状态检测故障诊断技术在离心压缩机上的应用

状态检测、故障诊断技术在离心压缩机上的应用原蔡广斌温宾江出处：塔【吩关键词始】离心式压蓬缩机,振动谈,故障诊断心【婶论文摘要弊】旋转机械河故障诊断技反术在发电、兴化工行业等章大型透平，赤离心机组上凶的应用日益艺广泛。介绍逢了大庆天然坊气公司从美拢国DRSS蔬ER-RA肯ND公司引勒进的D10溉R9B离心对压缩机应用希振动检测，疼故障诊断技赢术，分析、撞判断、处理嘴的轴振动超来高的问题及行收到的良好爱效果。<P支&NBSP手;STYL昨E='TE章XT-IN敬DENT:貌&NBSP帜;26'>ApplicationofConditionDetectingandTroubleDiagnosisTechnologyonCentrifugalCompressorAbstractSPANclass=zyestyle="FONT-SIZE:10pt">ApplicationofrotarymechanismtroublediagnosistechnologyonLargeturbinandcentrifugalunitusedinpowerstationandchemicalindustryisgettingextensivedaybyday.DaQingNaturalGasCompanyimportedD10R9BCentrifugalcompressorfromAmericanDRSSER-RANDCompanyisintroduced.Problemsofexceedingvibrationlimitofshaftareanalyzed,judgedandtreatedbyusingvibrationdetectionandtroublediagnosistechnology,andgoodeffectisobtained.KeywordsSPANclass=gjestyle="FONT-SIZE:10pt">CentrifugalcompressorVibrationTroublediagnosisD10R9B离心压缩机是大庆天然气公司喇二压气站浅冷装置从美国DRSSER-RAND公司引进的。1998年10月2日投运时，轴振动在允许范围之内。运行52天后，压缩机的驱动端轴振动报警，VT-701Y在53μm左右，之后此状态没有改善。1999年6月20日开始，VT-701Y达到60μm，轴振动加剧，影响正常生产。该机组每天处理天然气40万m3，每天产值30万元左右。而且该机组采用的是90年代先进设计、制造技术。为了避免事故扩大，需尽快查明振动值高的原因，采取有效的处理措施，把损失降到最小。我们组织有关人员对该机组及相关系统实施振动检测、诊断故障，确定处理方案。D10R9B离心压缩机主要设计参数：天然气处理量：40万m3/d驱动电机额定功率：2550kW工作转速12718r/min；最高工作压力：1.5MPa轴振动VT：报警值53μm，停车值63μm一、离心压缩机振动原因与分析1.转子不平衡转子不平衡的主要原因有转子初始动平衡精度低、叶轮流道不均匀结垢、部件松动、转子弯曲等。该压缩机投运1200小时以后出现轴振动值高报警，故可排除转子的动平衡精度影响。但叶轮流道不均匀结垢可能性较大，因湿气进入压缩机腔内会产生结碳。装于转子上的部件松动、转子微弯曲也是有可能的。转子不平衡的振动频率为一倍频的几率为90%，二倍频出现几率为5%，其它高频出现几率为5%。附表如下：表1转子不平衡故障的振动特性超项目认性质蹄振动方向

掠振动频率

绑相位

瓜振幅帅以径向为主

爷以旋转频率渣为主要频率彩成分

佳与旋转标记裁经常保持一经定角度(同沫步)

石随着转速升鲁高，振幅增披长得很快，镇转速降低时你，振幅可趋挑近于零担2.联轴器牌不对中

躺压缩机棋与增速箱高站速轴不对中橡，转子径向锈振动以二倍痰频为主。不昂对中越严重据，二倍频所殿占比例越大移，且振动随刚负荷增加而盈增加。这主负要发生在联框轴器附近的抗两个轴承上腥。联轴器不址对中时，轴担向振动较大婶，振动的频桂率为一倍频惰，振动幅值局和相位稳定何。不同轴严黄重时(包括密轴承不对中识)，会产生师高次谐波，某振动不稳定尿。屠表2联轴掩器不对中故惕障的振动特捐性押项目慕性质笨振动方向

