李園園王英卓(中國石油化工有限公司北京燕山分公司北京102500)
增壓機(jī)組是煉油廠80萬噸/年催化裂化裝置的關(guān)鍵機(jī)組,負(fù)責(zé)將主風(fēng)機(jī)出口風(fēng)繼續(xù)增壓,為再生系統(tǒng)的循環(huán)提供動力,其運行正常與否直接影響生產(chǎn)裝置的安全運行。機(jī)組于2010年3月隨生產(chǎn)裝置停工檢修,檢修后運行一直比較穩(wěn)定,生產(chǎn)廠定期測量軸承振動數(shù)據(jù),并做振動趨勢分析。2011年8月1日,生產(chǎn)廠技術(shù)人員巡檢發(fā)現(xiàn)增壓機(jī)組噪聲增大,電機(jī)前軸承垂直方向振動烈度增大到9.9 mm/s,直至8月9日最大振動烈度值達(dá)到10 mm/s(預(yù)設(shè)振動烈度報警值7.1 mm/s),其他部位振動烈度亦有不同程度的上升,找出增壓機(jī)組振動增大的原因并予以解決以確保設(shè)備安全可靠運行是本次故障診斷的目的。
增壓機(jī)組包括電機(jī)、低速機(jī)、和高速機(jī)。測點分布為:A為電機(jī)后軸承端,B為電機(jī)前軸承端,C為低速機(jī)前軸承端,D為低速機(jī)后軸承端,E為高速機(jī)前軸承端,F(xiàn)為高速機(jī)后軸承端。
增壓機(jī)型號:B230——4.0/3.0,功率:630kW,增壓機(jī)轉(zhuǎn)速:10184r/min,齒輪嚙合頻率:8700 Hz,流量:230m3/min,聯(lián)軸器:彈性圓柱銷聯(lián)軸器,電機(jī)型號:YKK450-2W,電機(jī)轉(zhuǎn)速:2985 r/min,電機(jī)軸承結(jié)構(gòu):滑動軸承,增速機(jī)支撐軸承:可傾瓦軸承
2011年8月1日,技術(shù)人員巡檢時發(fā)現(xiàn)電機(jī)振動和噪音增大,機(jī)組其他部位振動烈度亦有上升,高速軸后軸瓦溫度一直偏高,為71℃,鑒于只有1臺增壓機(jī)組如果馬上停機(jī)將對生產(chǎn)影響很大,繼續(xù)監(jiān)護(hù)運行,到8月9日振動值又有所上升,電機(jī)前軸承振動為10.2 mm/s。
因電機(jī)前軸承振動變化相對比較大,本文僅列出電機(jī)前軸承振動烈度趨勢,8月1日電機(jī)前軸承B點振動烈度值上升后有所下降,但8月9日振動烈度值再次上升,振動烈度最大值為10.2mm/s。機(jī)組處于不合格運行狀態(tài)。
由于增壓機(jī)組振動烈度呈上升趨勢,技術(shù)人員利用DLI數(shù)據(jù)采集器采集增壓機(jī)組振動數(shù)據(jù)。電機(jī)前軸承B點數(shù)據(jù)超出標(biāo)準(zhǔn),水平9.6mm/s垂直8.7mm/s軸向11.6mm/s.因此,最大值為11.6 mm/s,而且電機(jī)前軸承水平和垂直方向振動烈度值均偏大,立即對振動數(shù)據(jù)做頻譜分析。
從頻譜中分析,存在工頻及倍頻分量,垂直方向工頻分量低于水平方向工頻分量,且電機(jī)后軸承振動低于前軸承振動值,因此可以排除電機(jī)轉(zhuǎn)子失衡故障。除工頻分量高外,2倍頻和3倍頻分量亦較高,且軸向振動大,說明軸系對中出現(xiàn)偏差。存在電機(jī)工頻、2倍頻、3倍頻和低速齒輪軸的工頻,說明軸系對中出現(xiàn)偏差;除存在電機(jī)工頻和低速齒輪軸的工頻外還存在大量高頻分量,說明齒輪嚙合狀況欠佳。
