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离心压缩机组故障分析及处理措施

  【压缩机网】离心式压缩机是一种利用叶轮的高速旋转来提高气体压力的转动设备, 气体的升压过程主要在叶轮和扩压器内完成。离心压缩机组目前主要依赖于进口,所以购买成本非常高。为了能够减轻成本压力,必须对压缩机组的故障检测和修复非常重视,防止其出现大的故障。但是在实际的生产过程中,由于压缩机组经常会工作在高温和振动的状态下,所以故障出现频率较高,必须找到故障的原因和处理方式,这样才能够更好的减少设备故障,保障压缩机组的可靠运行。

  离心式压缩机在工作的过程中受到温度变化的影响较大,容易因为温度的升高造成系统故障。在检测设备故障的过程中,主要通过检测设备的振动等状况来获得,在这个过程中振动的幅度变化较为明显。压缩机组在运行的过程中轴承的运行状态可能会造成不规律的振动现象,因为压缩机在转动过程中,如果压缩机轴承出现了问题,会使得压缩机组出现不同程度的振动现象,要通过对振动频率和参数的分析来判断压缩机组出现问题的原因。

  兰州石化公司动力厂空分车间12#离心压缩机组是美国某公司设计制造的一种高效无油的离心式压缩机,具有恒压控制和故障自动检测功能,运行可靠,操作方便,自动化程度高,适合于用风量较大且连续长周期运行的工况。

  一、故障现象

  该机在2019年5月31日开机试车过程中,二级振动状态检测时出现一倍频率高的现象,振动超过28μm,达到联锁后,停机。经拆检后,发现12#机一级支撑轴承瓦块磨损(图1所示)、12#机二级推力轴承内部“烧瓦”(图2所示)。

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  经该压缩机公司检测,12#机齿轮轴气封侧轴端机械跳动值超标, 测量值为0.034mm,轴发生弯曲(图3所示),齿轮轴气封区磨痕(图4所示)。

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  二、故障原因

  (一)一级振动高原因分析

  12#机于2017年更换推力轴承后,一级振动高故障未得到消除。在对支撑轴承进行拆检后发现瓦块合金表面有明显磨损痕迹,且在更换支撑轴承后一级振动恢复正常值,可判断支撑轴承内部瓦块合金表面磨损造成轴间隙增大是导致一级振动高的主要原因。

  (二)二级振动高原因分析

  1、二级推力轴承故障原因分析

  2017年对12#机二级推力轴承进行了国产化改造试验,之后该机二级振动运行值一直在26un左右(28um报警)。在拆检推力轴承后发现轴承内部合金表面有严重“烧瓦”情况。通过拆检后分析,二级推力轴承为国产改造,且长时间在振动较高情况下运行,轴承合金老化,在机组启动瞬间较高的冲击力是造成二级推力轴承故障的主要原因。

  2、二级振动高原因分析

  针对2019年5月31日对12#机开机试车进行二级振动状态检测时出现一倍频率高的现象,初步分析为转子动平衡破坏造成,之后将二级转子拆除返厂进行检测,根据厂家分析,造成二级振动升高的原因有:

  ①转子轴弯曲;

  ②转子轴测振区电跳动值超标;

  ③转子轴和叶轮的连接三角圆弧面存在损伤,配合松动。

  通过以上判断,造成12#机二级转轴与叶轮存在长期运行磨损、弯曲变形情况,叶轮清洗后导致动平衡破坏是造成二级振动升高的主要原因。

  三、预防措施

  (一)因12#机二级转轴磨损、弯曲变形严重,厂家无法维修,建议报废,更换新的备件。随后,空分车间对存在损伤的二级转子组件进行采购与安装,并与厂家索要二级转子动平衡检测、处理过程相关报告或数据,通过与兰州石化设备维修公司动平衡试验数据对比,从而为日后在设备维修公司做动平衡提供参照。

  (二)通过辅助设备降低工作温度。针对机组内部水温和油温过高的问题,可以通过增加外部的辅助设备为机组进行降温,这样可以使得压缩机组在工作过程中能够始终稳定在可控温度范围。一旦温度超过标准,可以增加水循环或者散热系统的功率,确保压缩机组能够保证温度的稳定性。比如可以通过供水车间内的风机提高机组的散热效率,将压缩机组的水温和润滑油的温度降到正常范围。

  (三)更换内部润滑油等物质,保证系统运行的稳定性在机组内部的润滑油使用时间过长之后,内部会产生大量的细碎金属颗粒,这些颗粒在机器内部经过摩擦之后极易升温,造成润滑油温度过高。同时颗粒的增加也会增加设备的磨损率,机器部件之间的磨损增加会造成设备器件的温度在短时间内升高。所以在润滑油使用一段时间之后需要进行及时的更换。

  综上所述,振动故障给压缩机运行带来极大的危害。离心式压缩机组的故障预防在工业生产过程中是非常重要的,因为它是保证压缩机组运行的关键。同时由于较高的成本,也需要保证其使用过程中的稳定性。但是因为压缩机组通常工作在高温和振动环境中,出现故障概率较高,所以针对该压缩机组故障检测工作和管理尤为重要。通过科学的检测技术和合理的故障处理机制能够减小起故障的可能性,确保设备的正常运行。

  参考文献

  [1]王建明.离心式压缩机组的故障诊断及处理探析[J].中国化工贸易,2015,7(26).

  [2] 王光明,范美丹.离心式压缩机组的故障诊断及处理[J].山东工业技术,2017,(10)

  [3] 莫才颂,林荣雄.离心式压缩机组振动原因分析及处理[J].轴承,2013,(4)

  [4] 施俊侠,王大成,黄斌.离心式压缩机的振动故障分析[J].风机技术,2003

  作者简介

  周富俊,男,甘肃景泰人,1997年7月参加工作,工程师,一直从事离心压缩机运行维护工作。


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