MTO裝置主風(fēng)機(jī)試車振動故障分析及處理

王魯涇

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MTO裝置主風(fēng)機(jī)試車振動故障分析及處理

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)最為典型的故障問題就是試車振動而引發(fā)的機(jī)械故障。振動問題，將縮短壓縮機(jī)本身的周期、甚至直接導(dǎo)致整個裝置停工，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。通過對軸流式壓縮機(jī)可能引發(fā)振動的原因，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)定性差是造成振動問題的原因。

MTO；主風(fēng)機(jī)；試車；振動

中原石化60萬噸/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 振動故障特點

主風(fēng)機(jī)機(jī)組組裝有互相垂直的振動檢測系統(tǒng)，共設(shè)4個測點、8個探頭，具體安裝位置如圖1所示。運(yùn)行期間，1、4點的振幅變化不大、維持在20 μm左右，2、3點的振幅維持在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點的振幅逐漸升到40 μm，4點的振幅達(dá)到50 μm，超過風(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

對機(jī)組可能產(chǎn)生故障的部位進(jìn)行檢測發(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)軸承箱的振動不超標(biāo)；②機(jī)組振動異常時基礎(chǔ)振動不超標(biāo)；③管道與壓縮機(jī)組未產(chǎn)生共振，氣缸振動沒有增大。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)整或更換測振探頭和變送器

檢查測振探頭鎖緊螺母是否松動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振探頭，但開機(jī)試車振動值依然超標(biāo)。由此排出振動監(jiān)測系統(tǒng)不準(zhǔn)的因素。

2.2 檢查聯(lián)軸器及對中情況

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

2.3 檢查轉(zhuǎn)子跳動情況

拆檢轉(zhuǎn)子，在車床上對其徑向、端面圓跳動值與設(shè)計值進(jìn)行對比，如圖3和表1、2所示，轉(zhuǎn)子跳動滿足設(shè)計要求。由此，可以排除跳動引發(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)計間隙數(shù)據(jù)如圖4、表3所示。在實際測量過程中發(fā)現(xiàn)：a5處測量值西側(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)計值。但是殼體與軸形成交叉狀存在，在開車過程中當(dāng)工藝條件發(fā)生變化時造成梳齒密封齒片與軸摩擦使振動變大。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)計值。

表1 徑向跳動測定表（單位：mm）

表2 端面跳動測定表（單位：mm）

表3 密封間隙測定表（單位：mm）

2.5 軸瓦原因及處理

對機(jī)組排氣側(cè)的支推軸承進(jìn)行軸瓦間隙的測量，完全符合設(shè)計要求，機(jī)組采用可傾瓦軸承，在檢修過程時發(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。針對此問題對瓦塊進(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 對中數(shù)據(jù)

圖3 壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子簡圖

圖4 轉(zhuǎn)子設(shè)計間隙數(shù)據(jù)示意圖

圖5 軸瓦焊接處

圖6 軸瓦刮削處

2.6 檢測軸瓦與軸承座的過盈量

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

表4 主機(jī)軸承過盈、間隙測定（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，各檢測點的振動都在理想范圍內(nèi)，如圖8、表5所示，影響機(jī)組安全平穩(wěn)運(yùn)行的振動問題得到解決。

圖7 軸承示意圖

4 小結(jié)

機(jī)組振動在化工企業(yè)的生產(chǎn)運(yùn)行中極為常見，一定要及時發(fā)現(xiàn)、及時處理，否則會對企業(yè)的長遠(yuǎn)利益帶來極大影響，因此對機(jī)組振動故障進(jìn)行分析并探索其處理方案極為重要。只有及時解決振動故障，才能保障企業(yè)更快、更穩(wěn)定地發(fā)展。

圖8 振動趨勢圖

表5 K-1101主風(fēng)機(jī)試車振動趨勢圖

備注：x為西側(cè)、y為東側(cè)

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

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

[3]余國琮，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——壓縮機(jī)組[M]. 北京：中國石化出版社，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，山東萊陽人，本科，助理工程師，主要從事化工設(shè)備維運(yùn)工作。