根據(jù)上述對振動數(shù)據(jù)及頻譜分析的結(jié)果,并結(jié)合機(jī)組日常運行狀況,分析診斷認(rèn)為電機(jī)前軸瓦存在異常磨損、聯(lián)軸器同心度出現(xiàn)偏差和高速齒輪軸瓦處于異常磨損狀態(tài)。
建議立即對增壓機(jī)組進(jìn)行檢查修理,具體如下:對聯(lián)軸器進(jìn)行檢查;檢查電機(jī)前后軸瓦;對增速箱推力軸瓦和支撐軸瓦進(jìn)行檢查。
根據(jù)以上分析結(jié)論,定于2011年8月11日對增壓機(jī)組停機(jī)搶修。經(jīng)過解體檢查,發(fā)現(xiàn)主要問題為:聯(lián)軸器螺栓彈性膠圈部分損壞嚴(yán)重;電機(jī)前軸承靠電機(jī)側(cè)下瓦面有明顯裂紋,烏金部分磨損,瓦背定位銷折斷;增速箱高速軸后支撐瓦下瓦部分燒損,其中兩塊烏金剝落,損壞較為嚴(yán)重。
(1)聯(lián)軸器彈性膠圈老化變形是振動大的根本原因。由于聯(lián)軸器螺栓彈性膠圈在使用一定周期后,出現(xiàn)膠圈老化、變形現(xiàn)象,致使聯(lián)軸器吸振效果減弱,對中產(chǎn)生偏差,導(dǎo)致機(jī)組振動增大。(2)由于中間聯(lián)軸器對中出現(xiàn)偏差,電機(jī)軸在軸瓦中的運行不穩(wěn)定,使得軸與軸瓦接觸不良,不能形成良好的油膜,致使電機(jī)軸振動增大,在高振動的影響下電機(jī)軸產(chǎn)生對軸瓦的沖擊造成軸瓦下部損壞,出現(xiàn)裂紋。(3)增速箱高速軸后軸承是推力和支撐組合瓦,既要承受軸向推力又要承受徑向載荷,由于靠近增壓機(jī)側(cè)振動相對較大,且軸瓦溫度偏高,最高達(dá)71℃,潤滑狀況不良,在高速旋轉(zhuǎn)下軸對軸瓦的沖擊較大,當(dāng)聯(lián)軸器螺栓彈性膠圈變形后使其振動加劇,軸瓦溫度進(jìn)一步上升,最終導(dǎo)致下支撐瓦出現(xiàn)烏金剝落故障。
(1)更換聯(lián)軸器螺栓的彈性膠圈。(2)更換電機(jī)前軸瓦,刮削修整軸瓦,調(diào)整前軸瓦間隙值為0.14mm,后軸瓦間隙0.20mm。(3)更換電機(jī)前后油封,調(diào)整油封間隙,前油封為0.05mm,后油封為0.05mm,解決增壓機(jī)之前存在的電機(jī)軸瓦滲油問題。(4)更換變速箱高速軸后支撐瓦,經(jīng)過在軸上研磨后,測量軸瓦間隙為0.16mm,控制在標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi)。(5)測量調(diào)整變速箱齒輪側(cè)隙為0.11mm,調(diào)整頂隙為0.45mm,齒面嚙合寬度為95%,接觸均勻,達(dá)到減輕高速軸振動的目的。(6)調(diào)整電機(jī)軸與低速齒輪軸同心度,使軸向最大值為0.03mm,徑向最大值為0.01mm,符合機(jī)組檢修標(biāo)準(zhǔn)。
鑒于分析診斷準(zhǔn)確,提前做好備件準(zhǔn)備工作,短時間內(nèi)對機(jī)組有針對性的進(jìn)行檢修,解決了增壓機(jī)組運行過程中存在的振動超標(biāo)、油封滲油等隱患問題,8月14日,機(jī)組開啟運行各軸承振動數(shù)據(jù)明顯下降,最大1.8 mm/s,機(jī)組投入良好運行,為裝置的安全高效生產(chǎn)奠定了堅實的基礎(chǔ)。
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