离心式空压机振动故障分析.doc

某化工厂现有两套空分装置，分别为KDONAr－4000/1800/ 110型、KDONAr6000/2000/180型，其原料空气压缩机均为离心式压缩机，其中4000空分装置空压机为H440－6.2/0.98型，是2002年出产，6000空分装置空压机为DH63－32型，是2004年出产，两空压机均整体齿轮型结构，四级压缩、三级冷却，由同步电动机通过齿轮联轴器驱动大齿轮。一二级叶轮在一根齿轮轴上组成L轴转子，三四级叶轮在一根齿轮轴上组成H轴转子，分别与大齿轮啮合，靠大齿轮进行增速，电动机转速l 500 r/min，H440空压机L轴级转子转速12 387 r/min，H轴转子转速14 769 r/min；DH63空压机转子则分别为9 512 r/min、11 470 r/min。每只转子上有两只径向轴承，系可倾瓦轴承，采用油泵供油强制润滑。 　　可倾瓦轴承有5块瓦，周向均布，轴衬的配列位置与主轴颈同心，瓦块为钢制件，内孔浇铸巴氏合金，与垫块装在一起。装在轴承内的瓦块可以绕着自身的轴线（与主轴颈中心线平行）单独摆动，同时由螺栓周向限位，使它在工作时不会与轴颈一起转动，这种可倾瓦轴承对于减振很有效，油从轴承壳的外侧环形供入，经过轴承间隙回油。运转中，每块瓦块随着轴颈旋转而产生的流体动力调整自己的位置，从而使每个瓦块具有最佳油楔，由于瓦块之间的间隙大，油膜不连续，与油膜旋转有 　　关的不稳定性也就难以形成。每级叶轮轴上均装有两个测振点，图1中在转子轴正上方呈90 °分布，采用涡电流传感，经延长电流接至前置放大器后输出非标准电压信号，再经仪控柜上框架式监视器处理输出标准模拟量信号在DCS上显示，参与报警、联锁。 　　 　　1故障分析 　　两台空压机运转多年，出现多次不同情况的异常轴振现象，现进行分析总结，以求找到克服异常轴振问题的办法。 　　1.1转子材料 　　4000空分H440空压机在2002年试车阶段发生两次、2004年发生一次运行中轴振渐升后突然超量程（200 μm）联锁停车，打开检查，叶轮出现裂纹或掉块，造成转子动平衡严重破坏，这种事故一般很少在空分行业发生，系产品制造质量问题。目前叶轮材质一般选用LV302不锈钢，未发生叶轮断裂事故。 　　1.2长周期运行叶轮上结垢 　　2005年投用的6000空分DH63－32空压机，运行到2008年，累计运行3.5 a。表现在三四级轴振（图1中测点3A、3B、4A、4B）缓慢上升，并超越报警值（64.75 μm），突破到70 μm、80 μm，一二级轴振测点（1A、1B、2A、2B）未超过25 μm，基本稳定。经停机检查，叶轮积灰多，且由于级问冷却器冷凝水排水不畅，造成三四级后盖板、叶轮上有水垢，污物的存在使转子动平衡破坏；对级间冷却器抽芯检查，其内壁腐蚀严重，底部许多锈渣，将L轴、H轴两套转子送专业厂进行流道清洗、探伤检查和动平衡校验，按照技术要求进行组装，开机后轴振正常，同时对冷却器内壁进行彻底除锈防腐，并将冷凝水吹除管由DN25扩大到DN50，防止运行中冷凝水积聚在底部被气流带走冲刷叶轮。2009年，DH空压机一级轴振上涨，一个月时间上涨20 μm，达到57 μm。三四级平稳未超过27 μm，仍是通过清洗叶轮、校正动平衡解决。 　　1.3瓦块存在损伤 　　DH63－32空压机2008年在处理四级出口管上管套环漏气后，开机后原本平稳的轴振持续上升，其中一级轴振比检修前涨30 μm达53 μm，二级轴振上涨13 μm达37 μm无法缓解，只好停机检查，发现二级轴承上边两瓦块损坏一块，其巴氏合金脱落，更换瓦块处理后开机平稳，各级轴振未超过30 μm。 　　1.4轴承间隙过小，瓦块接触面脏 　　近几年，H440空压机的油温、油压、气量均平稳，工艺上未进行任何操作时，出现多次各级轴振呈正弦波形异常波动情况，有时波动几个微米，有时十几个微米，有时突升、突降或伴随有轴温突变2 ℃左右。打开轴承检查，瓦块并未损坏，但瓦面上有油积炭现象，导致轴承间隙偏小、接触面不良，但对润滑油进行化验，油质合格。有时可从大齿轮齿上发现许多油渣，虽然润滑油化验合格，但不排除在特定运转条件