循环气压缩机K4003轴承振动原因分析与故障处理

张峰中原石油化工有限责任公司聚乙烯车间循环气压缩机K4003轴承振动原因分析与故障处理1

K-4003循环气压缩机是中原乙烯全密度聚乙烯装置的心脏设备。K-4003停车则聚合反应必需停车，使装置无法进行生产。2002年10月11日至11月10日，聚乙烯车间循环气压缩机K4003由于工艺原因停车，11月18日启动后，压缩机的轴振动一直在报警值0.075㎜左右波动。进入2003年春季后，随气温逐渐升高，K4003的轴振动明显加大，最大瞬时值高达0.115mm。（联锁停车值由0.100mm改为0.110mm），轴振动持续的升高，严重威胁着设备的安全运行。在此主要对K-4003压缩机振动原因及故障处理方法进行探讨和总结，为以后出现类似故障时提出有效的解决方案。

21、工艺流程简介

32、设备简介

循环气压缩机K-4003是由意大利N.PIGNONE(新比隆公司)生产的一种垂直剖分式单级恒速离心式压缩机，型号为SRL801。循环气体的循环流量由压缩机入口的导向叶片控制。压缩机的密封系统包括叶轮迷宫密封、干气密封、密封气吹扫系统，迷宫密封的吹扫系统、压缩机导向叶片吹扫系统和压缩机的N2缓冲气系统。42.1压缩机技术数据(设计数据):三种工况流量m3/h吸入温度℃吸入压力MpaG排出压力MpaG电机功率kW转速r/min振动报警值mm振动联锁值mm3434487.22.5032.678300029800.0750.1003430887.12.5042.654343441062.5052.66552.2K-4003循环气压缩机装配图

1．径向轴承；2.止推轴承；3.径向轴承；4.测振探头（3A/3B点）；5.轴承箱；6.主轴；7.测振探头（4A/4B点）；8.干气密封；9.迷宫密封；10.叶轮迷宫密封环11.后端盖迷宫密封环；12.后端盖;13.导流筒；14.导向叶片15.叶轮；16.隔板63.1可引起振动的可能因素：（1）基础松动；（2）管道外力，发生共振；（3）压缩机喘振；（4）轴承润滑不良，轴承磨损；（5）油膜涡动；（6）转子对中不良；（7）轴弯曲或转子不平衡；（8）压缩机干气密封故障；(9)机器内件摩擦（10）仪表误报警。3、K4003轴承振动原因分析与处理措施

73.2经检测和分析可以直接排除的因素：1、压缩机和电机基础松动；2、压缩机喘振；3、因轴承润滑不良导致轴承磨损产生振动；4、干气密封损坏导致的轴承振动；5、仪表误报。8

K-4003轴振动增加后，我们使用振动分析仪对压缩机振动数据进行采集。使用MAS振动软件进行频谱分析，通过对采集数据的分析，可以加快我们对振动原因的判断。

9使用振动分析仪对压缩机振动数据进行采集的结果：测点时间电机驱动端轴承mm电机非驱动端轴承mm压缩机驱动端轴承mm压缩机非驱动端轴承mm2A2B1A1B3A3B4A4B2002.10.199:000.0280.0320.0250.0280.0730.0580.0640.0592002.10.2112:000.0220.0320.0270.0260.0760.0620.0640.0622003.1.159:000.0270.0300.0320.0310.0780.0650.0650.0632003.2.89:000.0310.0290.0330.0280.0760.0570.0720.0632003.3.138:000.0250.0260.0360.0300.0810.0600.0880.0712003.4.28:050.0290.0340.0290.0270.0860.0700.0950.07610使用MAS振动软件对采集的数据进行频谱分析得到的压缩机振动频谱简图：

11常见振源的主要识别依据：振动故障原因振动频率特征转子不平衡1x转子热弯曲1x机组不对中1x有，但2x振幅较大，为特征频率机器松动1/2x，1/3x，1x，1.5x，2x，2.5x，3x都有油膜涡动(0.4-0.49)x油膜振荡等于低阶固有频率转子与静止件磨擦轴向，径向应区分，高频多，波形变化大

失稳前小于低阶固有频率，失稳后等于低阶

固有频率轴承磨损0.5x，1x,2x为主，2x以上也有12压缩机振动频谱图和识别依据表对照可得到如下结论：131、 压缩机振动振幅主要出现在一倍频 处，因此可以排除转子由于不对中及 油膜涡动引起的振动。

2、 振动波形较好，高频振幅几乎没有，因 此也可以排除转子与静止件发生较大磨 损的故障。

3、 未出现较多的1/2x，2x,3x或更高的频 率振幅，说明转子系统未出现松动的 现象。

144、 压缩机轴向振动较小，振动主要集中在 径向垂直和水平位置

，是转子不平衡产 生振动的一个特征。这是因为转子由于 腐蚀，磨损，结垢，零部件脱落等原因 具有偏心质量，在高速旋转时会产生偏 心惯量，引发转子失衡，振动主要表现 在径向位置。

5、 如果压缩机轴承故障，径向垂直和水平位 置的振动也会增大。

15因此振动可能源于转子不平衡，转子热弯曲及轴承故障。可能是这些原因中的一个，也可能是几个原因综合作用的结果。

163.4采取的减缓K4003压缩机 轴振上升过快的措施：171、 确保工艺操作平稳，严格控制反应器压力、流 化气速和反应器组分。2、 适当降低润滑油温度。3、 向润滑油中加入抗磨添加剂，以增加轴承的 承载能力和耐磨性。

4、 向TERESSO46润滑油加入TERESSO150润滑 油，以提高油膜的承载能力，减少由于振动产生 的油膜涡动。5、 在压缩机本体外部增加了喷淋装置给压缩机降温。

183.5加强对压缩机振动的巡检监控，防范突发压缩机故障：1、 K4003特护人员应每日监控压缩机轴瓦 的振动，轴瓦温度的变化，油温的变 化，机械密封各级排放压力的变化。2、 仪表人员应每星期至少吹表一次，保证 仪表可靠性。

3、 为防止K-4003突然停车，摘除压缩机一 次排放压力联锁，保留报警，一旦出现 报警，立即控制停车。192003年4月，K4003轴振动4A小时平均值已达101um，最高峰值已达115um。（联锁停车值0.100mm）公司决定按原计划停车检修。

203.6检修情况：

压缩机解体后，叶轮流道聚合物结垢较严重，分布十分不均匀，有一处流道堵约1/5，是造成转子动不平衡的主要原因；叶轮上的迷宫环道及壳体迷宫密封环磨损程度较重，和压缩机运行后期轴振高密切相关，迷宫密封吹扫叶轮的孔有2/3被粉料堵死；蜗壳流道聚合物结垢硬且均匀，2mm左右；壳体迷宫密封环由于检修时间紧未更换。压缩机径向轴瓦的五个瓦块中，底部轴瓦磨损相对较严重，侧面轴瓦磨损相对较轻。推力轴瓦两组12个瓦块中，工作面磨损较严重，且有圆周向约0.2-0.3m