賀旭生 郭宏 鄒軍裝 王付京 (中石油西部管道新疆輸油氣分公司 新疆 830000)

一、概述

故障過程

西氣東輸二線某壓氣站1#壓縮機(jī)為R R生產(chǎn)的R FBB36筒形型兩級(jí)離心式壓縮機(jī)，其天然氣入口低壓端位于非驅(qū)動(dòng)端，出口高壓端位于驅(qū)動(dòng)端。2013年4月20日，該壓縮機(jī)在正常啟機(jī)過程中達(dá)到最小負(fù)載后，驅(qū)動(dòng)端與非驅(qū)動(dòng)端徑向軸承A 39 CPD EXA 39 CPD EYA 39 CPNEXA 39 CPNEY振動(dòng)值瞬間達(dá)到滿量程100 μm，機(jī)組聯(lián)鎖跳機(jī)。具體情況如下：4月20日11:14機(jī)組開始正常啟機(jī)，11:34達(dá)到最小負(fù)載轉(zhuǎn)速，期間各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)正常。在11:41之前的機(jī)組的正常加載過程中，壓縮機(jī)振動(dòng)參數(shù)平穩(wěn)，無異常突變。在11:41壓縮機(jī)兩端徑向軸承振動(dòng)同時(shí)瞬間達(dá)到滿量程，但在停機(jī)過程中，軸承振動(dòng)值隨轉(zhuǎn)速下降而迅速下降。

二、故障原因分析

1.初步檢查階段

機(jī)組跳機(jī)之后現(xiàn)場(chǎng)人員首先對(duì)機(jī)組地腳螺栓墊片、潤(rùn)滑油管線、進(jìn)出口管線以及振動(dòng)探頭都進(jìn)行了詳細(xì)的檢查，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)壓縮機(jī)出口管線管箍一條緊固螺栓斷裂（如圖2所示），其余無異常，由此初步判斷機(jī)組振動(dòng)高高原因?yàn)楣芸ㄋ蓜?dòng)，管線振動(dòng)所引起。但是隨后將管線支撐處理后再次啟機(jī)，機(jī)組在點(diǎn)火升速過程中，又出現(xiàn)了與前次類似的故障：在PT開始運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，振值就明顯偏高，特別是非驅(qū)動(dòng)端振值較該臺(tái)機(jī)組停機(jī)前的正常值高一倍左右，在升速過程中，非驅(qū)動(dòng)端振值達(dá)到高高聯(lián)鎖值跳機(jī)。由此判斷管線支撐損壞僅僅是機(jī)組振動(dòng)后所產(chǎn)生的后果而非機(jī)組振動(dòng)的原因。

圖1 管線支撐損壞

2.詳細(xì)排查階段

經(jīng)過前期的檢查和啟機(jī)的振動(dòng)轉(zhuǎn)速趨勢(shì)發(fā)現(xiàn)：1、振動(dòng)探頭、本特利系統(tǒng)一切正常，機(jī)組振動(dòng)值升高，且受此影響管線支撐出現(xiàn)損壞；2、檢查機(jī)組運(yùn)行參數(shù)的歷史趨勢(shì)，發(fā)現(xiàn)在最小負(fù)載運(yùn)行時(shí)機(jī)組機(jī)械性能平穩(wěn)，而在升速階段振動(dòng)值異常升高。對(duì)比兩次跳機(jī)時(shí)的情況，第一次跳機(jī)是驅(qū)動(dòng)端與非驅(qū)動(dòng)端振動(dòng)值同步升高，而第二次跳機(jī)卻是非驅(qū)動(dòng)端振動(dòng)值迅速上升，達(dá)到了高高報(bào)值從而導(dǎo)致機(jī)組跳機(jī)，兩次啟機(jī)過程類似卻又存在著明顯差別。

旋轉(zhuǎn)設(shè)備異常振動(dòng)的原因分析主要有以下幾點(diǎn)：不平衡、不對(duì)中、磨損、油膜渦動(dòng)、喘振、流體激振、結(jié)構(gòu)松動(dòng)、結(jié)構(gòu)共振、瞬間擦磨或撞擊等。