瓣振动频率

铸相位

喇振幅王易发生轴向构振动，如发胃生轴向振动仓在径向振动喉的50%以卸上，则存在困不同轴

仙不同轴不严秤重时，以一杂倍频为主，药不同轴剧烈捷时，则发生企二倍频、三阳倍频等高次安频

批与旋转标记饶经常保持一蓝定角度(同剑步)

捞振幅与转速的的关系不大屈。随负荷增劣加而增加村联轴器伐不对中与转笔子不平衡引刻起轴振动值管高，仅从振继动频率判断塌，有时难以肯区分。两者社重要区别是斑振幅随转速罪的变化特性纱，转子不平烘衡故障，振吐幅随转速的公升高增大得末很快，而对仓于联轴器不猪对中故障，借振幅基本稳畅定，与转速耐没有太大的副关系，而且携其二倍频幅鉴值较大。

幕3.轴承间符隙过大

线轴承间妄隙过大，也枯会引起轴振聪动高，我公私司喇一15除0#BCL讽607压缩蜘机1997终年轴振动一貌度超高。在爸排除其它原蚊因后，检查奉驱动端轴承涝发现间隙超旬过正常值近嫩一倍，更换腔轴承使其与凝轴配合间隙连在允许范围钟内，其轴振茧动值为正常梦。

拢D10课R9B压缩惊机轴承润滑音油压力、温疲度、回油量兔正常，轴承张配合间隙不扇会有问题。

失4.轴承压嚷盖松动

亏此种情坚况一般轴承苦盖上振动值厅较大，振动灾频率一般为寺1/2倍频渠频率。由于扛D10R9晶B压缩机特包殊的结构，割该机不会发购生此种情况减。

遗5.转子有呜微裂纹

秀由于长梁时间运转，越转子可能产帜生疲劳微裂熊纹。此时，零轴振动表现蒸轴向振幅很踪高，径向振绪动频率为倍戒频频率，或惜有2～3倍世频分量。机干组运行时间弱短，可以排赢除。

专6.气流产角生旋转脱离启和喘振

发离心压郑缩机在设计艳工作转速运缝行时，当进需气流量降到累设计正常工汤作区域边界蜻之外时，气讯流会在叶轮斩流道或扩压注器流道中产标生旋转脱离类，气流旋转房脱离严重到惩使压缩机的施排气压力低纹于系统压力径时，即发生拦喘振。其它漂情况如系统爸压力突然升奶高、进气温炒度突然升高铺等情况及操还作失误也会播发生喘振，土此时，转子鸡振动加剧，袍压比、流量严大范围波动早，压缩机振脉动十分强烈补。振动频率腾一般是低频屿振动。

倡D10搂R9B压缩栽机轴振动振芝幅和速度在斥负荷平稳时局仍然较高，拦而且工艺工燃况平稳正常身，压缩机不绵会发生喘振霸。

乔基于以惯上分析，对的D10R9课B压缩机及溜其相关系统存运行作振动洞检测、诊断匪分析，确定汗故障原因。皂皂二、状态检叹测、故障诊收断使用的方征法秃哈尔滨栏工业大学振殖动工程研究惯中心、大庆披石化总厂设穴备研究室、消大庆石油学适院振动检测弱室、大庆天辞然气公司机饭修厂技术部沟等四家振动锡检测单位分拣别采取如下娃具体测振方株法。

日哈工大筝与石化总厂界，利用D1耳0R9B压扫缩机自身的乖涡流式位移爱传感器，将康该传感器电身信号直接接夺至测振仪器坏，测量系统喉框图如下：剃大庆石油学伐院振动测量叨系统框图如耍下检/P>错天然气公司摧机修厂振动摄测量系统框呀图如下耍/P>狡三、振动频域谱比较及分摘析咱以下对胖测振频谱进技行比较分析净。

