大型离心压缩机组振动故障诊断
离心压缩机组是石化、能源动力等行业中的常用装置之一,振动是其投用过程中经常出现的一种故障现象,不仅会降低机组运行效率,也会加速部分零部件磨损,短缩压缩机的使用寿命,因此,早期发现、诊断离心压缩机组振动故障问题对于设备使用单位具有重要意义。
北京中惠普浅析大型离心压缩机组是一种十分重要的动力设备类型,体积大、重量沉、构造复杂、投产时间相对较早、作业工况波动性较大等均是其主要特征,增加了其投用阶段相关故障问题的发生率,特别是振动故障。
离心压缩机组的振动故障
离心压缩机
(1)主电机形成较大振动,把振动传送给离心压缩机,进而造成压缩机出现较大振动。
(2)压缩机自身的精准性遭受不同程度的损害。
(3)机器中出现了共振现象。当设备即将抵达临界转速时,设备的振动幅度明显增加,进而引起共振现象。此外,若设备内部分零部件的振动频率抵达倍数关系时,则也会出现共振现象。
(4)压缩机在喘振区运转时,压缩机出口便会形成一定压力,在这样的工况下,振动幅度显著增加,以致离心机出现较大振动现象。
(5)若转子及定子的同心度准许偏差超出限定值时,也会引发振动问题。
转子类故障
转子是压缩机中内置转子,其隶属于制作工艺的转子范畴,不管是在材料还是其他方面,均会引起各种振动故障。且在离心压缩机内部运转阶段,转子不可能始终能维持平衡状态,因此会造成转子出现不同程度而定偏差,也可能会造成转子旋转中心出现不同程度的误差,发生以上这种情况,会造成在离心力作用下转子转动效率降低,造成转轴上转子出现晃动,进而导致压缩机出现大幅度振动问题。
振动故障的诊断
1 振动测量
采集振动数据是诊断故障问题的基础。将加速度传感器(ICP 型)逐一安装在压缩机、变速箱、轴向及电机外壳等位置,信号带宽> 2.5kHz;数据采集分析仪采集、分析振动信号。
2 振动现象分析与诊断
要求本机组轴承的振动值≤ 4.3mm/s,参照机组的特性、设计使用寿命及现场应用现状,适度拓宽限值。已知电机、压缩机轴承振动的基频分别是 50Hz、90Hz,利用螺栓连接电机与压缩机轴承座及底板。
发现在全流量运转工况下,随着时间延长,轴承的轴向及水平振动均有增加趋势,特别是后者始终持续增加到严重超标,频谱的丰富度处于较高水平上,形成了基频与高倍频,轴承温度持续升高,电机与齿轮箱均没有出现异常振动。
北京中惠普分析技术研究所浅析结合压缩机振动特性分析结果,可以初步认定压缩机与变速箱存在着热不对中的状况。虽然齿轮箱的振动值不是很高,但在启动环节中形成了异常的撞击声,现场检查后发现大、小齿接触面均出现了无规则的挤压印痕。结合既往实践中总结出的经验,如果两个轴承的中心线出现偏移、倾角、错位等问题时,会造成啮合间隙和设计要求之间出现较大出入;当齿轮箱进到或脱离啮合时,便会产生一定啮合冲击力,进而诱导啮合频率及其各次谐波幅值出现明显波动,据此可以断定齿轮箱大、小轴在安装时存在一定误差;轴承上压盖到底座的振动值有持续增加的趋势,并且轴承水平与轴向振动检测值均处于较高水平
上,可以断定轴承存在着刚度弱化或者预紧不够的情况。在停机但能维持部件处于热态的工况下,检测对中状况与变速箱两轴之间形成的啮合间隙,探查到机组的同轴度和设计要求之间形成很大的出入,变速箱的安装情况也和设计要求存在较大偏差,压缩机轴瓦持有的预紧力显著不足。