雙螺桿壓縮機轉(zhuǎn)子振動監(jiān)測與故障分析

韓風梅，戴風濤

（中國石油獨山子石化分公司，新疆克拉瑪依 833699）

0 引言

雙螺桿壓縮機是化工企業(yè)生產(chǎn)過程中的重要設(shè)備，在使用過程中出現(xiàn)振動異常的情況，對生產(chǎn)平穩(wěn)運行造成不利影響，嚴重時甚至會損壞轉(zhuǎn)子。某石化公司雙螺桿壓縮機為某公司制造生產(chǎn)的HS204/16536 型，電機驅(qū)動，額定功率370 kW，陽轉(zhuǎn)子（主動轉(zhuǎn)子）通過同步齒輪帶動陰轉(zhuǎn)子（從動轉(zhuǎn)子）旋轉(zhuǎn)，陽轉(zhuǎn)子有4 個凸齒輪，陰轉(zhuǎn)子有6 個凹槽，陰、陽轉(zhuǎn)子外徑相同，轉(zhuǎn)子工作轉(zhuǎn)速9400 r/min。

1 壓縮機振動監(jiān)測情況

2019 年5 月17 日2：54 左右，該機組壓縮機測點XE23802Y發(fā)生波動，超標，最大幅值9.1 mm/s（圖1）。

圖1 雙螺桿壓縮機測點位置

（1）數(shù)據(jù)來源。壓縮機振動數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是由某公司研發(fā)安裝的在線監(jiān)測系統(tǒng)S8000，傳感器是電渦流傳感器。

（2）參考標準。采用SHS01003—2004 石油化工旋轉(zhuǎn)機械振動標準：15 kW≤功率≤300 kW，正常標準為≤2.8 mm/s，停機標準為>7.1 mm/s。

2 頻譜圖及其分析

（1）壓縮機測點XE23802Y 振動趨勢分析（圖2）。從振動趨勢圖可以看出，壓縮機測點XE23802Y 振值突然異常升高，后又回落至正常狀態(tài)。

圖2 壓縮機測點XE23802Y 振動趨勢

（2）壓縮機測點XE23802Y 波形頻譜圖分析（圖3）。該壓縮機實際工況下運行轉(zhuǎn)速為9400 r/min，運行頻率為156.67 Hz。從振值異常波動時的波形頻譜圖上看，時域波形近似于正弦波，主要振動頻譜為156.67 Hz，為壓縮機工頻，即1 倍頻。

圖3 壓縮機測點XE23802Y 波形頻譜

（3）單通道多特征趨勢圖分析（圖4）。本次振值波動僅與1 倍頻相關(guān)，頻率分布無明顯變化。

圖4 壓縮機測點XE23802Y 單通道多特征趨勢

綜上所述，分析認為該壓縮機振值異常波動的主要原因是異物進入，造成壓縮機轉(zhuǎn)子動平衡瞬間被破壞所致。

3 分析結(jié)果驗證

2019 年7 月該壓縮機停機檢修，解體，對轉(zhuǎn)子進行檢查發(fā)現(xiàn)，陽、陰轉(zhuǎn)子表面均存在明顯的啃咬痕跡，在陽轉(zhuǎn)子的螺旋槽根部磨損，在陰轉(zhuǎn)子的螺旋槽頂端磨損，磨損痕跡相吻合（圖5，圖6）。結(jié)合現(xiàn)場檢修情況，可以確定陰陽轉(zhuǎn)子間進入了異物。檢查壓縮機入口過濾網(wǎng)完好，進一步分析認為是入口過濾網(wǎng)后的入口端腔體雜質(zhì)脫落，進入陰陽轉(zhuǎn)子間造成的啃咬磨損。

圖5 陽轉(zhuǎn)子表面啃咬痕跡

圖6 陰轉(zhuǎn)子表面啃咬痕跡

4 總結(jié)

振動監(jiān)測及故障診斷對設(shè)備運行維護起到了指導(dǎo)作用。通過振值變化結(jié)合譜圖分析，可以快速分析出設(shè)備存在的隱患，更準確、更高效地判斷出故障原因及類型。隨著制造業(yè)裝備水平的不斷提升，通過數(shù)字化智能在線監(jiān)控對設(shè)備運行狀態(tài)進行監(jiān)測與診斷，及時發(fā)現(xiàn)異常狀況，降低設(shè)備故障率，這正是設(shè)備運行狀態(tài)監(jiān)控、預(yù)知性維修指導(dǎo)生產(chǎn)和維護的意義。