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)

1 簡述

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。

2 增壓機(jī)組安裝結(jié)構(gòu)及機(jī)組參數(shù)

2.1 增壓機(jī)組安裝結(jié)構(gòu)

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。

2.2 機(jī)組參數(shù)

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

3 振動數(shù)據(jù)分析

3.1 振動趨勢分析

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)。

3.2 振動頻譜分析

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。

4 分析結(jié)論及建議

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。

5 檢修發(fā)現(xiàn)問題

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。

6 故障原因分析

（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。

7 解決措施

（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)。

8 檢修效果

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)。

[1]林志英.設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷技術(shù).北京大學(xué)出版社

[2]設(shè)備運行管理工程師輔助系統(tǒng).大連理工大學(xué)振動工程研究所

[3]牛明忠.設(shè)備故障的振動識別方法與實例.冶金工業(yè)出版社

[4]沈慶根.化工機(jī)器故障診斷技術(shù)，浙江大學(xué)出版社