基于空壓機(jī)振動(dòng)故障的分析

盧晏波，張 惠

（山西潞安煤基合成油有限公司，a.氣化車間檢修b.質(zhì)檢部，山西長治 046100）

基于空壓機(jī)振動(dòng)故障的分析

盧晏波a，張 惠b

（山西潞安煤基合成油有限公司，a.氣化車間檢修b.質(zhì)檢部，山西長治 046100）

文中基于空壓機(jī)振動(dòng)故障，分析了振動(dòng)故障的頻譜分析、軸心軌跡分析以及分析了葉輪不平衡原因，在處理措施中提出了優(yōu)化空氣過濾器、管道和冷卻器的防腐操作等方向。

空壓機(jī)；振動(dòng)故障；葉輪不平衡；空氣過濾器

文中探討一種空壓機(jī)，它是一種4級4段離心式壓縮機(jī)，型號是DH63-17，同步電動(dòng)機(jī)功率是3 700 kW，轉(zhuǎn)速也高達(dá)1480r／min，電動(dòng)機(jī)和壓縮機(jī)變速箱輸入軸是通過聯(lián)軸器連接起來的，然后利用齒輪變速箱中的大齒輪帶動(dòng)兩邊的小齒輪輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)，一般情況下，高低速軸的轉(zhuǎn)速分別為12 000 r/min和9 800 r/min，其中3根軸的前后軸承都是一種混合軸承，包括五瓣瓦式自動(dòng)調(diào)心滑動(dòng)的徑向軸承和滑動(dòng)推力軸承。

1 振動(dòng)故障分析

如圖1為機(jī)組結(jié)構(gòu)簡圖和測點(diǎn)分機(jī)組結(jié)構(gòu)簡圖?？諌簷C(jī)的檢測系統(tǒng)是由美國公司ENTEK-IRD。

圖1 機(jī)組結(jié)構(gòu)簡圖

設(shè)計(jì)的，在監(jiān)測過程中，我們可以發(fā)現(xiàn)隨著空壓機(jī)3、4級軸測點(diǎn)振動(dòng)的逐漸增加，3B測點(diǎn)是從11μm增加至14μm，4B測點(diǎn)是由31μm增加至38μm，圖2為監(jiān)測系統(tǒng)的振動(dòng)趨勢。雖然機(jī)組的振動(dòng)波長在警報(bào)值之內(nèi)，但是因?yàn)闄C(jī)組振動(dòng)的波動(dòng)頻率是逐漸增大的，對系統(tǒng)的安全生產(chǎn)造成了很大的干擾。下面對影響空壓機(jī)的振動(dòng)的因素進(jìn)行詳細(xì)的研究和分析。

圖2 3B、4B測點(diǎn)振動(dòng)趨勢

1.1 頻譜分析

如圖3為機(jī)組3B、4B點(diǎn)頻譜趨勢圖，圖中顯示，雖然3B、4B的頻譜幅值是持續(xù)增加的，但是其振動(dòng)頻率一直穩(wěn)定在200Hz左右，與此同時(shí)這個(gè)頻率和工作轉(zhuǎn)速的工頻成分即fr=n/60=12 000/60=200Hz，n為高速軸轉(zhuǎn)速是一致的。振動(dòng)頻譜是分析振動(dòng)產(chǎn)生原因的圖譜，其中旋轉(zhuǎn)失速是一種可能，這種振動(dòng)來源于頻率為0.8和0.2倍的分頻工頻；另一種可能是軸承油膜振蕩產(chǎn)生的，油膜的振動(dòng)頻率通常是工頻的一半，所以此時(shí)的振幅是最大的，但是從頻譜圖上可以看出，此時(shí)沒有振幅，所以這兩種可能都不是產(chǎn)生系統(tǒng)運(yùn)行不正常的原因。但是從振動(dòng)的特點(diǎn)和振動(dòng)頻譜中主振頻率，可以判斷其故障原因可能來源于轉(zhuǎn)子不平衡或軸瓦磨損。

