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状态检测、故障诊断技术在离心压缩机上的应用

原作者：蔡广斌温宾江

出处：

【关键词】离心式压缩机,振动,故障诊断

【论文摘要】旋转机械故障诊断技术在发电、化工行业等大型透平，离心机组上的应用日益广泛。介绍了大庆天然气公司从美国DRSSER-RAND公司引进的D10R9B离心压缩机应用振动检测，故障诊断技术，分析、判断、处理的轴振动超高的问题及收到的良好效果。

Application of Condition Detecting and Trouble Diagnosis Technology on Centrifugal

pressor

Abstract SPAN class=zye style="FONT-SIZE: 10pt">Application of rotary mechanism trouble diagnosis technology on Large turbin and centrifugal unit used in power station and chemical industry is getting extensive day by day.Da Qing Natural Gas pany imported D10R9B Centrifugal pressor from American DRSSER-RAND pany is introduced.Problems of exceeding vibration limit of shaft are analyzed,judged and treated by using vibration detection and trouble diagnosis technology,and good effect is obtained.

Key words SPAN class=gje style="FONT-SIZE: 10pt">Centrifugal pressor Vibration Trouble diagnosis

D10R9B离心压缩机是大庆天然气公司喇二压气站浅冷装置从美国DRSSER-RAND公司引进的。1998年10月2日投运时，轴振动在允许范围之内。运行52天后，压缩机的驱动端轴振动报警，VT-701Y在53μm左右，之后此状态没有改善。1999年6月20日开始，VT-701Y达到60μm，轴振动加剧，影响正常生产。该机组每天处理天然气40万m3，每天产值30万元左右。而且该机组采用的是90年代先进设计、制造技术。为了避免事故扩大，需尽快查明振动值高的原因，采取有效的处理措施，把损失降到最小。我们组织有关人员对该机组及相关系统实施振动检测、诊断故障，确定处理方案。

D10R9B离心压缩机主要设计参数：

天然气处理量：40万m3/d

驱动电机额定功率：2550kW

工作转速12718r/min；

最高工作压力：1.5MPa

轴振动VT：报警值53μm，停车值63μm

一、离心压缩机振动原因与分析

1.转子不平衡

转子不平衡的主要原因有转子初始动平衡精度低、叶轮流道不均匀结垢、部件松动、转子弯曲等。

该压缩机投运1200小时以后出现轴振动值高报警，故可排除转子的动平衡精度影响。但叶轮流道不均匀结垢可能性较大，因湿气进入压缩机腔内会产生结碳。装于转子上的部件松动、转子微弯曲也是有可能的。

转子不平衡的振动频率为一倍频的几率为90%，二倍频出现几率为5%，其它高频出现几率为5%。附表如下：

表1 转子不平衡故障的振动特性

2.联轴器不对中

压缩机与增速箱高速轴不对中，转子径向振动以二倍频为主。不对中越严重，二

倍频所占比例越大，且振动随负荷增加而增加。这主要发生在联轴器附近的两个轴承

上。联轴器不对中时，轴向振动较大，振动的频率为一倍频，振动幅值和相位稳定。

不同轴严重时(包括轴承不对中)，会产生高次谐波，振动不稳定。

表2 联轴器不对中故障的振动特性

联轴器不对中与转子不平衡引起轴振动值高，仅从振动频率判断，有时难以区分。两者重要区别是振幅随转速的变化特性，转子不平衡故障，振幅随转速的升高增大得很快，而对于联轴器不对中故障，振幅基本稳定，与转速没有太大的关系，而且其二

倍频幅值较大。

3.轴承间隙过大

轴承间隙过大，也会引起轴振动高，我公司喇一150#BCL607压缩机1997年轴振动一度超高。在排除其它原因后，检查驱动端轴承发现间隙超过正常值近一倍，更换轴承使其与轴配合间隙在允许范围内，其轴振动值为正常。

D10R9B压缩机轴承润滑油压力、温度、回油量正常，轴承配合间隙不会有问题。

4.轴承压盖松动

此种情况一般轴承盖上振动值较大，振动频率一般为1/2倍频频率。由于D10R9B 压缩机特殊的结构，该机不会发生此种情况。

5.转子有微裂纹

由于长时间运转，转子可能产生疲劳微裂纹。此时，轴振动表现轴向振幅很高，径向振动频率为倍频频率，或有2～3倍频分量。机组运行时间短，可以排除。

6.气流产生旋转脱离和喘振

离心压缩机在设计工作转速运行时，当进气流量降到设计正常工作区域边界之外时，气流会在叶轮流道或扩压器流道中产生旋转脱离，气流旋转脱离严重到使压缩机的排气压力低于系统压力时，即发生喘振。其它情况如系统压力突然升高、进气温度突然升高等情况及操作失误也会发生喘振，此时，转子振动加剧，压比、流量大范围波动，压缩机振动十分强烈。振动频率一般是低频振动。

D10R9B压缩机轴振动振幅和速度在负荷平稳时仍然较高，而且工艺工况平稳正常，

压缩机不会发生喘振。

基于以上分析，对D10R9B压缩机及其相关系统运行作振动检测、诊断分析，确定

故障原因。