摘要:在工业生产的许多领域中,离心压缩机都占据十分重要的地位,并且能够给国民经济带来一定的影响,特别是在石油化工炼油设备中,保证离心机压缩设备稳定顺利的运行意义重大。但是根据近些年来离心压缩机运行的实际情况来看,离心压缩机常常会出现振动故障,这使得设备直接停止运行,严重影响生产效率。因此,针对于离心压缩机试车异常振动故障进行分析,并积极探索处理方式十分重要。
关键词:离心式压缩机;试车;异常振动;处理措施
引言
离心式压缩机在化工企业中属于核心设备,其对整个化工企业的运行发展,发挥出了极为重要的作用。因此一旦该设备运行出现问题,则必然给整个企业的发展带来严重的经济损失。所以,就必须要在对其进行机械测试,尽可能的在产品试验阶段发现机组问题,分析故障原因,采取相应措施加以排除,这项工作的开展就显得极为重要。
1、离心压缩机常见振动类故障
离心压缩机在运行的过程中产生振动现象是不能避免的,但是如果振动现象被控制在标准的范围中,那么就能够有效减少因振动对离心压缩机造成的磨损现象,进而避免事故发生。而根据实际情况分析,离心压缩机振动过大是常出现的故障之一,振动过大的现象主要表现在:
(1)主电机的振动过大,虽然在主电机中以及离心压缩机中采取了减少振动的对策,但是主电机本身的振动过大之后就会将振动传递给离心压缩机,进而导致离心压缩机振动过大的现象。
(2)离心压缩机本身的精度遭受破坏。
(3)共振的现象出现在机器中。当机器设备在即将到达临界转速的过程中,机器设备的振动幅度就会剧烈增加进而产生共振的现象。另外,如果在机器设备中,自身的部件振动频率达到了倍数的关系,那么也会导致共振的现象发生。
(4)当离心压缩机在喘振区域中运行时,那么在离心压缩机出口就会形成压力的情况,而在这种情况下就会导致振动幅度极大提升,使得离心压缩机产生振动过大的故障。而如果振动过大的故障情况较为严重,还会使得机器设备发生损坏的状况。
(5)如果转子以及定子的同心度允差超过标准,那么也会产生离心压缩机振动过大的现象。
2、试车故障
某机组在最大连续转速4659rpm时机组驱动端1V1振动为15.8um,稳定运行10分钟后继续升高转速,当转速4659rpm升转速至5000rpm时,1V1振动由15.8um上涨至26um,继续提升转速至跳闸转速5125rpm,此过程机组1V1振动迅速上涨至75um,联锁停车,观察机组振动频率主频为工频,异常停车后,工作人员检查机组基础安装情况无松动,检查测振探头信号无异常,对机组转子进行盘车检查,转子旋转正常且无卡涩现象。
故障处理措施:
(1)打开并检查机组两侧可倾瓦轴承,瓦面均无明显研伤。
(2)转子各处轴径部位进行径向跳动检查,无问题。
(3)对转子两端电跳区进行检查,驱动端为4um,非驱动端为9um。
(4)对转子进行高速动平衡(单位mm/s):a.原始数据(转子不带当量联轴器):
3、第二次试车现象
在最大连续转速4659rpm时机组驱动端1V1振动为28.6um,稳定运行10分钟后继续升高转速,升速过程中机组驱动端两点振动逐渐上涨,当转速升至4950rpm时,机组驱动端两点振动同步出现上涨又下降的波动现象,振动由30um到56um周期性升降波动,波动周期约3分钟,继续升高转速至跳闸转速时机组联轴器侧振动联锁停车。
观察机组驱动端振动频率,主频为工频。调节机组进油温度、轴承油量对振动无影响。测量试车变速机壳振数据,要求不大于4.5mm/s,在转速4659rpm实测数据(垂直/平行/轴向)如下:
(1)当机组振动在波谷时:小齿轮联轴器侧:8.2/7.9/7.4;小齿轮盲端侧:2.6/3.6/7.0;大齿轮盲端侧:7.4/7.3/7.1;大齿轮联轴器侧:4.2/3.1/8.7;
