空壓機(jī)軸振動升高分析及處理

宋治乾

（成都艾爾普氣體產(chǎn)品有限公司，四川 成都 611930）

1 本套裝置空壓機(jī)簡介

本套35000m3/h 空分裝置配套空壓機(jī)是由西門子提供的STC-GV 型齒輪多軸等溫離心式壓縮機(jī)，電機(jī)驅(qū)動并帶整體式齒輪箱，壓縮機(jī)為三級壓縮，氣體經(jīng)一級、二級壓縮后分別進(jìn)入其中間冷卻器，冷卻器水走管層氣走殼層，三級壓縮后直接進(jìn)入后續(xù)工段，空壓機(jī)進(jìn)口導(dǎo)葉采用西門子自研發(fā)一套導(dǎo)葉調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其一級為導(dǎo)葉調(diào)節(jié)驅(qū)動裝置，二級導(dǎo)葉與一級導(dǎo)葉用連桿結(jié)構(gòu)相互結(jié)連在一起，三級導(dǎo)葉又與二級導(dǎo)葉用連桿結(jié)構(gòu)相互連接在一起，當(dāng)一級導(dǎo)葉調(diào)節(jié)驅(qū)動系統(tǒng)調(diào)節(jié)時(shí)同時(shí)，也對二級、三級導(dǎo)葉進(jìn)行了調(diào)節(jié)，空壓機(jī)設(shè)計(jì)排氣量180000m3/h，排氣壓力為0.604MPa，電機(jī)軸功率為15500kW。

2 設(shè)備問題現(xiàn)象及原因分析

2.1 軸振動參數(shù)變化情況

空壓機(jī)自裝置建成以來運(yùn)行穩(wěn)定，即便裝置在進(jìn)行大的負(fù)荷調(diào)整時(shí)，空壓機(jī)振動值都能保持在正常運(yùn)行范圍內(nèi)（二級振動值正常值12.5um），沒有出現(xiàn)大的波動變化，然而在操作人例行每半月DCS 曲線檢查時(shí)，發(fā)現(xiàn)空壓機(jī)二級軸振動值在某段時(shí)間突然升高8um 左右，10s 以后又降到起先運(yùn)行值，當(dāng)時(shí)，判斷是由于潤滑油里面雜質(zhì)引起，沒有過多的去關(guān)注此問題；但是，沒過多久空壓機(jī)二級軸振動值又不時(shí)的出現(xiàn)跳動，跳動值在5um 左右，而且裝置在進(jìn)行負(fù)荷調(diào)整時(shí)，空壓機(jī)二級軸振動值也會隨著負(fù)荷發(fā)生變化。

2.2 初步原因分析

針對空壓機(jī)二級軸振動值變化這一問題，裝置也采取了一些措施，做了空壓機(jī)二級軸振動高跳車的裝置緊急預(yù)案，同時(shí)，對空壓機(jī)二級振動值高的原因進(jìn)行了深入的研究探討，初步懷疑是空壓機(jī)葉輪結(jié)垢使得轉(zhuǎn)子動平衡發(fā)生變化或潤滑油品質(zhì)出現(xiàn)問題所引起二級軸振動值變化；因?yàn)楸咎籽b置空壓機(jī)沒有帶葉輪自清洗系統(tǒng)，無法實(shí)現(xiàn)葉輪在線清洗，只好等待有維修窗口時(shí)進(jìn)行拆機(jī)檢查。同時(shí)，將空壓機(jī)潤滑油樣

品送往有資質(zhì)的檢測單位進(jìn)行分析；在此空壓機(jī)運(yùn)行期間加強(qiáng)內(nèi)操室DCS 監(jiān)控及現(xiàn)場巡檢并對壓縮機(jī)各運(yùn)行參數(shù)做好記錄以供更好地分析跳動的原因。

3 拆機(jī)檢查發(fā)現(xiàn)的問題

在等潤滑油分析報(bào)告的時(shí)候，因氮?dú)?、氧氣客戶需要停機(jī)進(jìn)行設(shè)備檢修，這時(shí)，為空壓機(jī)檢查維修提供了便利的窗口，首先，對空壓機(jī)進(jìn)口過濾器進(jìn)行了檢查，發(fā)現(xiàn)一級濾筒和二級濾板有著不同程度的損壞，而且有部分濾板碎屑被吸進(jìn)了壓縮機(jī)內(nèi)。打開一級管線時(shí)，發(fā)現(xiàn)一級葉輪上面有少量的灰塵，隨后，有對二級進(jìn)口管線進(jìn)行了拆卸，結(jié)果發(fā)現(xiàn)二級管線銹蝕嚴(yán)重，且二級葉輪上有很厚的一層沙土及銹蝕殘?jiān)?；三級同樣也進(jìn)行了拆卸，葉輪上有灰塵，發(fā)現(xiàn)管線有輕微腐蝕；打開一級冷卻器進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)水走的管層沒有任何的銹蝕和堵塞，而氣體走的殼層，在換熱器與管線對接的法蘭處設(shè)備自身的防腐層材料有脫落部分輕微銹蝕，檢查換熱器里面發(fā)現(xiàn)銹渣，換熱器內(nèi)部防腐層完好，殼層底部沒有出現(xiàn)防腐層脫落及銹蝕痕跡；對二級冷卻器也進(jìn)行了同樣的檢查，結(jié)果二級冷卻器較一級冷卻器完好沒有出現(xiàn)防腐層脫落和銹蝕現(xiàn)象。根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況，之前判斷葉輪結(jié)垢是合理正確的，檢維修人員對葉輪上的灰塵及沙土銹渣用細(xì)砂紙打磨清理，再將葉輪上面的有點(diǎn)腐蝕的地方用異丙醇進(jìn)行清洗處理，保證其表面光潔度符合設(shè)備工藝要求，并對管線及換熱器入口處防腐層進(jìn)行重新防腐刷漆噴砂處理。

