循環(huán)氣壓縮機(jī)K4003軸承振動原因分析與故障處理

張峰中原石油化工有限責(zé)任公司聚乙烯車間循環(huán)氣壓縮機(jī)K4003軸承振動原因分析與故障處理1

K-4003循環(huán)氣壓縮機(jī)是中原乙烯全密度聚乙烯裝置的心臟設(shè)備。K-4003停車則聚合反應(yīng)必需停車，使裝置無法進(jìn)行生產(chǎn)。2002年10月11日至11月10日，聚乙烯車間循環(huán)氣壓縮機(jī)K4003由于工藝原因停車，11月18日啟動后，壓縮機(jī)的軸振動一直在報警值0.075㎜左右波動。進(jìn)入2003年春季后，隨氣溫逐漸升高，K4003的軸振動明顯加大，最大瞬時值高達(dá)0.115mm。（聯(lián)鎖停車值由0.100mm改為0.110mm），軸振動持續(xù)的升高，嚴(yán)重威脅著設(shè)備的安全運行。在此主要對K-4003壓縮機(jī)振動原因及故障處理方法進(jìn)行探討和總結(jié)，為以后出現(xiàn)類似故障時提出有效的解決方案。

21、工藝流程簡介

32、設(shè)備簡介

循環(huán)氣壓縮機(jī)K-4003是由意大利N.PIGNONE(新比隆公司)生產(chǎn)的一種垂直剖分式單級恒速離心式壓縮機(jī)，型號為SRL801。循環(huán)氣體的循環(huán)流量由壓縮機(jī)入口的導(dǎo)向葉片控制。壓縮機(jī)的密封系統(tǒng)包括葉輪迷宮密封、干氣密封、密封氣吹掃系統(tǒng)，迷宮密封的吹掃系統(tǒng)、壓縮機(jī)導(dǎo)向葉片吹掃系統(tǒng)和壓縮機(jī)的N2緩沖氣系統(tǒng)。42.1壓縮機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)(設(shè)計數(shù)據(jù)):三種工況流量m3/h吸入溫度℃吸入壓力MpaG排出壓力MpaG電機(jī)功率kW轉(zhuǎn)速r/min振動報警值mm振動聯(lián)鎖值mm3434487.22.5032.678300029800.0750.1003430887.12.5042.654343441062.5052.66552.2K-4003循環(huán)氣壓縮機(jī)裝配圖

1．徑向軸承；2.止推軸承；3.徑向軸承；4.測振探頭（3A/3B點）；5.軸承箱；6.主軸；7.測振探頭（4A/4B點）；8.干氣密封；9.迷宮密封；10.葉輪迷宮密封環(huán)11.后端蓋迷宮密封環(huán)；12.后端蓋;13.導(dǎo)流筒；14.導(dǎo)向葉片15.葉輪；16.隔板63.1可引起振動的可能因素：（1）基礎(chǔ)松動；（2）管道外力，發(fā)生共振；（3）壓縮機(jī)喘振；（4）軸承潤滑不良，軸承磨損；（5）油膜渦動；（6）轉(zhuǎn)子對中不良；（7）軸彎曲或轉(zhuǎn)子不平衡；（8）壓縮機(jī)干氣密封故障；(9)機(jī)器內(nèi)件摩擦（10）儀表誤報警。3、K4003軸承振動原因分析與處理措施

73.2經(jīng)檢測和分析可以直接排除的因素：1、壓縮機(jī)和電機(jī)基礎(chǔ)松動；2、壓縮機(jī)喘振；3、因軸承潤滑不良導(dǎo)致軸承磨損產(chǎn)生振動；4、干氣密封損壞導(dǎo)致的軸承振動；5、儀表誤報。8

K-4003軸振動增加后，我們使用振動分析儀對壓縮機(jī)振動數(shù)據(jù)進(jìn)行采集。使用MAS振動軟件進(jìn)行頻譜分析，通過對采集數(shù)據(jù)的分析，可以加快我們對振動原因的判斷。

9使用振動分析儀對壓縮機(jī)振動數(shù)據(jù)進(jìn)行采集的結(jié)果：測點時間電機(jī)驅(qū)動端軸承mm電機(jī)非驅(qū)動端軸承mm壓縮機(jī)驅(qū)動端軸承mm壓縮機(jī)非驅(qū)動端軸承mm2A2B1A1B3A3B4A4B2002.10.199:000.0280.0320.0250.0280.0730.0580.0640.0592002.10.2112:000.0220.0320.0270.0260.0760.0620.0640.0622003.1.159:000.0270.0300.0320.0310.0780.0650.0650.0632003.2.89:000.0310.0290.0330.0280.0760.0570.0720.0632003.3.138:000.0250.0260.0360.0300.0810.0600.0880.0712003.4.28:050.0290.0340.0290.0270.0860.0700.0950.07610使用MAS振動軟件對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行頻譜分析得到的壓縮機(jī)振動頻譜簡圖：

