在線狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在離心壓縮機(jī)故障診斷中的運(yùn)用

楊樹(shù)燦 吳偉(西安石油大學(xué),陜西 西安 710065)

設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷技術(shù)是一種了解和掌握設(shè)備在使用過(guò)程中的狀態(tài)，確定其整體或局部正?；虍惓?，早期發(fā)現(xiàn)故障及其原因，并能預(yù)報(bào)故障發(fā)展趨勢(shì)的技術(shù)。設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷技術(shù)包括識(shí)別設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)和預(yù)測(cè)發(fā)展趨勢(shì)兩方面，具體過(guò)程分為以下基本環(huán)節(jié)。

狀態(tài)監(jiān)測(cè)是在設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中對(duì)特定的特征信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)、變換、記錄、分析和處理，是對(duì)設(shè)備進(jìn)行故障診斷的基礎(chǔ)工作。

分析診斷分析診斷包括信號(hào)分析處理和故障診斷兩方面。信號(hào)分析處理的目的是把獲得的信息通過(guò)一定的方法進(jìn)行變換處理，從不同的角度提取最直觀、最敏感、最有用的特征信息。故障診斷是在狀態(tài)監(jiān)測(cè)與信號(hào)分析處理的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，主要診斷故障的性質(zhì)、程度、產(chǎn)生原因或發(fā)生部位，并預(yù)測(cè)設(shè)備的性能和故障發(fā)展趨勢(shì)。

治理預(yù)防治理預(yù)防措施是指分析診斷出設(shè)備存在異常狀態(tài)，就其原因部位和危險(xiǎn)程度進(jìn)行研究并采取治理措施和預(yù)防的辦法[1]。

1 機(jī)組簡(jiǎn)介

中石油塔里木油田石化分公司45萬(wàn)噸合成氨80萬(wàn)噸尿素大化肥裝置于2010年5月投產(chǎn)。尿素裝置采用意大利SNAM氨汽提尿素生產(chǎn)工藝，核心機(jī)組離心式CO2壓縮機(jī)由意大利NUO?VOPIGNONE新比隆公司制造。2009年投入運(yùn)行。壓縮機(jī)型號(hào)2MCL606+2BCL306/A，通過(guò)SAC1-8型蒸汽透平驅(qū)動(dòng)。高壓缸正常工作轉(zhuǎn)速12500RPM，額定負(fù)荷42000Nm3/h，出口工作壓力16MPa。

2 事件現(xiàn)象簡(jiǎn)述

2012年9月3日開(kāi)始，壓縮機(jī)高壓缸齒輪箱側(cè)XI1357/X振值從14um逐漸上升至30um，XI1357/Y從12um上升至22u，自由端徑向振值XI1358X/Y有小幅度緩慢上漲，軸位移未發(fā)現(xiàn)明顯變化。該測(cè)點(diǎn)報(bào)警值34 um，聯(lián)鎖跳車值51 um，機(jī)組形勢(shì)較為嚴(yán)峻。

3 振動(dòng)原因分析及措施

（1）根據(jù)機(jī)組在線狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)分析顯示，高壓缸齒輪箱側(cè)振值9H/9V兩測(cè)點(diǎn)基本為同步上漲，非驅(qū)動(dòng)端10H、10V測(cè)點(diǎn)呈緩慢跟隨上漲趨勢(shì)。因此可排除儀表指示錯(cuò)誤的可能性（如圖一）。

圖一：高壓缸振動(dòng)趨勢(shì)圖

（2）通過(guò)進(jìn)一步頻譜分析結(jié)果表明，引起振動(dòng)的主要頻率是1倍頻，且該測(cè)點(diǎn)歷史相位也同時(shí)發(fā)生變化，其余倍頻數(shù)值較小且趨勢(shì)穩(wěn)定。因此可排除對(duì)中問(wèn)題、油膜振蕩等原因，基本是由于轉(zhuǎn)子出現(xiàn)漸變不平衡。初步懷疑由壓縮機(jī)氣體帶液造成轉(zhuǎn)子沖刷腐蝕。

（3）根據(jù)分析結(jié)論，有針對(duì)性的提前制定詳細(xì)的更換轉(zhuǎn)子檢修方案和計(jì)劃，準(zhǔn)備備用轉(zhuǎn)子及其它備件，提前通知檢修單位做好人員、工器具、方案。一旦出現(xiàn)檢修機(jī)會(huì)可以第一時(shí)間有針對(duì)性的進(jìn)行檢修[2]。

4 實(shí)際檢修結(jié)果

2013年1月1日，對(duì)該壓縮機(jī)高壓缸進(jìn)行拆缸檢查，打開(kāi)缸蓋時(shí)發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)子止推軸承側(cè)軸軸肩內(nèi)側(cè)沿圓周方向有嚴(yán)重的沖刷腐蝕現(xiàn)象，沖刷啃蝕較深，另外前兩級(jí)葉輪流道有少量腐蝕殘留物結(jié)垢。隨后對(duì)損壞轉(zhuǎn)子進(jìn)行了更換，實(shí)際運(yùn)行中全機(jī)組各項(xiàng)指標(biāo)均正常。此次狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)分析的漸變不平衡結(jié)論也得到了檢修結(jié)果的證實(shí)，同時(shí)因?yàn)闄z修范圍的縮小和提前準(zhǔn)備，極大得縮短了檢修時(shí)間，提高了檢修效率。

5 結(jié)語(yǔ)

利用機(jī)組在線狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，對(duì)機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤，對(duì)異常狀態(tài)進(jìn)行在線診斷、分析，為機(jī)組預(yù)防性維護(hù)提供依據(jù)，縮小檢修范圍、縮短檢修時(shí)間，同時(shí)能夠防止設(shè)備事故的發(fā)生，確保設(shè)備裝置安全穩(wěn)定運(yùn)行。

[1]丁平平.智能診斷在旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障研究中的應(yīng)用.廣州化工 第40卷第7期2012 4.

[2]BH5000大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械在線狀態(tài)監(jiān)測(cè)和分析系統(tǒng).北京市博華信智科技發(fā)展有限公司.2011.