RIKT90空压机组试车时振动超高分析与处理

2012-07-24申健

中国新技术新产品 2012年16期

申健

(中国空分设备有限公司，浙江杭州 310051)

1 机组概况

大唐呼伦贝尔化肥有限公司28000Nm3/h空分装置配套空压机组为MDT公司生产的RIKT-90机组，增压机组为Atlas公司生产的GT063L2K1/032L2K1机组，驱动机为HTC生产的ENKS50/63双出轴抽汽凝气式汽轮机组。汽轮机组排汽端驱动空压机组，进汽端驱动增压机组。该机组在单试空压机组时的升速阶段发生了振动超高跳车的情况，经重校动平衡后问题得以解决，具体过程如下：

图-1 机组示意图

2 试车情况以及相应分析

空压机组在2011年11月24日进行了第一次启动试车，在1050rpm一阶暖机转速时，空压机组和汽轮机组的轴承温度和振动情况均正常，两个机组的振动值均为10μm左右，温度为35度。当机组转速升至二阶暖机转速时，两个机组的轴温均为45度左右，汽轮机轴振动VT1901~VT1904T正常，为10μm左右，而此时空压机组进气侧的轴振动VT011052A和VT011052B升高至50μm，明显偏高，排气端轴振动VT011050A和VT011050B为20μm左右。由于此时轴承温度正常，因此决定继续升速观察，在经过20分钟的暖机后，机组继续升速，升至2500rpm时，空压机机组VT011052A和VT011052B振动过高，导致机组跳车。查询ITCC振动趋势后，发现空压机组进汽端振动值VT011052A和VT011052B已经达到200μm，超过量程，而排气端的振动也升至100μm（见图2，图3）。同时汽轮机的轴振动有小幅升高，达到20μm，两个机组的轴温均正常，为50度左右，两机组的轴位移均在正常范围内。

图-3 第一次试车时空压机排气端振动趋势图

鉴于空压机组的一阶临界转速为2400rpm，因此初步认为是机组过临界时升速率不够，导致机组在临界转速附近发生了较大的振动，因此将过临界的升速率由30rps提升至35rps，进行第二次启动。但是空压机进气端振动值仍在转速达到2500rpm时超高，机组跳车。ITCC显示的振动趋势情况与第一次相同。

由于汽轮机侧的振动一直很平稳，试车前所做的最终对中数据也完全符合厂家的技术要求，而且与驱动端相连的空压机排气端振动明显小于进气端，因此初步排除了机组对中不良引起的高振动。同时经过仔细查询发现，空压机组进气端的振动值明显随转速的上升而上升，是比较典型的转子存在问题的表象，因此初步判定为转子存在偏心、弯曲或转动不平衡的问题。

虽然初步判定为转子原因导致的高振动，但是按照MDT总部的指示，现场先对机组的轴承进行了全面的检查，检查未发现机组轴承有损伤，轴承紧力也符合MDT的技术要求。根据MDT的要求，现场在轴承检查后又于11月29日进行了一次启动，在机组转速2500rpm时，空压机组进气端振动超高跳车，情况与前两次相同，因此MDT决定重新对空压机转子做动平衡。

3 重做动平衡过程

转子首先运回MDT常州工厂进行了全面的检查。机械跳动和电子跳动的测量值均在API标准要求的范围之内，但是在选择做动平衡厂家的时候却经历了很多波折。由于动平衡的轴振与瓦振存在着比例关系，而且国内设备出厂前均进行机械试车，因此国内厂家高速动平衡试验时只监测瓦振，轴振在机械试车时进行考查。但是按照MDT厂家的标准要求，转子高速动平衡试验时必须使用工作轴承，同时监测瓦振和轴振两个指标，因此如果在国内做动平衡的话需要对动平衡机进行改动，同时又因为动平衡机摆架不配套以及悬臂转子动平衡风险偏大等问题，数个厂家拒绝为转子做动平衡。后来经过多番的详细技术沟通和协调，最终沈阳鼓风机厂同意在MDT动平衡专家的指导下为转子做动平衡。

初始的几次动平衡结果很不理想，MDT专家按照外方常规的影响系数法配重了多次仍然无法达到满意的结果，瓦振均在30mm/s以上，轴振均在70μm以上，远大于MDT公司1.1mm/s和19.1μm的技术要求。MDT专家再次详细审查转子的跳动值检查报告后，发现虽然各点的跳动值数据均在标准范围之内，但是1级叶轮悬臂处的跳动值高点位置与出厂时相比发生了180度的变化，转子1级叶轮悬臂处相对于出厂时的状态有了40μm的轻微变形。经过计算，在1级叶轮悬臂处产生了大于20000g.mm的不平衡量，而按照ISO1940残余不平衡量的标准，该型转子允许的最大不平量为10500g.mm，过大的不平衡量为试车时振动超高的主要原因。在找到原因后，MDT专家更改了配重的计算思路，经过数次试验，动平衡的最终结果瓦振最高为0.82mm/s，轴振最高5μm，均远好于MDT公司的技术要求。