圖3 3B、4B測點(diǎn)頻譜趨勢

1.2 軸心軌跡分析

上面的事故原因判定是不準(zhǔn)確的，因此我們可以分析利用徑向安裝測振傳感器來得到合成的軸心軌跡圖，如圖4所示。圖像顯示，軸心的軌跡是橢圓形，但是這樣形成的橢圓比振動(dòng)正常時(shí)的形狀大而集中，井然有序，也就是說這種振動(dòng)是因?yàn)檗D(zhuǎn)子不平衡產(chǎn)生的；第二個(gè)有力的證據(jù)就是其旋轉(zhuǎn)方向和轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)方向是一致的，這就從側(cè)面說明振動(dòng)是因?yàn)檗D(zhuǎn)子上存在不平衡的力。與此同時(shí)，軸心軌跡比振動(dòng)正常時(shí)大很多，也就是不平衡力在逐漸變化，軸瓦在逐漸損壞，進(jìn)而造成3、4級振動(dòng)的加大。

圖4 3B、4B測點(diǎn)軸心軌跡

從上面的分析我們可以知道以下兩點(diǎn)內(nèi)容：

（1）高速轉(zhuǎn)子葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)不穩(wěn)定可能是由于介質(zhì)的沖刷和葉輪的積灰引起的；

（2）高速軸瓦會(huì)被損壞，軸瓦間隙也會(huì)隨之增大。

2 處理措施

2.1 優(yōu)化空氣過濾器

優(yōu)化空氣過濾器也就是把原來的噴吹濾袋過濾器變?yōu)榭蚴降倪^濾器，增加其過濾的設(shè)備，一般它包括兩級過濾器皿，即板式過濾棉和高效過濾器，所以它的過濾精度得到了很多的提高。優(yōu)化過濾器不僅提高了它的過濾效果，還有利于維修。空氣質(zhì)量的提高有利于壓縮機(jī)的正常運(yùn)行，因?yàn)榭諝庵谢覊m量的減少有利于葉輪的運(yùn)行，延長了空壓機(jī)的工作周期。

2.2 管道和冷卻器的防腐操作

為了減少氧化物對葉輪的損壞，我們要及時(shí)清除進(jìn)氣管道、級間管道和冷卻器內(nèi)外部的銹蝕，或者在這些設(shè)備的編碼進(jìn)行不銹鋼處理，加強(qiáng)葉輪的耐腐性和抗沖性。檢修過程中擴(kuò)大機(jī)組級間換熱器的排凝口，改變排凝管線的材質(zhì)為不銹鋼的管線，可以保證級間換熱器的正常使用，不會(huì)由于排凝管線的堵塞導(dǎo)致液擊。因此上面的改進(jìn)措施可以徹底改變?nèi)~輪的沖刷現(xiàn)象。

3 結(jié)論

仔細(xì)分析研究產(chǎn)生DH63空壓機(jī)振動(dòng)的原因以及解決振動(dòng)的措施，我們可以發(fā)現(xiàn)3、4級振動(dòng)和幾組振動(dòng)都得到了改善?，F(xiàn)在的機(jī)組是比較穩(wěn)定的，振動(dòng)問題也得到了有效的解決，所以對于企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益有很大的幫助。

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Analysis of Vibration Faultbased on the Air Compressor

LU Yan-boa，ZHANGHuib
(a.Gasification Workshop Maintenance，b.Quality Inspection Department，ShanxiLuan Coal-based Synthetic OilCo.，Ltd.，ChangzhiShanxi046100，China)

This paper based on the air compressor vibration fault,this paper analyzes the vibration fault of spectrum analysis,the orbit of analysis and analysis of the impeller unbalanced reason,in the treatment of themeasures in the optimization ofair filter,pipeline and cooleranti-corrosion operation and direction.

air compressor；vibration fault；impeller no-balanced；air filter

TE973

A

1672-545X（2013）03-0247-02

2012-12-04

盧晏波（1984—），山西長治人，助理工程師，本科，山西潞安煤基合成油有限公司氣化車間檢修。