急D10糊R9B压缩乖机工作转速汇，1271淘8r/mi句n

菠D10对R9B压缩屡机倍频，2避11.9H亲z(12.诚75kCP墨M)

秩以上频挤谱图中，图训1是该机启怀动时刻采集材的(199哈9年7月3摄日14时4价0分)。图观2是该机运岩行27分钟沾后采集的(懂1999年牵7月3日1劲5时7分)式。从两图中待均可以看出浸振动信号，狐一倍频分量宵是最主要成始分，并存在奴三分之一和杀三分之二倍撕频分量，而狠且启动时刻锋与正常运行写振动幅值相帆差5μm左煮右，说明振怜幅随转速升玩高而增大。半根据该机振缩动发展过程况及频谱图分诊析可以判断粥导致该机轴矿振动超高和畜波动的主要手原因是转子愚弯曲度超标众或转子不平离衡所致。恢1.哈工大声与石化总厂迈测振频谱及命分析纱频率kCP道M浓12.75粒25.50民3.75帐2.85磁4.05袍1.35盟9.15迹51.15炉振幅μm先.220E姨+

侮2油.300E迈+

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抖1避频率kCP必M时8.85廊16.65槐2.40搅5.55参2.85鉴4.80格7.50德5.10战振幅μm妇.000E园+

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美注：所测振北幅为半波振向幅(0-P伟EAK)居图1喇二坝压气站1#松D10R9娘B压缩机振峰动频谱(Y挎：46μm度)

猫图注：kC稳PM为每分布钟千赫兹已频率kCP婆M扇12.75炭25.50意3.90纺9.00侄16.65科51.00商27.00深21.75蹄振幅μm蚂.243E军+

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猎注：所测振疲幅为半波振宣幅(0-P办EAK)极图2喇二线压气站1#堆D10R9梦B压缩机振梳动频谱(Y弱：51μm城)

接图注：kC蜂PM为每分塘钟千赫兹庸2.天秀然气公司机洁修厂测振频耽谱及分析赔图3喇二饲压气站1#泉压缩机测振悼频谱(Y：劣0.64m量m租/s)唉频率Hz步212.7郊64.1追5.6代425.3由24.8魂11.3共49.5截速度mm/奴s灿0.641戚0.163础0.038瓶0.800衣0.040厦0.026衣0.026肠Overa称ll:瞎0.707墨mm够/s更从天然沃气机修厂的贫测振频谱中砌可以看出(惊1999年震7月3日1尺4时51分奶测)，径向态(Y)向轴曲振动一倍频时分量是主要促的成分，也宫存在一定的饱三分之一倍极频分量。三翅分之一倍频喇分量主要是校压缩机刚运送转时工况不忘稳造成的。蜡二倍频分量隆在频谱图中死也有所体现汪。二倍频分效量说明有5会0%是联轴茄器不对中所宅致，但由于挂二倍频很小突，不是主要王成分，因此僵，联轴器不山对中的可能驶性不大。压仗缩机振动在扇一倍频分量焰占主要成分证，由此可以拍判断：1.拢转子不平衡盈；2.转子裤弯曲或叶轮秧等部件松动桂。这是导致漂该机轴振动沉超高的主要疾原因。

岗综上所易述，四家振议动状态检测钩的图谱及数幸据是一致的根，分析诊断谣依据是充分魄的，判断故垃障：一是转飘子动不平衡折。二是叶轮随流道不均匀厉积碳结垢。滋四、故障的便处理及效果艰根据以粱上检测、分拨析、判断，贼必须对该机恰解体，检查摆或检修转子尖。为此，在颜制定出解体己检查方案后份，组织有关椒人员对压缩农机解体检查矩，将转子抽辅出，做动平辱衡检验及弯编曲度检查。本检查结果如冒下：

未1.动酸平衡精度低缘于国家规定冷的G2.5滨级。

挣2.驱限动端前两级阀叶轮流道有缘积碳夹裹的溪金属丝网，壮总重约31定5g。

径3.转厌子驱动端径拦向轴承——阵轴端迷宫