(2)当机组振动在波谷时:小齿轮联轴器侧:12.5/16.2/4;小齿轮盲端侧:4.1/4.6/4.0;大齿轮盲端侧:20.4/11.4/4.1;大齿轮联轴器侧:10.7/16.7/15.8;
故障处理措施:
(1)实测联轴器靠近试车半联轴器部位的固有频率为87Hz。而机组的跳闸转速对应的频率85.48Hz,二者频率接近。确定联轴器中试车半联轴器部位存在共振情况。
(2)重新设计试车半联轴器结构,减少试车半联轴器重量,去掉联轴器过渡套结构,缩短联轴器整体长度,改善试车半联轴器与产品联轴器把合后整体固有频率情况,避开跳闸转速下联轴器在整个轴系中共振频率。第三次试车现象:试车4小时低压缸机组振动合格,机组最大振动16um。
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图3原试车半联轴器+联轴器过渡套结构
4、离心压缩机振动故障的处理对策
4.1解决振动类故障的方法
针对于解决振动类故障的其他方法来说,如果机器设备在即将到达临界转速的过程中存在振动较大的现象时,那么在这种情况下可以通过将临界转速调整或者是改变,解决振动过大现象。在油膜振动过大的情况时,可以通过在结构上使得电流釉颈与电流釉瓦处于偏心值给予保证。在解决喘振现象的过程中,可以通过将离心压缩机设置在喘振范围之外或者是将离心压缩机与喘振工作范围保持在不影响的距离之外。除此以外,还能够在离心压缩机中设计喘振的保护系统,这样还能够保护离心压缩机本身不会出现喘振的状况。在面对转子以及定子的同心度允差超过标准产生振动过大的现象时,可以通过解体检查转子的同心度以及定子的同心度,进而将转子以及定子的同心度调制在符合标准的状况下,这样就能够解决转子与定子产生的振动过大问题。
4.2避免气流激振力对转子系统的影响
首先要做的就是针对离心压缩机的主轴进行检查,如果没有检查出主轴有异常现象,那么接下来就要针对离心压缩机的叶轮进行检查,如果在检查的过程中发现叶轮上有厚度大概在3mm左右的结胶树脂黏附其中,那么这也是造成离心压缩机产生振动过大的原因,这种情况发生之后转子的动平衡可能会受到一定的破坏,进而导致离心压缩机内的转子发生不平衡的状况,使得离心压缩机出现振动过大的故障。在面对这种现象时,可以将叶轮拆卸下来并清理干净,然后在安装其中,值得注意的是如果在这个过程中某些部件发生损坏,那么要及时进行更换。
4.3建设专业维修团队,及时排除故障
离心压缩机是石油化工炼油设备中不能缺少的一部分,并且起到十分重要的作用,因此维修团队是十分重要的工作团队,能够保证离心压缩机顺利运行,进而保持生产质量,带来更大的收益。基于此,在建立维修团队的过程中,选择维修人员时一定要从各方面的角度出发,慎重考虑,促使维修团队具有良好的专业性特点,能够更加有效地进行维修工作。另外,在选择维修人员的过程中,不仅仅要考验到维修人员的专业水平,还要考验维修人员是否具备良好的工作责任意识,这样工作人员才能够真正地及时发现问题,并且及时上报问题解决问题。
5、结论
影响机组机械运转试验时振动因素有很多,其中试车联轴器在整个转子轴系中的共振问题最难发现,因此在设计试车联轴器时,需要重点考虑设计因素如下:试车半联轴器总量和重心要尽量不大于产品半联轴器重量和重心。试车半联轴器+产品联轴器中间段+产品半联轴器的整体联轴器长度尽量不要超过产品联轴器整体长度。设计的试车半联轴器不满足上述情况之一,需要重新计算联轴器对转子外激励响应和联轴器对试车变速机齿轮轴外激励响应均符合要求,避开轴系共振区。
参考文献
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