激光對中技術(shù)在設(shè)備軸對中的應(yīng)用

帕哈提·賽買提，希林古麗·阿爾肯，肉鮮古麗·阿不都吉力

（新疆油田公司采氣一廠，新疆克拉瑪依 834000）

0 引言

往復(fù)式壓縮機(jī)和導(dǎo)熱油循環(huán)泵在天然氣生產(chǎn)過程中扮演著重要角色。新疆油田公司采氣一廠共有21 臺天然氣壓縮機(jī)，14臺導(dǎo)熱油循環(huán)泵。僅2018 年，各類動設(shè)備故障維修累積40 余次。其中滲漏、異響等基礎(chǔ)性問題居多，導(dǎo)致設(shè)備非計劃停機(jī)，給天然氣的增產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)帶來一定影響。大部分故障均與動設(shè)備的不對中有著直接的聯(lián)系，若能做好動設(shè)備的對中監(jiān)測以及校準(zhǔn)，可以在很大程度上降低機(jī)泵故障率，消除生產(chǎn)過程中的安全隱患。通過引進(jìn)激光對中儀，并應(yīng)用到動設(shè)備軸對中監(jiān)測，排查軸對中存在的偏差，并按儀器指定方法和參數(shù)予以精準(zhǔn)調(diào)校，提高設(shè)備對中精度，降低設(shè)備故障率，提高設(shè)備運行效率。

1 設(shè)備對中的必要性

動設(shè)備通過聯(lián)軸器將不同機(jī)構(gòu)中的主動軸和從動軸牢固地聯(lián)接起來一同旋轉(zhuǎn)，并傳遞運動和扭矩，通過剛性聯(lián)軸器和撓性聯(lián)軸器實現(xiàn)連接。如電驅(qū)往復(fù)式壓縮機(jī)，熱媒泵等動設(shè)備，如圖1 所示。動設(shè)備運行狀況除了與工藝狀況直接相關(guān)外，還與安裝質(zhì)量、檢修質(zhì)量有著密切關(guān)系。經(jīng)驗證明，相當(dāng)多的機(jī)械損壞是由于對中不準(zhǔn)造成的。對中是減少機(jī)器損壞，防止和排除突發(fā)故障及減少維修時間的重要環(huán)節(jié)。

聯(lián)軸器對中不良會造成設(shè)備軸承過早損壞、聯(lián)軸節(jié)摩擦增大、運行異常振動異響等問題，降低設(shè)備的運行效率，提高設(shè)備運行成本，縮短設(shè)備使用壽命。此外，對中不良會對轉(zhuǎn)軸密封性產(chǎn)生嚴(yán)重影響，而更換密封件的費用有時可達(dá)到購買設(shè)備價格的20%。

聯(lián)軸器對中是借助專用工具和儀器，通過合理方法，使兩軸達(dá)到預(yù)先設(shè)定的相互關(guān)系的過程。目的是使兩轉(zhuǎn)動軸在正常工作狀態(tài)（一般是指熱膨脹到位）時處于同一軸線上，降低設(shè)備振動和噪音等級，減少軸彎曲，保持適當(dāng)?shù)妮S承內(nèi)部間隙，減少聯(lián)軸器的磨損，消除周期性疲勞導(dǎo)致的軸故障，以保證設(shè)備平穩(wěn)運行，不發(fā)生振動，減輕軸承的非正常磨損。

設(shè)備安裝或運行過程中，聯(lián)軸器存在同軸度偏差或稱“平行偏差”和平行度偏差或稱“角度偏差”，也有可兩種偏差同時存在的偏差，圖2 為完全對中、平行偏差、角度偏差以及完全偏差示意。

