离心式压缩机可倾瓦轴承松动故障浅析

王明旭，刘勇先，刘志甄

（中国石油辽阳石化分公司尼龙厂，辽宁辽阳111003）

离心式压缩机可倾瓦轴承松动故障浅析

王明旭，刘勇先，刘志甄

（中国石油辽阳石化分公司尼龙厂，辽宁辽阳111003）

大型压缩机运行过程中振动会突然升高突然下降。对机组振动频谱图分析，根据振动趋势和幅值考虑机组监护运行，等待检修时机处理机组可倾瓦轴承凸活块断裂故障。

离心式压缩机；可倾瓦；频谱图分析；断裂

1 引言

辽阳石化公司尼龙厂醇酮一车间新鲜空压机C102机组，是1975年法国引进的RATEAU生产的大型离心式压缩机，设备型号为CCMS4-27-6。该压缩机分为低压段和高压段，低压段4个叶轮，高压段6个叶轮，入口压力0.098（绝）MPa，出口压力为2.6 MPa，电机功率为2700 kW，压缩机通过增速器增速转速为15000 r/min，一阶临界转速为8000 r/min，二阶临临界转速为17000 r/min。高、低压段轴承都采用4块可倾瓦轴承。

2 机组振动情况说明

2009年8月大机组运行的过程中，在工艺参数没有做任何调整的情况下，高压缸出口瓦振动值虽然不是很高，波形图上有明显的消波现象（如图1），频谱图中工频为主、2倍频、分频成份都存在（如图2），轴心轨迹图中有犄角。

图1 振动波形图

3 故障分析

3.1 故障频谱分析

高压缸出口瓦振动值虽然没有报警，波形图上有明显的消波现象（如图1），频谱图中工频为主、2倍频、分频成份都存在（如图2），轴心轨迹图中有犄角。如果波形图中有消波现象，说明有可能是动静件磨碰，如果频谱图中有2倍频可能是对中问题，还有分频成份有可能是油膜振荡的问题，轴心轨迹有犄角说明对中可能有问题。对中问题振动特点是振动的稳定性比较好，因为轴系对中不好一但机组运行后，机组轴系就不可能在改变了。但是振动能在高的位置停留几分钟后又能下降。因此本次故障是个综合性的故障。

图2 实时频谱图

图3 实时轴心轨迹图

3.2 轴承结构分析

鉴于该机组振动特点，振动幅值不是很高，机组的联锁保护也是非常严格的，车间制定应急预案，机组振动超标就停机处理。机组运行坚持到2009年10月末，装置正常停产检修。对该机组的高压出口轴承进行了检查，发现该轴承的凸活块断裂。

该机组是法国30多年前的设备，可倾瓦轴承结构简图，见图4。

这种轴承的工作原理就是凸活块安装在瓦块内，凸活块放置在凸活块孔内球面接触，凸活块可以在凸活块孔内根据需要有限制的活动，这样就实现了瓦块的可倾斜。此时瓦块和轴径的间隙最大，如果凸活块断裂其凸面部分还在凸活块孔内，凸活块的柱体部分还在瓦块内。只有当柱面截面和凸面的截面完全重合时，才能与安装时的间隙吻合。轴径和轴瓦间隙规定控制在0.15～0.30 mm，根据30多年的运行经验2007年大修时把轴径和轴瓦间隙控制在0.23 mm。当瓦块位置改变时，轴瓦和轴径的间隙就会减小。间隙变小那么油膜的形成就不好，直到影响机组的运行，在频谱图中表现出1/2倍频。间隙变小机组的轴系对中情况就恶化，在频谱图中表现出2倍频，因为这个间隙不是固定的，所以振动值不是稳定在某个区间，而是随机的变化。当振动加大时就会发生动静件磨碰故障征兆，轴心轨迹紊乱。

图4 可倾瓦轴承简图

4 故障处理

2009年10月29日，装置窗口检修期间更换该瓦块，重新调整瓦间隙控制在0.21 mm。机组运行正常，振动值在0.15～0.20 mm范围内波动并且比较稳定，机组一直运行到2013年6月大修。

5 结论

可倾瓦块凸活块断裂故障是一个比较复杂的故障类型，它既有对中不好的故障特征，也有油膜振荡的故障特征，同时也有动静件磨碰类的故障特征，给故障分析带来困难，希望通过本文给以后的故障分析提供一个参考。

［1］沈庆根，郑水英.设备故障诊断［M］.北京：化学工业出版社，2005，11.

Analysis of the Loosening Failure in Tilting Pad Bearings of Centrifugal Compressors

WANG Ming-xu，LIU Yong-xian，LIU Zhi-zhen
（PetroChina Liaoyang Petrochemical Branch Nylon Plant，Liaoyang 111003，China）

Aiming at the vibration suddenly increased and decreased during the operation of large type compressor，this paper analyzed the vibration spectrum of unit.Considering the monitoring operation of unit based on vibration trend and amplitude，the fracture failure of tilting pad bearings will be treated while overhaul.

centrifugal compressor；tilting pad；spectrum analysis；fracture

TH452

B

1006-2971（2014）06-0059-02

王明旭（1978-），男，辽宁人，工程师，2003年于沈阳化工学院过程装备与控制工程专业毕业，现任辽阳石化分公司尼龙厂醇酮一车间设备管理高级工程师。E-m a i l：w a n g m i n g x u@p e t r o c h i n a. c o m.c n

2014-06-23