筒形結構大型離心式壓縮機抽芯必要性分析

孫德超，趙小陽，張博強，欒碩，董元亮

（沈陽鼓風機集團股份有限公司，遼寧 沈陽 110869）

垂直剖分型離心壓縮機相較于水平剖分式壓縮機因其結構特點，每次現場拆檢抽芯所需工時遠遠大于水平式離心壓縮機，且所需操作人員專業(yè)技術水平也更高。以缸體直徑兩米的壓縮機為例，一次拆裝垂直剖分至少比水平剖分機組多耗費36h 以上工時。主要原因如下。

（1）相較于水平剖分機組需多拆檢一次聯軸器。

（2）主要操作位置也局限于軸向兩側，使得人多力量大的想法也無法實現。

（3）多年老機組和容易結垢工藝氣體的機組定子變形導致抽芯困難。

（4）完整拆卸兩端密封時間長。

正是因為以上的種種困難，所以當垂直剖分機組出現故障時，是否需要拆缸檢查成為了用戶最頭疼的問題。如果只是單單檢查軸承區(qū)域也將最少耗時24h 以上，如果問題沒有找到，則將白白浪費寶貴時間。通常壓縮機在用戶生產過程中是不可替代的，造價高昂也很少有備機，一旦停機每天的損失少則幾十萬多則上百萬。所以遇到問題時，正確的判斷將會大大的減少損失。由于用戶只了解壓縮機的使用技巧，對壓縮機的內部結構知之甚少。作為沈鼓一名工作10 年以上的服務工程師，本人積累了一定的壓縮機現場事故判斷分析的經驗，在這里與大家一起分享一下。

新機組試車異常和老機組運行異常是不同的，我們先談一下新機組試車異常（以下所述的均為垂直剖分離心式壓縮機）。

吉德林法則說過，把問題清楚地寫下就已經解決了一半。新機組在試車時最常遇到的問題大致可以分為兩種，機械問題和性能問題。所以當機組出現問題時，一定要清楚發(fā)生問題的種類和部位。先說一下機械問題，常見的無非兩種瓦溫高或者振動大。

1 新機組瓦溫度高

1.1 支撐瓦溫度高

通常情況下，支撐瓦的溫度過高一般與缸體內部的聯系不大，只有一種情況，是缸體內部轉定子有刮碰造成瞬間支撐瓦損傷以導致支撐瓦面受損。這種情況振動的顯現會先于瓦溫的升高。

1.2 推力瓦溫度高

推力瓦溫度高時，排除外界油溫油壓等因素以外，考慮到機組本身就是機組運行的軸向力過大造成。壓縮機在升速及調節(jié)工藝的過程中，軸向推力是一直變化的。這個要結合壓縮機的具體結構進行分析，葉輪同側進氣的壓縮機在升壓升流升轉時后主推力會一直上升。有些背靠背進氣的壓縮機則不一定會出現這種情況，出現溫度高時可聯系壓縮機的設計者核算即時的推力值，同時特別重要的就是要參考對比每段的壓比和進排氣溫度，如果都沒有問題，則軸瓦問題的原因較大。如果出現壓比減小進排氣溫升過大，則多有可能是由缸體內的密封所致，這樣就建議拆缸抽芯檢查了。

1.3 老機組瓦溫高

（1）支撐瓦溫度高。老機組的瓦溫高多數是軸瓦的損耗造成的。除非在出現過振動大之后瓦溫升高才有可能聯系到缸體內部原因。振動原因會在下文中詳細分析。

（2）推力瓦溫度高。老機組推力瓦升高如果由缸體內的原因造成，那么只可能是級間密封的老化。還是跟新機組一樣要拿每段壓比、排氣溫度等數據對比之前的正常記錄，如果都沒有問題，那么軸瓦損耗的可能性較大，則無須拆缸。如果軸瓦檢查沒有問題則很可能是平衡氣管堵塞，可根據工藝氣潔凈度作為參考值，最簡單的是，參考干氣密封主密封氣濾芯更換周期時間。如果檢查軸瓦沒有損傷但機組啟動不了，那么必須立刻拆缸。

2 振動大

對旋轉機械來說，最頭疼的就是振動問題了，引起振動的原因可以說出成千上萬種。筆者曾經多次跟國內著名的頻譜分析專家出差去現場采集數據，一次性分析成功的不超過30%，而且大多數都是非常標準案例型的的頻譜和軌跡?，F在說明缸體內外的故障范圍，同樣還是新老機組作為區(qū)別。