圖1 聯(lián)軸器對中示意

圖2 對中偏差分類

若設(shè)備聯(lián)軸器分別在對中良好和對中錯位的情況下運行一段時間，運行中除了振動、異響外，聯(lián)軸器處的發(fā)熱情況也大不不同。

2 激光對中儀原理及在設(shè)備對中的應(yīng)用

激光對中儀是一種先進(jìn)、高效的設(shè)備對中儀器，近年來國內(nèi)不少石油化工企業(yè)都已采用激光對中儀對機(jī)械設(shè)備進(jìn)行安裝和檢修。激光對中測量系統(tǒng)包括4 個部分：測量靶、夾具、主機(jī)、信號線。其原理完全遵循單表法測量原理，只是將百分表換成光電位置傳感器，而表架由無撓度的激光束代替，在采氣一廠設(shè)備軸對中操作中得到了很好的應(yīng)用。

以電驅(qū)壓縮機(jī)軸對中為例，結(jié)合不同對中質(zhì)量下的設(shè)備故障率、振動值以及相同設(shè)備對中前后的故障率、關(guān)鍵部位振動值等，分析激光對中儀在氣田生產(chǎn)中的實際應(yīng)用以及設(shè)備對中的重要性。

采氣一廠X 天然氣處理站有3 臺YB2-225M2-2 熱油泵和3 臺V-3/6-65 型電驅(qū)壓縮機(jī)。2018 年，V-3/6-65 型壓縮機(jī)進(jìn)行了10 次故障處理，故障大致分為機(jī)體或匯管振動較大、密封元件滲漏、壓縮缸漏氣以及氣閥損壞。經(jīng)過現(xiàn)場分析，這些故障中，振動較大、密封元件滲漏都與機(jī)體不對中有直接關(guān)系。根據(jù)2018 年上半年機(jī)泵維修統(tǒng)計，2#V 型壓縮機(jī)維修了3 次，而3#V 型壓縮機(jī)在2014 年上半年僅進(jìn)行了一次維修。

3 結(jié)論及建議

動設(shè)備軸對中偏差主要由制造偏差、安裝偏差以及熱膨脹等原因造成。在設(shè)備運行過程中，超負(fù)荷、工況變化劇烈、高溫高轉(zhuǎn)速下連續(xù)運轉(zhuǎn)，聯(lián)軸器尤其是橡膠材質(zhì)聯(lián)軸器會發(fā)生錯位，軸系扭矩發(fā)生較大變化，使聯(lián)軸器對中偏差加大。在設(shè)備調(diào)試維護(hù)過程中，地腳螺栓未緊固到位，或者調(diào)校過程中未進(jìn)行地腳調(diào)校也會造成后期對中偏差，不及時發(fā)現(xiàn)并處理，隨著設(shè)備的運行，會加劇機(jī)器的振動、軸承的磨損、密封件失效等故障。

相對于傳統(tǒng)軸對中方式，運用激光對中儀，借助激光束對中避免了撓度對對中精度的影響，減少了工具、人為因素對對中工作的影響。對中精度高，安裝過程判斷直觀，對中情況及支腳調(diào)整量在屏幕直接顯示，減少了復(fù)雜的計算，提高了安裝維護(hù)效率。

通過激光對中儀在采氣一廠氣田生產(chǎn)中的應(yīng)用，總結(jié)出以下注意事項：

（1）旋轉(zhuǎn)機(jī)械首次安裝時，必須考慮機(jī)泵的對中情況。機(jī)泵基座設(shè)計、施工時，要做到精細(xì)、精確，因為基座一旦澆筑混凝土成型，很難在聯(lián)軸器的垂直方向上進(jìn)行對中調(diào)整（尤其是電機(jī)基座過高的情況下）。

（2）旋轉(zhuǎn)機(jī)械維修后需對電機(jī)進(jìn)行垂直方向和水平方向上的對中調(diào)整，一般先調(diào)整垂直方向，再調(diào)整水平方向，因為垂直方向上的調(diào)整一般不會影響到水平方向的調(diào)整結(jié)果。

（3）定期對旋轉(zhuǎn)機(jī)械進(jìn)行巡檢，發(fā)現(xiàn)異常及時停機(jī)檢測、排除故障。

（4）激光對中、振動測試、紅外熱成像等技術(shù)綜合使用，初步判斷設(shè)備對中情況，提高對中精度。