史寧崗，黃盛華，俞曉艷

1中國石油天然氣股份有限公司管道分公司，河北 廊坊

2中國石油管道局工程有限公司國際事業(yè)部，河北 廊坊

3中國石油管道局工程有限公司技術服務中心，河北 廊坊

1.引言

陜京管道陽曲壓氣站離心式壓縮機RV050/03是干線天然氣增壓輸送的關鍵設備，系德國曼透平公司產品。驅動電機功率20 MW，電機額定轉速1800 r/min，通過變速箱帶動壓縮機，齒輪箱變比4.774；壓縮機額定轉速8593 r/min，工作介質為天然氣，額定流量15257 m3/h (工況)，出口壓力10 MPa [1]。該站壓縮機組4用1備，全年連續(xù)運轉。

2.故障現象

2018年12月27日，陽曲壓氣站2#機組在啟機過程中，壓縮機驅動端振動探頭VI4205X、VI4205Y及非驅動端振動探頭VI4202X、VI4202Y振動值均超過停機值(50 μm)，啟機失敗。

3.故障分析及診斷

3.1.初步排查

通過機組S8000振動檢測系統(tǒng)分析，振動呈現以下特征：振動頻率與轉頻相同，即振動存在較大的工頻成分；振動值隨電機轉速的增大而增大，但與電機負載無關；振動值以徑向為主，軸向值很小；譜圖中一般不含工頻的高次諧波，不平衡的振動方向主要在徑向[2]。振動圖譜(圖1)符合軸彎曲特征，但該機組此前運轉狀況良好，距上次機組停運僅22天。該機型轉子長2.33 m，轉子重量547.9 kg，且停運2月以上及存放2年以上的備用轉子均未出現彎曲現象，故推斷該轉子振動特性只是符合軸彎曲特性，但并非軸彎曲。

3.2.抽芯檢查

對壓縮機組進行抽芯檢查，發(fā)現機組進出管線內無異物，機芯內無異物，但二、三級葉輪梳齒密封嚴重損壞(圖2)，一、二、三級軸密封嚴重磨損(圖3)。

Figure 2.The serious damage of comb seals for second and third stage impeller圖2.二、三級葉輪梳齒密封嚴重損壞

Figure 3.The serious damage of seals in the first, second and third stage shafts圖3.一、二、三級軸密封嚴重磨損

3.3.外界因素分析

查看外部環(huán)境，發(fā)現啟機當天氣溫急劇下降，最低溫度由-13℃驟降到-20℃，而輸送介質天然氣的水露點為-15℃ (工況)。

3.4.故障原因分析

備用機組為達到快速啟動的要求，在機組熱備時，內部充壓，進出口閥門打開，干氣密封正常供給。在該工藝條件下，密封氣將沿干氣密封進入壓縮機內部，高壓側的氣體將依次經過三級葉輪梳齒密封、三級軸密封、二級葉輪梳齒密封、二級軸密封、一級葉輪梳齒密封進入進氣端，而低壓端經過一級軸密封進入進氣端。雖然密封氣進氣溫度(54.5℃)較高，但由于進氣量小，外界溫度過低，使其在經過氣體流道過程中天然氣中的水分析出并結冰，堆積在密封溝槽中。在機組啟動過程中，凝結的冰塊隨轉子高速旋轉，從而損壞梳齒密封，造成壓縮機振動升高而停機[3]。

4.預防措施

為避免上述情況再次發(fā)生，站內備用機組在冬季備用期間關閉進出口閥門，停止供應密封氣，只在啟機之前進行機組充壓。同時密切關注輸送介質水露點的變化情況，提高密封氣的進氣溫度，防止析水和結冰。