压缩机升速期间振动大问题处理

赵 铮

（沈阳鼓风机集团股份有限公司，辽宁沈阳 110869）

1 机组设计参数

该机组一段6 级，汽轮机拖动，设计转速10 823 r/min，标准容积流量270 000 Nm3/h，进口压力11.15 MPa（111.5 Bar），进口温度55 ℃，出口压力13.45 MPa（134.5 Bar），出口温度77.61 ℃，一阶临界转速5627 r/min，二阶临界转速19 823 r/min，设定临界区间5100～6100 r/min。

2 问题描述

机组试车，临界期间速率100 r/s，压缩机启车升速，转速4500 r/min，压缩机非驱动端A 点振动值上涨至24 μm，5100 r/min达到43 μm，5700 r/min 时非驱动端A 点振动值88.9 μm，联锁停车。此时压缩机非驱动端B 点振动值达到80 μm，驱动端两点振动及汽轮机振动有一定上涨，涨幅不到10 μm（图1）。

图1 振动趋势

3 排查方向

排查现场机械试车压缩机振动情况。排查现场氮气试车压缩机振动情况。核算转子不平衡响应报告，核算临界转速。

4 原因分析

（1）机械试车，临界速率50 r/s，最大振动出现在5700 r/min，压缩机非驱动端A 点振动值57 μm，升速至10 000 r/min，振动值下降至15 μm 以内。安装干气密封回装仪表发现，振动、位移探头与延伸电缆接线错误，51 前置器接6 m 线程（探头加延伸电缆），这样连接会导致探头灵敏度降低，由此推断空负荷试车振动为假值，实际值≥57 μm。由此初判压缩机在临界区间振动大，可能原因是轴瓦安装问题、升速速率问题，以及转子在临界区间不平衡响应大。机械试车趋势如图2 所示。

图2 机械试车趋势

（2）氮气试车共进行4 次，每次试车情况基本一致，压缩机均在5700 r/min 时，非驱动端A 点振动大联锁停机，振动值超过88.9 μm，非驱动端B 点振动值80 μm。排查压缩机轴瓦间隙、过盈等安装情况，均在设计要求范围，其中轴瓦间隙取设计要求下限。因此可以排除轴瓦问题引起压缩机在临界区振动联锁停机。

氮气试车期间，临界区间速率60～100 r/s，根据实际过临界区的时间反算，实际升速速率与设定升速速率基本一致。因此可以排除临界区间升速速率与实际不符，引起压缩机临界区振动大。观察压缩机联锁停机过程，怀疑转子在临界区间不平衡响应大（图3）。

图3 氮气试车历史趋势

（3）核算确认给定一阶临界转速没有问题，实际运行在5700 r/min 振动响应大，间接验证一阶临界转速是正确的。核算转子不平衡响应满足相关标准规定，由此可以判断设计不存在问题。

5 改进方案

（1）如装置投产不具备停机条件，鉴于实际转速在6100 r/min以上，振动值已下降，到达工作转速后，振动值均在25.4 μm 内。现场可以在控制系统中，临界区间由5100～6100 r/min 更改至3100～6100 r/min，增加汽轮机暖机时间，以及在临界区间增加延时。综合同类机型其他现场使用经验，该方案具有可行性。

（2）建议停机拆检，复查缸体密封，如有间隙超差或损坏，立即更换。建议转子重新动平衡处理。

6 改进效果

综合考虑在临界区间增加联锁延时，以及增加临界区间及暖机时间。再次启车，转速6700 r/min，压缩机非驱动端最大振动值44 μm。之后投入工艺气体，转速8500 r/min，压缩机最大振动值20 μm。

7 结语

压缩机在临界区间要求快速通过，因为临界区间表现就是轴振动大。本台压缩机转子在临界区间较为敏感，需要增加汽轮机暖机时间，可以增加适宜的联锁延时。由于安装条件改变等原因，多个现场发生同类事件，经过多次运转使用也有好转现象。