乙烯K-4003循环气压缩机振动故障诊断

环气压缩机进行振动监测，分析出叶轮迷宫密封吹扫气流量小、壳体内设备部件粘附粉料树脂，导致转子动平衡被破坏和部件磨损、轴承间隙大等情况，是造成压缩机振动过大的主要原因，制定解决方法，取得较好效果。     关键词  压缩机  振动监测  吹扫气流量  轴承间隙  转子不平衡     中图分类号  TH45   文献标识码  B     茂石化的K-4003循环气压缩机是意大利新比隆公司生产的，是乙烯全密度装置的心脏设备，K-4003停车则C-4001聚合反应器必须停车，致使装置无法进行生产。气相法流化床反应器乙烯聚合操作工艺流程如图1所示，反应回路系统主要由C-4001聚合反应器，E-4002循环气冷却器和K-4003循环气压缩机组成。催化剂和反应物料连续加入到装有聚乙烯粉料的流化床聚合反应器中，聚合生成的聚乙烯粉料树脂由排料系统间断排出，连续循环气相反应物由反应器顶部出来，与新鲜物料汇合在一起，经过离心式循环气压缩机K-4003增压，然后通过循环气冷却器E-4002撤出聚合反应热后从流化床反应器底部进入反应器。循环气出的热量。  

 

    K-4003 循环气压缩机自1996年投入使用以来，压缩机振动值一直很高，而且上升很快，以致压缩机运转周期很短，平均五个月就要检修一次，给装置的安、稳、长、满、优运行和生产达标构成极大的障碍，解决压缩机振动大就成为了一个迫在眉睫的问题。 

     一、机组技术参数及测点布置     K-4003是卧式单级离心式压缩机，型号为SRL801，流量44100m³/h，进口压力2.45MPa（表压），轴功率2515kW，转速2980r/min，吸入温度85-100T，出口压力2.65MPa（表压），额定功率3000kW，叶轮直径880mm，振动报警值75μm，振动联锁值100μm。     机组测点如图2所示。  

 

    二、机组振动数据采集及故障分析    在每次检修完成开车成功后对压缩机的运行状态进行了跟踪监测。从一次检修结束（1999年2月3日）开车运行正常开始，根据特护机组状态监测记录，从每个月的记录中取机组开车后的振动监测数据与运行一段时间后（12月9日）的振动数据对比，得到如表1所列振动值。        

 

表1   监测振动值  μm 

        

 

    从表1中可以看出该机的振动总体趋势呈上升态势，由于3V测点已达到70.56μm，接近报警值75μm。为了直观起见，把3V点的监测数据生成振动趋势图（图3）。 

     从压缩机振动趋势图的发展态势上看，机组振动有进一步恶化的趋势，压缩机在一两个月内必然突破报警值，导致机组停车检修。  

 

    查看12月9日测得的3V测点的频谱图（图4）。从频谱图中可看出，压缩机的1倍频（50Hz）处振幅高达70.66μm，而且通过分析各点振幅趋势一频谱图，发现也是1倍频在增长。从这一频谱特征来说，绝大多数1倍频振动故障的原因是转子不平衡，但是机械基础共振、机组不对中故障不严重时频谱特征也表现在1倍频振动，而且支撑问题、机械松动、轴瓦间隙偏位等都会引起1倍频振动大。分析如下： 

     (1)电机两侧测点1、2的振动幅值上升幅度不大，而靠近压缩机的两测点3、4处振动值上升比较快，这一现象表明，机组主要振动源不在电机上而在压缩机上，而且联轴节单侧振值较大，因此排除不对中的可能。     (2)从3V测点振动趋势图中可以看出，2月3日开车后，该点的振动值为31.36μm，以后一直平稳运行，直到5月25日，该点振动值忽然上升到45.08μm，之后迅速上升到6月2日的51.47μm以后又忽然回落，从7月15日开始缓慢上升，直到12月9日上升到70.66μm，其他各测点的振动趋势也大致如此。     从图1所示的工艺流程简图可以看到，从C-4001反应器出来的循环气可能带有粉料树脂，如果叶轮迷宫密封吹扫气流量小，部分粉料就会随循环气进人压缩机体内沉积，附着在叶轮上，破坏转子动平衡；堵在压缩机体内的间隙内，造成压缩机体内部件摩擦。从图2的振动趋势图上可以看到5月振动值的突然上升后又迅速回落说明转子上粘结粉料后又脱落，12月9日该点的振动值又一次的突然上升也说明是转子又一次粘附粉料树脂。7月15日开始的缓慢上升而且也是1倍频分量的增大，说明可能该机组的滑动轴承在磨损。     对此，解决办法首先是增加叶轮迷宫密封吹扫气流量。根据工艺操作许可范围，把原来的吹扫气流量由2000m³提高到3000m³，来降低粉料在压缩机内的粘结速度。     实施后，3V测点的振动幅值由原来的70.6μm降低到62.1μm，其他测点的振动幅值均有不同程度的下降。以后压缩机3V测点的振动值一直在50～65μm之间波动。但压缩机的振动值在正常范围内仍属偏高。这样压缩机又运行了5个月，直到振动幅值突然上升到95μm，接近振动联锁值l00μm，压缩机不得不停车检修。     三、维修及效果     1．解体检查情况     (1)发现粉料树脂在压缩机内部件上粘结严重，压缩机叶轮与叶轮迷宫密封环之间有一些树脂胶块，叶轮迷宫密封环和隔板上都附有树脂胶块，压缩机后端盖上积有一层树脂。端盖和叶轮间的轴向间隙、迷宫环径向间隙、吸入隔板和叶轮间的间隙等因积集粉料而使间隙变小，叶轮迷宫密封径向间隙（叶轮侧）、迷宫和叶轮间轴向间隙等挤料间隙为0。     (2)经过检查装配技术数据，发现设备部件有磨损。联轴节侧滑动轴承径向间隙、叶轮侧滑动轴承径向间隙、止推轴承轴向间隙增大。     2．检修措施     (1)清除所有机体内的粉料树脂。     (2)更换后端盖迷宫密封、叶轮迷宫密封及各O形圈、联轴节头。     (3)更换滑动轴承，调整合适的止推轴承间隙。     (4)更换转子组件。     3．检修后K-4003压缩机振动情况     2000年6月4日K-4003压缩机试车一次成功，各测点振动值均很小，3V测点振动值为5.46Rm，达到历史最好水平。机组的检修基本上验证了在检修前的分析和推测。 

 

    自从开车运行成功后，一直对K-4003压缩机振动情况进行了跟踪监测，检修后的压缩机运行很平稳，连续开了18个月才停车检修，比以前平均运行四个多月的运行期限延长了13个月之多。压缩机半年内最高振动值为水平方向41μm，垂直方向30.61μm，一般在20μm左右波动（图5）。创造了此台压缩机自投入使用以来的最好纪录，解决了压缩机振动大的难题。

cript>cript>