石化企业大型机组摩碰故障诊断

李宇光

（中国石油辽阳石化分公司，辽宁辽阳 111003）

0 引言

在石油炼化企业中，大型关键机组设备运行完好是保证装置安全运行的前提，也是企业能够平稳生产和继续发展的源动力，因此对机组振动情况的日常监护必不可少。在高温、高压、高速的旋转设备中，往往把轴封、级间密封、油封间隙设计得较小，但过小的间隙则会引起转子与静子部件之间的摩擦。

1 转子与静止件摩擦的分类

（1）径向摩擦。转子在涡动过程中轴径或转子外缘与静止件接触引起的摩擦。

（2）轴向摩擦。转子在轴向与静止件接触引起的摩擦。

2 转子与静子件摩擦的振动特征

（1）频谱图除工频外，还有丰富的高次谐波。

（2）严重磨损时，还会有1/2X、1/3X、3/2X 等精确的分频成分。

（3）带有温升和噪声。

（4）转子失稳前频谱丰富，波形畸变，轴心轨迹不规则变化。

（5）波形严重变成削波，轴心轨迹紊乱或发散。

3 实例

某大型石化公司一台机组，电机转速2982 r/min，鼓风机转子共7 级叶轮，机组结构简图见图1。污水车间C123 离心式鼓风机刚经过检修，风机两端更换新轴承，转轴打了跳动皆在5 道以内，带有7 个叶轮的转子做过动平衡。该机组运转一周后振动开始明显增大并伴有异声，由于该车间没有任何振动测试的仪器，只能依靠耳听、手摸来判断机组运行状态，因此没有对于该机组的初始运行数据记录。

根据该厂机动科要求，在3 月2 日对该机组进行现场振动测试，测试情况详见该日的测试技术报告。之后现场人员发现电机负荷端轴承座有裂纹，因此对其进行更换，并重新调节了机组的对中，联轴节的对中数据为左右1 道，上下8 道，在正常范围内（不大于10 道）。

图1 机组结构简图

3 月19 日，对该机组再次进行振动测试。再次开机运行后，该风机振动仍超标（不大于4.5 mm/s），采用便携式测振仪测得的机组各测点位移和速度振值见表1。由测得数据可以看出，该机组风机两端的振动状态呈现整体超标（不大于4.5 mm/s），鼓风机出口端的振动表现尤为显著，并且振动值呈现不稳定的变化状态。该机组在运行过程中会发生不定时的噪声瞬间降低现象，同时各测点振值大幅度降低，这一现象大约会持续30 s。这一阶段鼓风机出口端的水平方向振动值可低至15.9 mm/s，垂直方向振动值可低至6 mm/s，轴向振动值可低至10 mm/s，然后振值会恢复至较高状态（表1）。从测得的波形频谱图看，风机两端频谱的频率成分以风机转频占主导，并伴有较高幅值的2X、3X、4X 等倍频成分，其中随全频振值的变化风机转频和3X、4X 的振值也随之明显变化；电机两端频谱的频率成分以电机转频占主导，伴有较小幅值的2X、3X。根据上述数据和频谱图，认为引起机组高振动的原因是鼓风机部件发生摩碰故障。

表1 机组各测点位移和速度振值

4 总结

石化企业大型机组在旋转过程中，因为安装间隙有误、工艺变化等情况，均会出现转子与静止部件间的摩擦，导致机组无法正常运转，甚至发生设备事故。通过对该机组振动的综合诊断和分析，证明摩碰故障的特征，充分证明现场应用频谱分析仪的有效性，实现达到及时准确诊断故障，保证生产安全稳定运行。