离心式制冷压缩机振动原因分析与处理

郭延雄   魏军礼

摘要：2019年12月丙烯制冷压缩机组因驱动端振动值突然升高导致机组联锁停车，影响装置长周期运行的同时存在安全隐患，因而对该压缩机振动问题进行分析处理，消除设备隐患，保障装置长周期运行。

关键词：对中；状态监测；轴瓦；间隙；调整

一、丙烯制冷压缩机基本结构：

兰州石化石油化工厂丙烯腈装置C-401丙烯压缩机为美国约克生产3级水平剖分式离心式压缩机，压缩机型号M326B，最大输入功率576kw，额定转速11250rpm，该压缩机由一台142UV4型蒸汽透平机驱动，2019年6月丙烯腈装置停车大检修期间对该压缩机进行大修作业，开车后该压缩机出现振动值偏高问题，但振动值在指标范围内，2019年12月该压缩机组因驱动端振动值突然升高导致机组联锁停车，影响装置长周期运行的同时存在安全隐患，因而对该压缩机振动问题进行分析处理，消除设备隐患，保障装置长周期运行。

二、检修原因及主要检修内容：

丙烯腈装置丙烯制冷压缩机C-401自2019年6月大修作业后，在开车运行过程中机组出现径向测振探头XIAS-401、XIAS-402测量振动值偏高问题，其中2019年12月22日出现驱动端径向测振点XIAS-401测振值由22um突然升高至48um，超过振动联锁报警值38um,导致机组联锁停车情况，随后机组恢复正常。

设备故障时DCS显示压缩机轴振动趋势图显示XIAS-401检测点出现一个间隔为2s，幅值为48um的尖波图形；

2020年3月在C-401机组运行中发生轴振动波动的情况下对该机组做了离线状态监测，通过机组离线检测频谱图反映出，压缩机振动以工频为主，且出现2X，可初步判断压缩机存在对中不良的情况振动波形周期性稳定变化，存在不对称现象，且出现2X、3X、4X、5X等高次谐波，且机组于2020年6月出现过1小时干磨情况，可初步判断压缩机径向轴瓦出现间隙过大。

三、检修维护：

1.压缩机联轴器对中

该压缩机于2020年4月进行检修，对中数据采集时以增速器轴为基准轴（不动体）进行对中，本机组轴线为东西方向布置，增速器位于压缩机西侧，南北方向为轴线两侧（在水平面上），采用双表对中，采集、核对对中数据如下：

 

 

 

径向                                           轴向

由上述数据可知该压缩机存在径向和轴向对中偏差，压缩机与增速器之间关系为：垂直方向存在0.01mm的轴向偏差，水平方向存在0.09mm的轴向偏差，水平方向存在0.24mm的径向偏差，垂直方向存在0.41mm的径向偏差，该偏差是引起C-401丙烯压缩机振动值偏高的原因之一。

2.压缩机轴承

C-401丙烯压缩机在检修过程中对驱动端、非驱动端径向轴瓦外观进行了检查,检修检查非驱侧径向轴瓦时发现，该瓦出现偏磨现象，且当驱动侧轴瓦装上之后非驱侧径向轴瓦安装困难，检查发现入口隔板上有定位销钉，出口隔板上有定位孔，但经过测量发现销钉比销孔小了0.5mm，无法准确定位，导致叶轮出口侧隔板出现错口，安装在隔板上的级间密封将转子压偏，进而影响轴瓦安装困难，并出现偏磨。

C-401丙烯压缩机在检修过程中对驱动端、非驱动端径向轴瓦和推力轴瓦间隙尺寸校核，校核结果如下：

表2 轴承间隙值表    单位：mm

间隙部位	标准值	测量值
油槽端主轴承的径向间隙	0.05—0.13	0. 13-0.17
驱动端主轴承径向间隙	0.013—0.076	0.17-0.25
止推轴承的轴向间隙	0.20-0.30	0.28

由以上径向轴瓦磨损图片和轴瓦径向间隙测量数据可知： C-401丙烯压缩机驱动端径向轴瓦间隙超过最大允许值0.174mm，非驱动端径向轴瓦间隙超过径向最大允许间0.04mm，压缩机驱动端径向轴瓦间隙、非驱动端径向轴瓦间隙均磨损严重，因此压缩机径向轴瓦间隙过大也是引起C-401丙烯压缩机振动的原因之一。

由以上压缩机故障初步判断与现场检修反馈得出，造成C-401压缩机振动偏高、振动联锁停车的原因是：一 压缩机轴瓦磨损严重，轴瓦间隙偏大，径向轴瓦偏磨；二 压缩机与增速器对中精度差。

3.压缩机振动检修对策

压缩机联轴器找正

由于C-401丙烯压缩机随机资料中给出的找正标准数据为双表找正数据，故检修时应用双表找正法进行该压缩机与其增速器找正，最终压缩机驱动端北侧共计抽取垫片0.20mm，驱动端南侧抽取垫片0.15mm，非驱动端北侧抽取垫片0.50mm，非驱动端南侧抽取垫片0.50mm。

压缩机径向轴瓦更换

由于C-401压缩机油槽端主轴承与驱动端主轴承径向间隙过大，本次检修对油槽端主轴承与驱动端主轴做更换处理，更换轴承为美国约克产进口备件，更换后油槽端主轴承与驱动端主轴径向间隙如下表：

表3径向轴承间隙值表                      单位：mm

间隙部位	标准值	测量值
		检修前	检修后
油槽端主轴承的径向间隙	0.05—0.13	0. 13-0.17	0.101-0.109
驱动端主轴承径向间隙	0.013—0.076	0.17-0.25	0.045-0.010

压缩机转子安装

调整压缩机转子安装顺序：先装一级整体隔板再装三级整体隔板，安装驱动侧轴承箱体并装入径向轴承，安装非驱侧油槽并装入径向轴承，将转子调平再装一级出口隔板及二级入口隔板及三级隔板，期间将0.30mm的塞尺定于转子轴与级间密封左右两侧，顶部放置0.50mm塞尺，然后紧固隔板固定螺栓，保证转子处于中心位置，消除隔板错口带来的偏磨。

压缩机运行状况

经2020年5月对C-401压缩机找正、更换油槽端和驱动端主轴承处理后，该压缩机于2020年6月正常开车。开车后C-401压缩机运行状况良好，压缩机轴系振动检测结果如下表：

表4 C-401压缩机轴振动检测数据              单位：um

监测部位	正常运行	指标值
XIAS-401	8.8	≤38
XIAS-402	11.3	≤38