2.1 單側振動大另一側則不明顯

首先分清哪側振動大，如果是驅動側振動大，絕大多數人的第一反應就是找正數據不對，國內目前95%以上都選用膜片式或膜盤式聯軸器。以800mm 聯軸器為例，通常說明書會給到軸向正負1.5mm、外圓0.25mm、開口0.03mm/100mm以內。但是依據個人實際經驗，除軸向余量不能變動外其外圓甚至可放到1mm、開口0.2mm/100mm，所以通常不會出現找正錯誤。如果問題出在聯軸器上，那么大多數原因也是聯軸器安裝不當所致。引起一側振動大的另一個原因就是軸瓦的問題，除了拆開軸瓦檢查，還要注意轉子測振區(qū)域有無劃痕。是否需要接缸檢查呢？只有一種需要拆缸的可能性那就是一側振動大另一側也稍大，并且振動值跟轉數成正比，可能是轉子內或者流道內進入異物。軸瓦聯軸器都檢查過沒問題的前提下懷疑轉子不平衡，轉子不平衡是個統(tǒng)稱，這里所指的不平衡是轉子可能出現了松動件，新機組出廠前都是做過高速平衡實驗的，所以多向松動方面考慮。老機組出現不平衡多半是轉子結垢可能性較大。懷疑到轉子的問題那就必須拆缸了。最后，就是要用聽棒仔細聽一聽缸體內有無異響雜音。

非驅動側單側振動大的。垂直剖分機組非驅動側多數為排氣側，并且不再連接其他缸體。（抽芯需要軸向空間）驅動側分析原因除聯軸器外其他因素也同樣適用于非驅動側。只是還要再多考慮幾點，首先排氣側溫度較高，新機組的話輕介子工藝氣用重介子氣體試車時，由于氣體可壓縮性好氣量還不夠所以通常排氣溫度會較高，是否是排氣溫度過高造成轉子熱變形，如果轉數不變的情況下，振動隨時間緩慢增長并且轉子葉輪較多，則熱變形引起的振動可能性較大，建議盡快停機不做拆缸，等工藝試車時在做觀察。（通常管路出口溫度變送器測量范圍在150℃以內此時肯定顯示為滿量程實際溫度已經超過150℃）老機組除非有明確判斷依據，否則非驅動端單側振動大跟缸體內關系不會太大。

2.2 兩側振動值都高

如果新機組出現兩側振動同時大，80%問題都出現在缸體內部。除非檢查到兩側軸瓦都有問題，或者是很明顯的外界因素影響。比如，底座灌漿不好底座振動過大、管路振動過大、氣流調節(jié)原因等。老機組兩側同時出現振動變大絕大多數產生的原因也是缸體內部的異常引起的。如果發(fā)現是工藝變動引起的通過工藝調整振動可以恢復正常機組基本就沒有受到損傷。如果調整工藝也無法回到平穩(wěn)狀態(tài)，則可能是傷到了軸瓦或者轉、定子件，檢查軸瓦如果沒有明顯缺陷的話那么就建議拆缸檢查了。以上就可以總結為，凡是振動大調整工藝狀態(tài)振動值降不下來的，先要檢查軸瓦，軸瓦沒有明顯缺陷損傷的就要進行拆缸檢查了。絕大部分的用戶都會報著試試看的心理，簡單處理或者更換新軸瓦在試一次，這沒有必要，只能是浪費時間。

還有一種就是兩側振值突然升高但是并未達到連鎖值，有的會報警，有的還沒有過報警值，無操作自己有時也會降低。隨負荷振動變化明顯但又無規(guī)律，隨轉數變化看不出明顯變化。無法維持滿負荷運行但是70%～80%負荷還能維持生產。頻譜分析對比每次都有不同，軸心軌跡橢圓形偏一角。這種情況多半是定子隔板有脫落，此問題是非常嚴重的，不及時拆缸可能造成重大事故。本人已經預見多起類似事件，用戶多半都懷著僥幸的心理維持生產，最終釀成大錯。

除了溫度和振動外就是壓縮機性能的變化了，工藝情況不變的情況下，與之前相比出現各項指標的變化。這些可能多半是密封老化、磨損等因素造成的。無須立即停車拆缸但是長期運行也會存在風險，如老化的密封脫落卡在轉、定子件中間，高速旋轉將會迅速產生滾雪球效應最終導致事故。

大型離心壓縮機不同于其他，幾乎所有設備都是為每個用戶量身定做，所以出現的問題也是難有相同。