11常見振源的主要識別依據(jù)：振動故障原因振動頻率特征轉(zhuǎn)子不平衡1x轉(zhuǎn)子熱彎曲1x機(jī)組不對中1x有，但2x振幅較大，為特征頻率機(jī)器松動1/2x，1/3x，1x，1.5x，2x，2.5x，3x都有油膜渦動(0.4-0.49)x油膜振蕩等于低階固有頻率轉(zhuǎn)子與靜止件磨擦軸向，徑向應(yīng)區(qū)分，高頻多，波形變化大

失穩(wěn)前小于低階固有頻率，失穩(wěn)后等于低階

固有頻率軸承磨損0.5x，1x,2x為主，2x以上也有12壓縮機(jī)振動頻譜圖和識別依據(jù)表對照可得到如下結(jié)論：131、 壓縮機(jī)振動振幅主要出現(xiàn)在一倍頻 處，因此可以排除轉(zhuǎn)子由于不對中及 油膜渦動引起的振動。

2、 振動波形較好，高頻振幅幾乎沒有，因 此也可以排除轉(zhuǎn)子與靜止件發(fā)生較大磨 損的故障。

3、 未出現(xiàn)較多的1/2x，2x,3x或更高的頻 率振幅，說明轉(zhuǎn)子系統(tǒng)未出現(xiàn)松動的 現(xiàn)象。

144、 壓縮機(jī)軸向振動較小，振動主要集中在 徑向垂直和水平位置

，是轉(zhuǎn)子不平衡產(chǎn) 生振動的一個特征。這是因為轉(zhuǎn)子由于 腐蝕，磨損，結(jié)垢，零部件脫落等原因 具有偏心質(zhì)量，在高速旋轉(zhuǎn)時會產(chǎn)生偏 心慣量，引發(fā)轉(zhuǎn)子失衡，振動主要表現(xiàn) 在徑向位置。

5、 如果壓縮機(jī)軸承故障，徑向垂直和水平位 置的振動也會增大。

15因此振動可能源于轉(zhuǎn)子不平衡，轉(zhuǎn)子熱彎曲及軸承故障?？赡苁沁@些原因中的一個，也可能是幾個原因綜合作用的結(jié)果。

163.4采取的減緩K4003壓縮機(jī) 軸振上升過快的措施：171、 確保工藝操作平穩(wěn)，嚴(yán)格控制反應(yīng)器壓力、流 化氣速和反應(yīng)器組分。2、 適當(dāng)降低潤滑油溫度。3、 向潤滑油中加入抗磨添加劑，以增加軸承的 承載能力和耐磨性。

4、 向TERESSO46潤滑油加入TERESSO150潤滑 油，以提高油膜的承載能力，減少由于振動產(chǎn)生 的油膜渦動。5、 在壓縮機(jī)本體外部增加了噴淋裝置給壓縮機(jī)降溫。

183.5加強(qiáng)對壓縮機(jī)振動的巡檢監(jiān)控，防范突發(fā)壓縮機(jī)故障：1、 K4003特護(hù)人員應(yīng)每日監(jiān)控壓縮機(jī)軸瓦 的振動，軸瓦溫度的變化，油溫的變 化，機(jī)械密封各級排放壓力的變化。2、 儀表人員應(yīng)每星期至少吹表一次，保證 儀表可靠性。

3、 為防止K-4003突然停車，摘除壓縮機(jī)一 次排放壓力聯(lián)鎖，保留報警，一旦出現(xiàn) 報警，立即控制停車。192003年4月，K4003軸振動4A小時平均值已達(dá)101um，最高峰值已達(dá)115um。（聯(lián)鎖停車值0.100mm）公司決定按原計劃停車檢修。

203.6檢修情況：

壓縮機(jī)解體后，葉輪流道聚合物結(jié)垢較嚴(yán)重，分布十分不均勻，有一處流道堵約1/5，是造成轉(zhuǎn)子動不平衡的主要原因；葉輪上的迷宮環(huán)道及殼體迷宮密封環(huán)磨損程度較重，和壓縮機(jī)運行后期軸振高密切相關(guān)，迷宮密封吹掃葉輪的孔有2/3被粉料堵死；蝸殼流道聚合物結(jié)垢硬且均勻，2mm左右；殼體迷宮密封環(huán)由于檢修時間緊未更換。壓縮機(jī)徑向軸瓦的五個瓦塊中，底部軸瓦磨損相對較嚴(yán)重，側(cè)面軸瓦磨損相對較輕。推力軸瓦兩組12個瓦塊中，工作面磨損較嚴(yán)重，且有圓周向約0.2-0.3m