状态监测技术诊断焦化富气压缩机不平衡故障

刘 源，李大鹏，高宏全

（1.克拉玛依市科比技术有限责任公司，新疆克拉玛依 834003；2.中石油克拉玛依石化有限责任公司，新疆克拉玛依 834003）

0 引言

中石油克拉玛依石化有限责任公司炼油第四联合车间富气压缩机K2201 是焦化化装置的关键设备，机组型号为2MCL458-9。2018年9月23日，大检修后第一次开机运行，现场反映机组运行工况良好，24日由于其他原因导致机组连锁停机，重新再开机后内部测点显示，压缩机振动量值有大幅增加，有一个测点振动位移超过报警值，经过频谱图分析，所有测点的主要振动频谱成分为1 倍频（压缩机的转速频率），轴心轨迹为椭圆形，外表较光滑，经过判断设备主要存在不平衡故障。

1 设备结构与测点分布

富气压缩机是汽轮机带动的9级压缩机，机组结构及测点布置见图1。

图1 压缩机结构与振动监测测点分布

内部测点，从汽轮机端观察：VIA2560 和VIA2561 为汽轮机自由端轴承处两测点；VIA2562 和VIA2563 为汽轮机联轴器端轴承处两测点；VIA2500 和VIA2501 为压缩机自由端轴承处两测点；VIA2502 和VIA2503 为压缩机联轴节端轴承处两测点（图1）。

2 振动分析过程

（1）DCS 显示旋转轴各测点振动量值见表1。其中，汽轮机和压缩机振动报警值分别是44m 和64m。

表1 各测点振动通频值（振动位移） m

表1 各测点振动通频值（振动位移） m

由表1 可知，9月24日由于意外停机重新开机后，各测点振动量值比23日有较大幅度增加，其中测点VIA2503 振动量值为72m，超过报警值（64m）。

（2）表1 中压缩机测点频率组成及各频率振动量值见表2。其中，1 倍工频（1）的频率为145 Hz。

表2 压缩机测点频率组成及各频率的振动量值 m

表2 压缩机测点频率组成及各频率的振动量值 m

由表2 可知，组成压缩机各测点的频率成分中，1 倍频（转速频率）占主要成份，其他频率振动量值较小。压缩机的轴心轨迹为椭圆形接近圆形，是不平衡的故障特点。

（3）机组外壳振动量值见表3。

表3 机组外壳振动量值 mm/s

图2 测点3H 检修前振动频谱图（2018年7月30日）

图3 测点3H 振动频谱图（2018年9月24日）

图4 测点3H 维修后振动频谱图（2018年9月28日）

机组外壳振动监测显示：9月24日监测，压缩机测点3H 频谱图显示1 倍频振动量值占测点振动量值的主要成分，且1 倍频振动量值比检修前有较大幅度增加，由0.45 mm/s 增加至0.85 mm/s（图2、图3）。

经过分析，初步判断压缩机存在转子不平衡故障，随后对压缩机进行拆检，发现压缩机叶片上粘附一块检修时用的大布。取掉大布后于28日重新开机，表1 中各测点振动位移有较大幅度下降，均小于报警值；表3 中外壳大部分测点振动量值也有所减小，压缩机测点3H 频谱图中1 倍频振动量值比24日有较大幅度下降，由0.85 mm/s 降至0.41 mm/s，恢复至检修前水平（图4）。所以，故障诊断准确。

目前各测点振动量值均在标准范围内，运行工况良好。

3 结束语

通过以上案例可知，通过不同的监测手段可对机组的运行状况进行更加全面的分析。在以上案例中，外壳的振动数据虽然较小、没有超过报警值，但内部测点的振动量值已超过报警值。内、外监测数据进行参照对比分析，才能使状态监测达到为设备安全运行起到保驾护航的作用。