張峰中原石油化工有限責任公司聚乙烯車間循環氣壓縮機K4003軸承振動原因分析與故障處理1

K-4003循環氣壓縮機是中原乙烯全密度聚乙烯裝置的心臟設備。K-4003停車則聚合反應必需停車，使裝置無法進行生產。2002年10月11日至11月10日，聚乙烯車間循環氣壓縮機K4003由于工藝原因停車，11月18日啟動后，壓縮機的軸振動一直在報警值0.075㎜左右波動。進入2003年春季后，隨氣溫逐漸升高，K4003的軸振動明顯加大，最大瞬時值高達0.115mm。（聯鎖停車值由0.100mm改為0.110mm），軸振動持續的升高，嚴重威脅著設備的安全運行。在此主要對K-4003壓縮機振動原因及故障處理方法進行探討和總結，為以后出現類似故障時提出有效的解決方案。

21、工藝流程簡介

32、設備簡介

循環氣壓縮機K-4003是由意大利N.PIGNONE(新比隆公司)生產的一種垂直剖分式單級恒速離心式壓縮機，型號為SRL801。循環氣體的循環流量由壓縮機入口的導向葉片控制。壓縮機的密封系統包括葉輪迷宮密封、干氣密封、密封氣吹掃系統，迷宮密封的吹掃系統、壓縮機導向葉片吹掃系統和壓縮機的N2緩沖氣系統。42.1壓縮機技術數據(設計數據):三種工況流量m3/h吸入溫度℃吸入壓力MpaG排出壓力MpaG電機功率kW轉速r/min振動報警值mm振動聯鎖值mm3434487.22.5032.678300029800.0750.1003430887.12.5042.654343441062.5052.66552.2K-4003循環氣壓縮機裝配圖

1．徑向軸承；2.止推軸承；3.徑向軸承；4.測振探頭（3A/3B點）；5.軸承箱；6.主軸；7.測振探頭（4A/4B點）；8.干氣密封；9.迷宮密封；10.葉輪迷宮密封環11.后端蓋迷宮密封環；12.后端蓋;13.導流筒；14.導向葉片15.葉輪；16.隔板63.1可引起振動的可能因素：（1）基礎松動；（2）管道外力，發生共振；（3）壓縮機喘振；（4）軸承潤滑不良，軸承磨損；（5）油膜渦動；（6）轉子對中不良；（7）軸彎曲或轉子不平衡；（8）壓縮機干氣密封故障；(9)機器內件摩擦（10）儀表誤報警。3、K4003軸承振動原因分析與處理措施

73.2經檢測和分析可以直接排除的因素：1、壓縮機和電機基礎松動；2、壓縮機喘振；3、因軸承潤滑不良導致軸承磨損產生振動；4、干氣密封損壞導致的軸承振動；5、儀表誤報。8

K-4003軸振動增加后，我們使用振動分析儀對壓縮機振動數據進行采集。使用MAS振動軟件進行頻譜分析，通過對采集數據的分析，可以加快我們對振動原因的判斷。

9使用振動分析儀對壓縮機振動數據進行采集的結果：測點時間電機驅動端軸承mm電機非驅動端軸承mm壓縮機驅動端軸承mm壓縮機非驅動端軸承mm2A2B1A1B3A3B4A4B2002.10.199:000.0280.0320.0250.0280.0730.0580.0640.0592002.10.2112:000.0220.0320.0270.0260.0760.0620.0640.0622003.1.159:000.0270.0300.0320.0310.0780.0650.0650.0632003.2.89:000.0310.0290.0330.0280.0760.0570.0720.0632003.3.138:000.0250.0260.0360.0300.0810.0600.0880.0712003.4.28:050.0290.0340.0290.0270.0860.0700.0950.07610使用MAS振動軟件對采集的數據進行頻譜分析得到的壓縮機振動頻譜簡圖：

11常見振源的主要識別依據：振動故障原因振動頻率特征轉子不平衡1x轉子熱彎曲1x機組不對中1x有，但2x振幅較大，為特征頻率機器松動1/2x，1/3x，1x，1.5x，2x，2.5x，3x都有油膜渦動(0.4-0.49)x油膜振蕩等于低階固有頻率轉子與靜止件磨擦軸向，徑向應區分，高頻多，波形變化大

失穩前小于低階固有頻率，失穩后等于低階

固有頻率軸承磨損0.5x，1x,2x為主，2x以上也有12壓縮機振動頻譜圖和識別依據表對照可得到如下結論：131、 壓縮機振動振幅主要出現在一倍頻 處，因此可以排除轉子由于不對中及 油膜渦動引起的振動。

2、 振動波形較好，高頻振幅幾乎沒有，因 此也可以排除轉子與靜止件發生較大磨 損的故障。

3、 未出現較多的1/2x，2x,3x或更高的頻 率振幅，說明轉子系統未出現松動的 現象。

144、 壓縮機軸向振動較小，振動主要集中在 徑向垂直和水平位置

，是轉子不平衡產 生振動的一個特征。這是因為轉子由于 腐蝕，磨損，結垢，零部件脫落等原因 具有偏心質量，在高速旋轉時會產生偏 心慣量，引發轉子失衡，振動主要表現 在徑向位置。

5、 如果壓縮機軸承故障，徑向垂直和水平位 置的振動也會增大。

15因此振動可能源于轉子不平衡，轉子熱彎曲及軸承故障。可能是這些原因中的一個，也可能是幾個原因綜合作用的結果。

163.4采取的減緩K4003壓縮機 軸振上升過快的措施：171、 確保工藝操作平穩，嚴格控制反應器壓力、流 化氣速和反應器組分。2、 適當降低潤滑油溫度。3、 向潤滑油中加入抗磨添加劑，以增加軸承的 承載能力和耐磨性。

4、 向TERESSO46潤滑油加入TERESSO150潤滑 油，以提高油膜的承載能力，減少由于振動產生 的油膜渦動。5、 在壓縮機本體外部增加了噴淋裝置給壓縮機降溫。

183.5加強對壓縮機振動的巡檢監控，防范突發壓縮機故障：1、 K4003特護人員應每日監控壓縮機軸瓦 的振動，軸瓦溫度的變化，油溫的變 化，機械密封各級排放壓力的變化。2、 儀表人員應每星期至少吹表一次，保證 儀表可靠性。

3、 為防止K-4003突然停車，摘除壓縮機一 次排放壓力聯鎖，保留報警，一旦出現 報警，立即控制停車。192003年4月，K4003軸振動4A小時平均值已達101um，最高峰值已達115um。（聯鎖停車值0.100mm）公司決定按原計劃停車檢修。

203.6檢修情況：

壓縮機解體后，葉輪流道聚合物結垢較嚴重，分布十分不均勻，有一處流道堵約1/5，是造成轉子動不平衡的主要原因；葉輪上的迷宮環道及殼體迷宮密封環磨損程度較重，和壓縮機運行后期軸振高密切相關，迷宮密封吹掃葉輪的孔有2/3被粉料堵死；蝸殼流道聚合物結垢硬且均勻，2mm左右；殼體迷宮密封環由于檢修時間緊未更換。壓縮機徑向軸瓦的五個瓦塊中，底部軸瓦磨損相對較嚴重，側面軸瓦磨損相對較輕。推力軸瓦兩組12個瓦塊中，工作面磨損較嚴重，且有圓周向約0.2-0.3m