4MSGEP-5/30型氮?dú)鈮嚎s機(jī)故障分析

黃 成

作者通聯(lián):寶鋼集團(tuán)八鋼公司能源中心制氧廠 新疆烏魯木齊市 830022

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1.啟動(dòng)故障

一臺(tái)美國(guó)庫(kù)珀（cooper）公司生產(chǎn)的氮壓設(shè)備，型號(hào)4MSGEP-5/30，設(shè)計(jì)流量26000m3/h，壓力2.1MPa。西門(mén)子電機(jī)，功率4500kW，額定轉(zhuǎn)速2988r/min，額定電流300A。機(jī)組為四級(jí)，H形離心透平式壓縮機(jī)，壓縮機(jī)1、2級(jí)共用一齒輪軸，3、4級(jí)共用一齒輪軸，分別由增速機(jī)大齒輪驅(qū)動(dòng)，大齒輪與電機(jī)之間用疊片式聯(lián)軸器連接。

啟動(dòng)該氮壓機(jī)，當(dāng)日共啟動(dòng)兩次，均為因第一級(jí)軸振高而跳車(chē)。仔細(xì)觀察整個(gè)啟動(dòng)過(guò)程，發(fā)現(xiàn)在轉(zhuǎn)速提升過(guò)程中，固態(tài)軟啟動(dòng)柜的啟動(dòng)線性較差，能明顯觀察到兩次轉(zhuǎn)速停滯的過(guò)程，在軟啟動(dòng)柜的控制下重新加速過(guò)程中，發(fā)生一級(jí)轉(zhuǎn)子軸振動(dòng)偏高聯(lián)鎖跳車(chē)。與cooper美國(guó)制造總部，西門(mén)子電機(jī)相關(guān)專(zhuān)業(yè)人員取得聯(lián)系，決定將軟啟動(dòng)柜啟動(dòng)值重新設(shè)置（降壓70%、恒壓65%、時(shí)間18″），并將第一級(jí)軸振啟動(dòng)跳車(chē)值設(shè)置由原先的2倍正常運(yùn)行值，調(diào)整為2.5倍（125μm）。調(diào)整后，完成了啟動(dòng)過(guò)程，達(dá)到額定轉(zhuǎn)速。機(jī)組滿(mǎn)負(fù)荷后，除第四級(jí)振動(dòng)值偏高外，其他各級(jí)均較正常。故此，做出軟啟動(dòng)柜存在啟動(dòng)故障的判斷，需對(duì)軟啟動(dòng)柜進(jìn)行仔細(xì)檢查。

對(duì)固態(tài)軟啟動(dòng)柜柜內(nèi)所有電氣元件進(jìn)行檢查，未發(fā)現(xiàn)任何異常。通過(guò)低壓試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)軟啟動(dòng)PLC控制恒壓輸出百分比，與實(shí)際電壓輸出存在較大偏差，導(dǎo)致壓縮機(jī)啟動(dòng)過(guò)程線性較差，啟動(dòng)電流過(guò)大。對(duì)PLC內(nèi)部程序進(jìn)行優(yōu)化，再次進(jìn)行低壓試驗(yàn)后，可滿(mǎn)足啟動(dòng)條件。再次啟動(dòng)壓縮機(jī)，啟動(dòng)過(guò)程線性較好。

2.第4級(jí)振動(dòng)故障分析

鑒于初次設(shè)置的潤(rùn)滑油供油壓力較設(shè)計(jì)值偏高，實(shí)際調(diào)整值0.2MPa，設(shè)計(jì)值0.16～0.18MPa，故將油壓調(diào)整至0.16MPa觀察其情況，各級(jí)振動(dòng)變化不大，4級(jí)振動(dòng)由34.7μm降低至33.8μm，振動(dòng)值仍然偏高，效果不明顯。因此認(rèn)為，油壓偏高僅為振動(dòng)值偏高的次要原因。

經(jīng)過(guò)對(duì)各方面可能引發(fā)振動(dòng)值偏高的因素進(jìn)行判斷排除后，故障點(diǎn)最終集中在4級(jí)轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡不良上。為準(zhǔn)確測(cè)量氮壓機(jī)的振動(dòng)器情況，用Cameron Compression Systems所配采集器，對(duì)4級(jí)軸振進(jìn)行頻譜分析，4級(jí)振動(dòng)在主機(jī)一倍頻27774r/min時(shí)，振動(dòng)值0.71mils即18μm。經(jīng)過(guò)觀察，機(jī)組在提升負(fù)荷的過(guò)程中，伴隨著4級(jí)振動(dòng)呈上升趨勢(shì)。因此判斷，4級(jí)轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡不良是造成振動(dòng)值偏高的重要原因。

3.轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡校驗(yàn)

采取設(shè)備在線上動(dòng)平衡試驗(yàn)，采用更換4級(jí)轉(zhuǎn)子葉輪鎖緊螺母及配重塊的方法進(jìn)行校正。此方法對(duì)生產(chǎn)無(wú)影響，可滿(mǎn)足在設(shè)備達(dá)到滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行情況下觀察其振動(dòng)值的目的，具有較高的實(shí)施意義。

4.處理效果

采用線上動(dòng)平衡試驗(yàn)后，機(jī)組滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，其各級(jí)振動(dòng)值見(jiàn)表1。

表1 線上動(dòng)平衡試驗(yàn)軸振情況 μm

通過(guò)表1可以看出，機(jī)組4級(jí)振動(dòng)值得到改善，用采集器對(duì)4級(jí)軸振進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，分析頻譜，4級(jí)振動(dòng)在主機(jī)一倍頻27774r/min時(shí)，振動(dòng)值由18μm減至6μm。連續(xù)觀察三天，無(wú)上升趨勢(shì)。