组运行稳定。 
 
案例:某厂合成气压缩机组汽轮机断叶片分析
 
  图14 汽轮机转子叶片和拉筋断裂 

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  图15 2018年03月19日检修后汽轮机通频值趋势图 
 

标签: 合成气汽轮机叶片  

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