圖1 結(jié)垢的葉輪

圖2 清洗后葉輪

4 軸振動值升高原因具體分析及解決

4.1 壓縮機(jī)進(jìn)口過濾器問題

本套裝置建在山區(qū)旁邊，且本地區(qū)又是屬于南方多雨地帶，對空壓機(jī)進(jìn)口過濾器的要求相對要高，該地區(qū)夏季多雨，冬季多霧霾，使得過濾器使用壽命大大降低，空壓機(jī)進(jìn)口過濾器分為兩級，一級為濾筒初始清潔壓差控制在150Pa，二級為濾板當(dāng)濾板與濾筒之間差值大于700Pa 空氣過濾器系統(tǒng)會發(fā)出蜂鳴的報(bào)警提醒壓差過大；空壓機(jī)進(jìn)口過濾器主要是對空氣中的機(jī)械雜質(zhì)、灰塵、固體顆粒等進(jìn)行清除，但是，雨水天氣較多，被吸入過濾器內(nèi)空氣潮濕使得許多雜質(zhì)附著在過濾器表面不能被清理干凈；同時(shí)，裝置在變負(fù)荷時(shí)，過濾器因空氣潮濕及進(jìn)口吸附力大出現(xiàn)破損，降低了過濾器的過濾能力，為葉輪結(jié)垢埋下了隱患。

4.2 過濾器問題解決方案

裝置檢修完成后，對過濾器反吹氣壓力進(jìn)行調(diào)整，將反吹氣壓力由原來的0.58MPa 提高至0.72MPa，這樣更有利地去除過濾器上面的灰塵雜質(zhì)，要求現(xiàn)場巡檢時(shí)發(fā)現(xiàn)二級濾板壓差大于1200Pa 時(shí)，在線對一級過濾器進(jìn)行更換，并對在線更換的過濾器進(jìn)行編號記錄，檢查濾筒、濾板其表面灰塵厚度及有無破損，以提高進(jìn)入空壓機(jī)氣源的潔凈度。同時(shí)，讓水處理部門每月對空壓機(jī)一級、二級冷卻器排出的冷凝水進(jìn)行一次鐵離子、電導(dǎo)率和PH 值分析，保證管道及冷卻器內(nèi)部無腐蝕。

4.3 潤滑油系統(tǒng)監(jiān)測

潤滑油是設(shè)備運(yùn)行的血液，根據(jù)有關(guān)方面數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，設(shè)備75%的故障是由潤滑不良所引起；本套空壓機(jī)組潤滑油系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，油溫、油壓、油過濾器壓差等參數(shù)在壓縮機(jī)二級軸振動發(fā)生跳動時(shí)與往常記錄參數(shù)進(jìn)行對比沒有變化，為了保證空壓機(jī)能夠長久穩(wěn)定運(yùn)行，公司制定了相關(guān)潤滑油管理制度與規(guī)定，要求每3 個(gè)月對潤滑油進(jìn)行取樣送到當(dāng)?shù)貦z測部門進(jìn)行樣品分析，還需每半年將空壓機(jī)潤滑油樣品送到GTI 廣研檢測進(jìn)行一次分析，對其中一些重要的參數(shù)運(yùn)動黏度、總酸值、水分、抗乳化性、漆膜值等數(shù)據(jù)進(jìn)行分析記錄存檔。

今年又聯(lián)系潤滑油清洗廠家，用濾油機(jī)在線對空壓機(jī)潤滑油進(jìn)行清洗過濾，之后送GTI 廣研檢測分析，從分析數(shù)據(jù)可以看出壓縮機(jī)潤滑油各項(xiàng)指標(biāo)均正常。

5 得出結(jié)論

壓縮機(jī)葉輪結(jié)垢引起轉(zhuǎn)子質(zhì)量分布不均勻使得壓縮在運(yùn)行時(shí)其轉(zhuǎn)子動平衡受到影響，從而導(dǎo)致壓縮機(jī)二級振動值跳動，對壓縮機(jī)吸入口過濾器參數(shù)進(jìn)行及時(shí)搜集對比，及時(shí)更換壓縮機(jī)進(jìn)口濾筒和濾板，避免出現(xiàn)由于濾筒或?yàn)V板破損壓縮機(jī)將大氣中灰塵及雜質(zhì)吸入機(jī)體內(nèi)，造成葉輪結(jié)垢和管道內(nèi)壁腐蝕，影響壓縮機(jī)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

6 結(jié)語

空壓機(jī)在整個(gè)空分裝置中投資比重大，是整個(gè)裝置的核心動力設(shè)備，相當(dāng)于人體心臟，當(dāng)壓縮機(jī)參數(shù)出現(xiàn)細(xì)微變化時(shí)，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)進(jìn)行分析討論，對設(shè)備能夠安全、可靠、平穩(wěn)運(yùn)行是至關(guān)重要的，也對整個(gè)裝置的生產(chǎn)至關(guān)重要。