摘要  针对乙烯装置裂解气压缩机高压缸和低压缸振动值超标联锁的情况，采用大型机组在线状态监测系统进行故障诊断和原因分析，采取措施，解决了振动大的问题。

    关键词  裂解气压缩机 在线监测 故障诊断 分析

    中图分类号 TQ050.7 文献标识码 B

 

    一、概述

    乙烯裂解气压缩机是乙烯装置的核心设备，裂解气压缩机组（GBT201)为日本日立公司制造的离心式压缩机，采用5段17级压缩，由低压、中压和高压缸组成，型号为2MCL—606/607/526，3个转子之间通过膜片式联轴节进行连接。其驱动机为蒸汽透平，由德国西门子公司制造，型号为EHNK32。压缩机的排列简图和振动测点布置如图1所示。

    2007年2月，该压缩机停车后重新启动时，振动值增大，升到2000r/min时，振动值急剧上升，超过联锁值，于是采用大型机组在线状态监测系统S8000，对其振动大的原因进行分析和判断。

    二、诊断分析

    1．低压缸

    用S8000在线状态监测系统测得低压缸转子振动轴心轨迹为一个偏心率较小的椭圆（图2），时域波形为近似的等幅正弦波，频谱成分以转子工频为主，而且振幅比正常时有很大的提高，2倍频较小，伴有部分高倍频的谐波成分，但只占一小部分比例（图3）。

    低压缸振动的基频和倍频所占振幅的比例见表1。

    为了进一步了解情况，将近两个月的转子振动数据做趋势分析。由转子左、右轴承1月1日到2月26日基频和1倍频、2倍频的趋势，可以看到在停车前基频、1倍频、2倍频分量的振幅基本上没有变化。说明重新启动时振动突然增大的原因，是在停车到重新开启的这段时间内造成的。

    全息谱显示厂频椭圆较大，其他成分均较小，与正常状态下的全息谱比较如图4所示。

    在小于临界转速下运行时，振幅随转速变化明显，而在正常状态下，升速过程中的振幅变化很小，如图5所示。

    可能的故障原因分析与判定：①探头失效引起测试数据不准，②转子对中不良，③压缩机低压缸内部气流不稳，④油膜涡动，⑤转子不平衡量增加。

    现依据获得的信息来确定振动急剧上升的原因

    (1)数据表明，低压缸4个径向探头的振幅都有所增加。根据经验，4个探头同时失效的可能性较小。再说，如果探头有问题，输出的振动信号各频率分量振幅应该同时增加或减弱，其频率分量也不一定能和转子回转频率对应上，因此，可以排除探头失效造成振幅读数增加的可能性。

    (2)转子对中条件恶化引起振动增加的可能性也不存在。若是转子不对中，则主要特征应该是振幅谱上2倍频分量增加，并在整个振动信号中占较大比重，轴心轨迹狭长[1]。而振动信号的处理结果却显示2倍频没有明显变化，在整个振动振幅中所占的比例还不足10%，且轴心轨迹似于圆形，所以排除对中条件恶化的可能性。

    (3)压缩机内部工作气流不稳所激发的振动，一般在频谱上会出现一些与转子或其他零件固有频率有关的频率成分，而实际频谱上并不存在这样的频率成分，所以认为工作介质气流稳定，不构成激振源。

    (4)从图3可看出，1/2倍频附近没有明显的频率分量存在，可以排除油膜涡动的可能性相反地，由频谱上突出的基频分量和轴心轨迹图上的圆形轨迹，全息谱上的椭圆形状，可以比较有把握的认为，不平衡是引起振动的主要因素。