2MCL705离心压缩机常见故障与在线监测诊断实例

吴小云，刘 健

(连云港碱业有限公司，江苏连云港 222042)



2MCL705离心压缩机常见故障与在线监测诊断实例

吴小云，刘 健

(连云港碱业有限公司，江苏连云港 222042)

2MCL705离心压缩机经常出现一些诸如油膜涡动、转子不对中、旋转分离、叶轮结垢、动静部件摩擦、转子不平衡等常见故障，而故障的来源比较复杂，有机组运行环境的恶化，也有机器设备自身问题，还有检维修存在的不足等，传统经验判断很难直接给出准确的结论。通过在线监测与故障诊断系统可以及时、准确地对压缩机组潜在的隐患与故障进行诊断和分析，并与传统经验相结合，可以更好地处理压缩机存在的诸多问题。

离心压缩机；故障；在线监测；实例

1 机组概述

连云港碱业有限公司的2MCL705离心压缩机由沈阳鼓风机厂制造，系汽轮机驱动的离心式压缩机，压缩机与汽轮机之间由齿式联轴器联接。机组设有独立的油系统、集中控制调节系统和联锁安保系统，以及压缩机防喘振系统，气体冷却和气水分离装置及其相应的仪表、电气系统。压缩机为单缸、二段压缩的离心式压缩机。缸体为水平剖分结构，主要有定子(缸体、隔板、密封)和转子(轴、叶轮、隔套、平衡盘、半联轴器等)所组成，转子为五级叶轮，径向轴承为椭圆式滑动轴承，止推轴承为米契尔轴承，密封为迷宫密封。

2MCL705离心压缩机主要作用是通过NG32/25/0汽轮机作为传动设备带动MCL系列压缩机对CO2气体进行压缩，来自煅烧的炉气和来自石灰的窑气，通过压缩机加压后，作下段气、清洗气和中段气送至碳化岗位。为解决窑气压缩机因受窑气含尘的影响而经常出现压缩机排气量减少、机组超速运行的现象，经常对窑气压缩机进行不停车冲洗操作，这也是造成我公司压缩机定子部件(主要是内缸、隔板、气封)腐蚀、转子叶轮结垢、叶轮出现裂纹的主要因素。

2 机组常见故障及主要原因

压缩机振动大：①轴振幅增加；②转子结垢；③轴承损坏；④叶轮故障；⑤转子变曲、变形。

轴位移大：①仪表故障；②推力瓦故障；③串轴。

压缩机喘振：①来气量少；⑦来气温度高；③叶轮结垢严重；④出气压力大；⑤转速突降。

我公司2MCL705离心压缩机的故障主要有油膜涡动、转子不对中、旋转分离、动静部件摩擦、部件松动、转子结垢、联轴器疲劳、转子不平衡等。如何对潜在故障进行预知预判，以及对发现的问题进行准确的诊断，是提高大机组管理水平的关键，也是大机组长周期稳定运行的关键。

面对这些复杂而又具有一定隐蔽性的故障，在线监测与诊断系统给了我们全新的认识和解决方法。

3 在线监测故障诊断系统的简介

3.1 系统说明

连云港碱业有限公司1#～8#离心压缩机采用的是北京博华信智的BH5000C在线监测诊断系统。其中1#、2#、3#、8#机组的监测诊断系统是从控制室二次表(BN3500)前面板缓冲输出接口引出信号到数据采集器中，数据采集器安装在仪表控制室内，两者之间通过双绞线连接。4#、5#、6#、7#机组的监测诊断系统是从控制室二次表(PT2010)后面板“BUF”缓冲输出接口引出信号到数据采集器中，数据采集器安装在仪表控制室内，两者之间通过双绞线连接。

3.2 测点布置

根据机组现场的监测要求以及原有的仪表通道，各个监测通道类型、数量以及系统软件的配置情况、测点布置方式如表1。

表1 机组现场系统监测通道数量、类型

图1 1#～8#压缩机振动测点配置图

3.3 系统功能

BH5000C在线监测诊断系统能够监测故障的发生、发展、变化的全过程，掌握设备运行状态异常或故障的早期征兆，及时发现问题并解决问题，有利于机组的计划性检修，也有利于机组长周期稳定运行；该系统能够及时自动采集并建立完整的机组状态数据库，提供机组的日、月、年度分析报表，以及机组安全运行的多种预警、报警模式。

该系统主要提供以下功能：

1)机组状态总貌图：显示机组测点的位置分布，轴承的位置及各测点实时测量值；

2)监测功能：趋势及相关趋势图、矢量区域监测、多截面状态监测、多值和单值棒图等；

3)分析功能：频谱、时域、相位分析；轴心轨迹；极坐标图、波德图、三维频谱图等。

4 在线监测诊断实例

通过在线监测诊断系统，我们可以掌握机组实时运行状态并进行实时分析，通过系统的各种功能和分析方法，我们可以及时、较好地解决机组运行中遇到的诸多问题，以下是我们提供的在线监测诊断实例。

4.1 实例一

图2 8#压缩机振动趋势图

8#压缩机在某个时间段压缩机进气侧轴振动明显，振值偏高，通过图2的轴承振动信号的历史趋势图及频谱图，我们可以看到1/2倍频峰值比较明显，伴有1倍频，我们判断机组存在油膜涡动;

处理措施：

1)及时进行高位油箱疏水，调整机组的润滑油温，机组振值略降低。

2)进行检修工作，检查发现轴瓦巴氏合金存在磨损，更换新轴瓦后，机组运行正常，各项振动参数运行良好。

4.2 实例二

5#压缩机组某时间段振动较大，机组持续发出低沉吼叫，由于同期生产工艺波动较大，依据经验判断为机组发生喘振。

图3 5#压缩机振动趋势图

通过在线监测系统5#压缩机振动趋势图，我们看到：轴心轨迹紊乱；1倍频、2倍频及多倍频出现明显峰值；结合生产现场工艺状况，我们可以得出结论：机组存在喘振，并同时存在对中不良。

处理措施：

1)开大机器回流阀，或者放空，以增加压缩机入口流量，使其大于喘振流量；

2)及时调整机器转速；

3)停机后，清理流道杂物，机组转子重新对中找正，稳定运行工况，机组恢复正常运行。

4.3 实例三

图4 3#压缩机振动趋势图

3#压缩机某时间段在高振值运行，频谱分析可以清晰看出，1倍频出现显著峰值，可以判断为转子存在不平衡。考虑3#压缩机拉窑气，含尘量高，叶轮容易结疤，易造成转子不平衡。

处理措施：

1)机组带水冲洗后，振值明显下降；

2)要求冲洗时尽量降速，采用冲洗控制振动发展。

5 结 语

如何发现压缩机存在的安全隐患，并正确处理压缩机的故障，需要我们在重视传统经验及分析方法的同时，积极地使用在线监测与故障诊断系统，一方面可以提高我们对机组隐患排查、故障诊断的水平，另一方面也有利于更好地实现大型机组的计划性检修，避免了因为盲目检修或者失修带来的不必要损失。总之，在线监测系统的投用提高了大机组管理水平，也取得了积极的经济效益。

TQ114.15

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1005-8370(2016)04-37-03

2016-06-05

吴小云(1971—)，工程师，连云港碱业有限公司机动处副处长，从事设备管理工作。