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案例丨甲醇装置闪蒸气压缩机振动高问题处理

 福田书屋 2022-04-09

本案例由工课第16期故障诊断初阶训练营学员提供

正文 1670 字  5分钟阅读

一、设备结构简介

我们公司26万吨甲醇装置闪蒸汽压缩机组由交大赛尔机泵成套设备有限公司设计、制造,由压缩机、主驱动电机、油润滑系统及其它辅助设备组成。

压缩机为多轴离心式压缩机,由一个大齿轮驱动一个两端各安装一个叶轮的小齿轮,小齿轮轴两端的叶轮,连同蜗壳、隔板组成压缩机的2个压缩级。


1、2级叶轮均为闭式结构,是交大赛尔研发的“全可控涡” 三元流叶轮。


1、2级叶轮轴封均为迷宫密封,轴上套装的梳齿与装在蜗壳上的密封体表面(表面为巴氏合金)配合。

运行时电机转速是2985r/min,小齿轮轴转速达到10600r/min。

压缩机结构简图:

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二、机组检修及开车情况

本机组自2012年煤化工建成开车以来,从来没有解体大修过,这期间停车检修也只是把齿轮箱上盖打开,检查了齿轮及轴承的使用情况,使用情况良好。


今年3月份装置停车大修,考虑到这台机组运行时间较长故决定对其进行彻底解体大修,检查叶轮、轴承及密封部件的使用情况。

本次大修检修人员按计划对机组轴承间隙、瓦背紧力、密封体间隙、齿轮啮合、叶轮等进行了仔细检查,未发现明显损坏或是间隙超标的情况,检修人员清理卫生、复查装配数据后对机组部件进行回装。

大修结束后,机组于4月5日开机运行,开机后振机组动值比较正常,但是在运行到第二天以后,我们发现一级叶轮端轴振动上涨了,打开趋势图发现这个点的振动一直在缓慢上涨中,工艺对入口导叶开度进行调整后振动还是在缓慢上涨。

一级叶轮端轴振动趋势图(见下图),一直是处于一个缓慢上升的过程。

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三、问题分析

一级叶轮端轴振动达到报警值54μm以后,我们对故障进行了分析,可能的原因有三点:

1. 一级叶轮端轴承间隙过大或瓦背紧力不够。

2. 密封体安装故障,与小齿轮有摩擦。

3. 叶轮不平衡。
首先我们查看了检修人员的检修数据,轴承间隙和瓦背紧力经测量都是符合技术要求的,而且没有更换备件,原备件回装,所以这一点问题可以排除。

第二,密封体安装故障,与小齿轮有摩擦。这个密封体是一个整体圆套装上去以后,用螺钉固定在蜗壳上的,密封体内是巴氏合金,转子上有梳齿,如果密封体在安装时对中不是很好,也只是可能在开机的时候由于摩擦振动会高一点,等巴氏合金磨了以后就会稳定,所以这个问题我们基本也排除了。

第三,叶轮不平衡,本次检修叶轮未做更换,仅做尺寸复查,同时清理打扫了一下卫生,其他没有做处理,那么卫生清理的如何、安装的时候会不会安装偏斜、安装不到位、叶轮锁紧背帽松动等现象,这些都是值得怀疑的。

我们随即也查看了频谱图,我们发现主要还是以1倍频为主。

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最后,经分析讨论,我们怀疑问题可能还是出在叶轮上,故决定停机对叶轮部位进行检查,其它就不用打开检查了。


四、故障处理

待工艺停机以后,我们拆除一级入口管道及隔板,利用深度游标尺再次测量叶轮装配位置数据,叶轮安装是到位的,再用百分表打叶轮口环端面跳动0.03mm,径向跳动0.02mm,这些数据也说明叶轮安装是没有问题的。

接着我们对叶轮锁紧背帽和中心螺栓进行检查,也没有出现松动或断裂的现象,都是完好的。

再仔细检查叶轮,我们发现叶轮上有黑色的粉末,而且每个叶片根部堆积的厚度还不一样,异常振动原因初步确认,振动是由黑色粉末结垢积累造成叶轮不平衡。

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询问工艺人员,黑色粉末可能是触媒粉末,这次大修时更换了新的触媒,在开车时进行了吹扫,吹扫后触媒粉末可能就被带入了系统。

触媒粉末在叶轮上附着堆积,导致叶轮的动平衡遭到破坏,造成一级叶轮轴振动的升高,而且是随着堆积层的慢慢增多,振动也是慢慢升高的。

问题找到以后,我们对叶轮上的黑色触媒粉末进行了清理,同时工艺人员也对系统进行了吹扫。


五、效果验证

再次开车后振动恢复了正常,并且运行一段时间后振动也是平稳的。

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经过这个故障处理以后,也让我们更进一步的认识了不平衡故障,也为我们以后对此类问题的分析积累了经验。

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