王魯涇

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MTO裝置主風(fēng)機(jī)試車振動(dòng)故障分析及處理

王魯涇

（中天合創(chuàng)能源有限責(zé)任公司化工分公司 烯烴MTO設(shè)備組，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 017300）

在日常的運(yùn)行當(dāng)中，軸流式壓縮機(jī)最為典型的故障問(wèn)題就是試車振動(dòng)而引發(fā)的機(jī)械故障。振動(dòng)問(wèn)題，將縮短壓縮機(jī)本身的周期、甚至直接導(dǎo)致整個(gè)裝置停工，并減少壓縮機(jī)的運(yùn)行壽命，從而造成相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)損失。通過(guò)對(duì)軸流式壓縮機(jī)可能引發(fā)振動(dòng)的原因，做了相關(guān)檢查，發(fā)現(xiàn)氣封組件剛度差、瓦塊處油溫偏高油膜穩(wěn)定性差是造成振動(dòng)問(wèn)題的原因。

MTO；主風(fēng)機(jī)；試車；振動(dòng)

中原石化60萬(wàn)噸/年甲醇制烯烴（S-MTO）裝置反再系統(tǒng)的主風(fēng)機(jī)，設(shè)計(jì)進(jìn)口風(fēng)量21240 m3/h、進(jìn)口壓力0.0985 MPa(A)、進(jìn)口溫度29.9 ℃、出口溫度176 ℃、出口壓力0.32 MPa(A)、軸功率1110 kW、工作轉(zhuǎn)速10700 r/min；配套電機(jī)功率1400 kW、轉(zhuǎn)速2985 r/min；增速箱采用GS系列漸開線硬齒面高速齒輪箱，速比3.6，使用系數(shù)1.4。

1 振動(dòng)故障特點(diǎn)

主風(fēng)機(jī)機(jī)組組裝有互相垂直的振動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)，共設(shè)4個(gè)測(cè)點(diǎn)、8個(gè)探頭，具體安裝位置如圖1所示。運(yùn)行期間，1、4點(diǎn)的振幅變化不大、維持在20 μm左右，2、3點(diǎn)的振幅維持在35 μm。當(dāng)機(jī)組風(fēng)量達(dá)到220 m3/min、入口開度達(dá)到13%左右后，2點(diǎn)的振幅逐漸升到40 μm，4點(diǎn)的振幅達(dá)到50 μm，超過(guò)風(fēng)機(jī)連鎖停機(jī)設(shè)置，從而導(dǎo)致機(jī)組聯(lián)鎖停車。

圖1 壓縮機(jī)軸系圖

對(duì)機(jī)組可能產(chǎn)生故障的部位進(jìn)行檢測(cè)發(fā)現(xiàn)：①電機(jī)側(cè)、齒輪箱之間的低速軸及壓縮機(jī)進(jìn)氣側(cè)軸承箱的振動(dòng)不超標(biāo)；②機(jī)組振動(dòng)異常時(shí)基礎(chǔ)振動(dòng)不超標(biāo)；③管道與壓縮機(jī)組未產(chǎn)生共振，氣缸振動(dòng)沒有增大。故，認(rèn)為故障可能發(fā)生在壓縮機(jī)排氣側(cè)軸承箱和齒輪箱高速軸側(cè)。

2 故障分析及處理

2.1 檢查調(diào)整或更換測(cè)振探頭和變送器

檢查測(cè)振探頭鎖緊螺母是否松動(dòng)及探頭與軸的間隙電壓是否正常（10 V），為便于查找故障更換了測(cè)振探頭，但開機(jī)試車振動(dòng)值依然超標(biāo)。由此排出振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)不準(zhǔn)的因素。

2.2 檢查聯(lián)軸器及對(duì)中情況

拆檢聯(lián)軸器未發(fā)現(xiàn)無(wú)異常磨損痕跡，檢查復(fù)核對(duì)中情況發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)（圖2）。由此，可以排除聯(lián)軸器故障的因素。

2.3 檢查轉(zhuǎn)子跳動(dòng)情況

拆檢轉(zhuǎn)子，在車床上對(duì)其徑向、端面圓跳動(dòng)值與設(shè)計(jì)值進(jìn)行對(duì)比，如圖3和表1、2所示，轉(zhuǎn)子跳動(dòng)滿足設(shè)計(jì)要求。由此，可以排除跳動(dòng)引發(fā)故障的因素。

2.4 檢查轉(zhuǎn)子氣封間隙及處理

機(jī)組采用鑲片式梳齒密封（0.3 mm不銹鋼薄片）密封組件，各處設(shè)計(jì)間隙數(shù)據(jù)如圖4、表3所示。在實(shí)際測(cè)量過(guò)程中發(fā)現(xiàn)：a5處測(cè)量值西側(cè)為0.05～0.10 mm、東側(cè)為0.55～0.60 mm，兩側(cè)相加符合設(shè)計(jì)值。但是殼體與軸形成交叉狀存在，在開車過(guò)程中當(dāng)工藝條件發(fā)生變化時(shí)造成梳齒密封齒片與軸摩擦使振動(dòng)變大。為確保機(jī)組正常運(yùn)行，將梳齒密封組件背部進(jìn)行低溫補(bǔ)焊（圖5），然后以齒片的中心為基準(zhǔn)對(duì)氣封組件背部進(jìn)行機(jī)械加工，加工后兩側(cè)間隙均為0.3～0.35 mm兩側(cè)相加符合設(shè)計(jì)值。