在后續(xù)再次啟機(jī)過程中，軸承振動(dòng)隨轉(zhuǎn)速升高正比增加，整體水平較正常值均有大幅提高，且非驅(qū)動(dòng)端振值增加更為明顯，由此判斷機(jī)組振動(dòng)源是在非驅(qū)動(dòng)端。根據(jù)此壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)，以及機(jī)組從4月1日至4月18日的運(yùn)行、停機(jī)歷史數(shù)據(jù)來分析，因機(jī)械原因所導(dǎo)致的振動(dòng)異常可能性非常小，4月18日的運(yùn)行數(shù)據(jù)見表1。

表1 4月18日壓縮機(jī)運(yùn)行參數(shù)記錄表

如果機(jī)組進(jìn)氣口卡有異物，那么勢(shì)必進(jìn)口短節(jié)濾芯受到了損壞，而且很有可能是20日啟機(jī)期間濾芯發(fā)生了破損，為了證明此判斷，隨后對(duì)機(jī)組進(jìn)行了氮?dú)庵脫Q并拆卸壓縮機(jī)入口預(yù)留孔進(jìn)行孔探檢查，發(fā)現(xiàn)壓縮機(jī)入口濾網(wǎng)有一處破損，由此確定了機(jī)組振動(dòng)異常的根源。

三、結(jié)論與建議

此次壓縮機(jī)振動(dòng)的異常處理為日后機(jī)組運(yùn)行、檢查和故障處理都積累了經(jīng)驗(yàn)，對(duì)于其他機(jī)組類似的故障現(xiàn)象均可采取本文中的方法進(jìn)行排查。同時(shí)為了保證其他機(jī)組安全平穩(wěn)運(yùn)行有以下三點(diǎn)建議：

1.逐步拆除所有在運(yùn)壓縮機(jī)入口臨時(shí)濾網(wǎng)。

按照設(shè)計(jì)，壓縮機(jī)入口所加臨時(shí)濾網(wǎng)為投產(chǎn)初期，為防止壓氣站工藝區(qū)過濾器后至壓縮機(jī)入口管線殘留焊渣、未清理凈的雜質(zhì)等對(duì)葉輪的影響而臨時(shí)加裝，在正常投運(yùn)一段時(shí)間后，一般在6個(gè)月左右，站場(chǎng)工藝管路中雜質(zhì)已經(jīng)隨高速氣流帶出，較大雜質(zhì)滯留于入口濾網(wǎng)，故投產(chǎn)初期，壓縮機(jī)入口濾網(wǎng)壓差上漲較快，需要定期清理。

自機(jī)組投運(yùn)至今，西二線西段壓縮機(jī)組連續(xù)運(yùn)行也已經(jīng)達(dá)到2年以上，機(jī)組入口濾網(wǎng)的拆卸檢查情況來看，基本較為清潔，無明顯異物滯留。而壓縮機(jī)入口臨時(shí)濾網(wǎng)，其加強(qiáng)筋板采取點(diǎn)焊方式臨時(shí)固定，且濾網(wǎng)鋼板厚度僅僅為5mm左右，開孔孔眼較小，為保證足夠通流面積，開孔孔眼密集，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度單薄，有可能導(dǎo)致自身斷裂使碎片進(jìn)入壓縮機(jī)內(nèi)部造成壓縮機(jī)振動(dòng)增加甚至使葉片損壞。

2.濾網(wǎng)拆除前，建議在機(jī)組的8 K保養(yǎng)中加入壓縮機(jī)入口濾網(wǎng)狀態(tài)的孔探檢查。

3.對(duì)于工藝區(qū)的過濾器濾芯及氣液聚結(jié)器，確定定期強(qiáng)制切換及濾芯強(qiáng)制更換周期，建議縮短濾芯的檢查和更換時(shí)間，以保證下游轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備的平穩(wěn)運(yùn)行。