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        壓縮機(jī)升速期間振動大問題處理

        2020-06-01 10:26:08
        設(shè)備管理與維修 2020年9期
        關(guān)鍵詞:軸瓦試車停機(jī)

        趙 錚

        (沈陽鼓風(fēng)機(jī)集團(tuán)股份有限公司,遼寧沈陽 110869)

        1 機(jī)組設(shè)計(jì)參數(shù)

        該機(jī)組一段6 級,汽輪機(jī)拖動,設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速10 823 r/min,標(biāo)準(zhǔn)容積流量270 000 Nm3/h,進(jìn)口壓力11.15 MPa(111.5 Bar),進(jìn)口溫度55 ℃,出口壓力13.45 MPa(134.5 Bar),出口溫度77.61 ℃,一階臨界轉(zhuǎn)速5627 r/min,二階臨界轉(zhuǎn)速19 823 r/min,設(shè)定臨界區(qū)間5100~6100 r/min。

        2 問題描述

        機(jī)組試車,臨界期間速率100 r/s,壓縮機(jī)啟車升速,轉(zhuǎn)速4500 r/min,壓縮機(jī)非驅(qū)動端A 點(diǎn)振動值上漲至24 μm,5100 r/min達(dá)到43 μm,5700 r/min 時非驅(qū)動端A 點(diǎn)振動值88.9 μm,聯(lián)鎖停車。此時壓縮機(jī)非驅(qū)動端B 點(diǎn)振動值達(dá)到80 μm,驅(qū)動端兩點(diǎn)振動及汽輪機(jī)振動有一定上漲,漲幅不到10 μm(圖1)。

        圖1 振動趨勢

        3 排查方向

        排查現(xiàn)場機(jī)械試車壓縮機(jī)振動情況。排查現(xiàn)場氮?dú)庠囓噳嚎s機(jī)振動情況。核算轉(zhuǎn)子不平衡響應(yīng)報(bào)告,核算臨界轉(zhuǎn)速。

        4 原因分析

        (1)機(jī)械試車,臨界速率50 r/s,最大振動出現(xiàn)在5700 r/min,壓縮機(jī)非驅(qū)動端A 點(diǎn)振動值57 μm,升速至10 000 r/min,振動值下降至15 μm 以內(nèi)。安裝干氣密封回裝儀表發(fā)現(xiàn),振動、位移探頭與延伸電纜接線錯誤,51 前置器接6 m 線程(探頭加延伸電纜),這樣連接會導(dǎo)致探頭靈敏度降低,由此推斷空負(fù)荷試車振動為假值,實(shí)際值≥57 μm。由此初判壓縮機(jī)在臨界區(qū)間振動大,可能原因是軸瓦安裝問題、升速速率問題,以及轉(zhuǎn)子在臨界區(qū)間不平衡響應(yīng)大。機(jī)械試車趨勢如圖2 所示。

        圖2 機(jī)械試車趨勢

        (2)氮?dú)庠囓嚬策M(jìn)行4 次,每次試車情況基本一致,壓縮機(jī)均在5700 r/min 時,非驅(qū)動端A 點(diǎn)振動大聯(lián)鎖停機(jī),振動值超過88.9 μm,非驅(qū)動端B 點(diǎn)振動值80 μm。排查壓縮機(jī)軸瓦間隙、過盈等安裝情況,均在設(shè)計(jì)要求范圍,其中軸瓦間隙取設(shè)計(jì)要求下限。因此可以排除軸瓦問題引起壓縮機(jī)在臨界區(qū)振動聯(lián)鎖停機(jī)。

        氮?dú)庠囓嚻陂g,臨界區(qū)間速率60~100 r/s,根據(jù)實(shí)際過臨界區(qū)的時間反算,實(shí)際升速速率與設(shè)定升速速率基本一致。因此可以排除臨界區(qū)間升速速率與實(shí)際不符,引起壓縮機(jī)臨界區(qū)振動大。觀察壓縮機(jī)聯(lián)鎖停機(jī)過程,懷疑轉(zhuǎn)子在臨界區(qū)間不平衡響應(yīng)大(圖3)。

        圖3 氮?dú)庠囓嚉v史趨勢

        (3)核算確認(rèn)給定一階臨界轉(zhuǎn)速沒有問題,實(shí)際運(yùn)行在5700 r/min 振動響應(yīng)大,間接驗(yàn)證一階臨界轉(zhuǎn)速是正確的。核算轉(zhuǎn)子不平衡響應(yīng)滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,由此可以判斷設(shè)計(jì)不存在問題。

        5 改進(jìn)方案

        (1)如裝置投產(chǎn)不具備停機(jī)條件,鑒于實(shí)際轉(zhuǎn)速在6100 r/min以上,振動值已下降,到達(dá)工作轉(zhuǎn)速后,振動值均在25.4 μm 內(nèi)?,F(xiàn)場可以在控制系統(tǒng)中,臨界區(qū)間由5100~6100 r/min 更改至3100~6100 r/min,增加汽輪機(jī)暖機(jī)時間,以及在臨界區(qū)間增加延時。綜合同類機(jī)型其他現(xiàn)場使用經(jīng)驗(yàn),該方案具有可行性。

        (2)建議停機(jī)拆檢,復(fù)查缸體密封,如有間隙超差或損壞,立即更換。建議轉(zhuǎn)子重新動平衡處理。

        6 改進(jìn)效果

        綜合考慮在臨界區(qū)間增加聯(lián)鎖延時,以及增加臨界區(qū)間及暖機(jī)時間。再次啟車,轉(zhuǎn)速6700 r/min,壓縮機(jī)非驅(qū)動端最大振動值44 μm。之后投入工藝氣體,轉(zhuǎn)速8500 r/min,壓縮機(jī)最大振動值20 μm。

        7 結(jié)語

        壓縮機(jī)在臨界區(qū)間要求快速通過,因?yàn)榕R界區(qū)間表現(xiàn)就是軸振動大。本臺壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子在臨界區(qū)間較為敏感,需要增加汽輪機(jī)暖機(jī)時間,可以增加適宜的聯(lián)鎖延時。由于安裝條件改變等原因,多個現(xiàn)場發(fā)生同類事件,經(jīng)過多次運(yùn)轉(zhuǎn)使用也有好轉(zhuǎn)現(xiàn)象。

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