表1 徑向跳動(dòng)測(cè)定表（單位：mm）

表2 端面跳動(dòng)測(cè)定表（單位：mm）

表3 密封間隙測(cè)定表（單位：mm）

2.5 軸瓦原因及處理

對(duì)機(jī)組排氣側(cè)的支推軸承進(jìn)行軸瓦間隙的測(cè)量，完全符合設(shè)計(jì)要求，機(jī)組采用可傾瓦軸承，在檢修過(guò)程時(shí)發(fā)現(xiàn)底部瓦塊有以下缺陷：①瓦塊上有棕色膠糊狀物體，②瓦塊上有輕微磨損現(xiàn)象，磨損面積超過(guò)70%并且偏向于進(jìn)油方向?？梢耘袛啻私M軸瓦進(jìn)油量不足，導(dǎo)致瓦塊處油溫偏高油膜穩(wěn)定性差。針對(duì)此問(wèn)題對(duì)瓦塊進(jìn)行15°且寬度5 mm的刮削（圖6），以增大進(jìn)油量和增加油膜剛性。

圖2 對(duì)中數(shù)據(jù)

圖3 壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子簡(jiǎn)圖

圖4 轉(zhuǎn)子設(shè)計(jì)間隙數(shù)據(jù)示意圖

圖5 軸瓦焊接處

圖6 軸瓦刮削處

2.6 檢測(cè)軸瓦與軸承座的過(guò)盈量

檢查軸瓦與軸承座（圖7）的過(guò)盈量測(cè)量數(shù)據(jù)如表4所示，達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

表4 主機(jī)軸承過(guò)盈、間隙測(cè)定（單位：mm）

3 檢修試車結(jié)果

機(jī)組檢修試車后投入正常運(yùn)行，各檢測(cè)點(diǎn)的振動(dòng)都在理想范圍內(nèi)，如圖8、表5所示，影響機(jī)組安全平穩(wěn)運(yùn)行的振動(dòng)問(wèn)題得到解決。

圖7 軸承示意圖

4 小結(jié)

機(jī)組振動(dòng)在化工企業(yè)的生產(chǎn)運(yùn)行中極為常見，一定要及時(shí)發(fā)現(xiàn)、及時(shí)處理，否則會(huì)對(duì)企業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)利益帶來(lái)極大影響，因此對(duì)機(jī)組振動(dòng)故障進(jìn)行分析并探索其處理方案極為重要。只有及時(shí)解決振動(dòng)故障，才能保障企業(yè)更快、更穩(wěn)定地發(fā)展。

圖8 振動(dòng)趨勢(shì)圖

表5 K-1101主風(fēng)機(jī)試車振動(dòng)趨勢(shì)圖

備注：x為西側(cè)、y為東側(cè)

[1]中國(guó)石油化工集團(tuán)公司. 石油化工設(shè)備維護(hù)檢修手冊(cè)——煉油設(shè)備（第二冊(cè)）[M]. 北京：中國(guó)石化出版社，2004.

[2]任曉善. 化工機(jī)械維修手冊(cè)[M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004.

[3]余國(guó)琮，孫啟才，朱啟新. 化工機(jī)械[M]. 天津：天津大學(xué)出版社，1987.

[4]王福利. 石油化工廠設(shè)備檢修手冊(cè)——壓縮機(jī)組[M]. 北京：中國(guó)石化出版社，2007.

[5]韓捷，張瑞林. 旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障機(jī)理及診斷技術(shù)[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1997.

Vibration Trouble Analysis and Treatment of Main Fan Test in MTO Unit

WANG Lujing

(Olefin Separation Equipment Group, Zhongtian co-Founder of Energy Limited Liability Company Chemical Branch, Ordos 017300, China )

In the daily operation of axial compressor, the most typical failure is the mechanical failure caused by the test vibration. Such vibration problems will shorten the running time of the compressor itself, thereby reducing the operating life of the compressor, and even lead directly to the whole device shutdown, resulting in corresponding economic losses. When the situation is serious, it is likely to directly damage compressor parts and threaten people's safety in life. In view of this, it is necessary to make a thorough analysis of the vibration problem of the axial compressor, and find out the cause of the vibration problem.

MTO；main fan；test run；vibration

TB652

B

10.3969/j.issn.1006-0316.2018.11.019

1006－0316 (2018) 11－0077－04

2017－07－04

王魯涇（1976－），男，山東萊陽(yáng)人，本科，助理工程師，主要從事化工設(shè)備維運(yùn)工作。