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摘 要 茂名乙烯全密度装置K-4003循环气压缩机由于振动过大而导致联锁停车，诊断分析出是由于工艺原因导致产生瞬间冲击力，引起转子的不平衡而造成的。
关键词 压缩机 振动联锁停车 故障诊断
中图分类号 TH45 文献标识码 B
茂石化的K-4003循环气压缩机由意大利新比隆公司生产，是乙烯全密度装置的心脏设备，K-4003停车则C-4001聚合反应器必须也停车，致使装置无法进行生产。故该机组运转正常与否直接关系到该装置的生产和公司的经济效益。该机组在2005年10月份进行大修后，10月25日开车无负荷运行，机组正常，各测点振动幅值较小。一天后停车，10月29日晚再带负荷开车。开始时，机组各测点振动值均正常，运行十几分钟后，压缩机振动幅值在短短的几秒钟内上升超过联锁停车值(100μm )而停车。为了减少损失，避免过剩维修，对该机组的联锁停车原因进行了诊断分析。
一、机组技术参数及测点
K-4003是卧式单级离心式压缩机，型号为SRL801。技术参数如下：流量44100m3/h，进口压力（表压）2.45MPa，轴功率2515kW，转速2980r/min，吸入温度85～100℃，出口压力（表压）2.65MPa，额定功率3000kW，叶轮直径880mm，振动报警值75μm，振动联锁值l00μm。压缩机测点示意图如图1所示。
二、故障诊断分析
该机组采用在线监测，H为水平方向，V为垂直方向。11月29日19:56该机组开车，20:11:07时振动值正常。20:11:13时3V、3H、4V、4H四个测点的振动幅值开始上升，20:11:28时振动幅值超过最高报警值而引起联锁停车。图2所示为3V、3H、4V、4H四个测点的振动幅值在短短十几秒钟内同时上升的情况。图3是与图2相对应的轴位移变化趋势图。从图中可以看出，振动幅值发生变化的同时，轴位移值也发生了较大变化。20:1113时（振动幅值已经上升）3V、3H、4V、4H的频谱主要成分为l×，且占了90％以上，同时还存在少量1×谐波成分，如图4所示。根据振动理论分析，频谱成分主要为1倍频，是不平衡故障的典型频谱，而且严重的不平衡会产生谐波。
图5为3H、3V在20:11:13时（振动幅值上升时）的时域波形和轴心轨迹（4H、4V与3H、3V的时域波形和轴心轨迹相似），图6为20:11:07时（振动幅值正常时）的时域波形和轴心轨迹，图5所示的时域波形为典型的正弦波，轴心轨迹为扩大的圆，而且轨迹集中，不紊乱。而图6的时域波形不是正弦波，轴心轨迹也杂乱无章。这说明作用在轴上的预加载荷有了变化，而且只有一个力作用在轴上是不平衡的，这个力非常大，使得机器里原来的各种约束力在所有径向都大约相等。
从其对应的极坐标图（图7）可以看出，各测点在幅值发生变化的同时，其相位也相应发生变化，说明转子原有的振动高点的位置发生了变化。通常情况下，稳定的转子其高点在短时间内是不变的。出现这种情况进一步说明了转子受到了外力的瞬态扰动，使其高点发生瞬态转移，外力一旦消失，则恢复原状，如外物对转子的瞬态的打击等。
通过上述分析，在短短十几秒钟的时间内造成机组振动幅值迅速上升、轴位移值发生较大变化，而且幅值发生变化的同时相位也发生变化，其原因是机组转子受到了瞬间冲击力的打击，造成转子严重不平衡。根据K4003压缩机的特点，其工作介质有可能存在粉料结块对压缩机转子造成撞击，因此造成K4003压缩机振动联锁停车的原因，不是设备本身故障，而是工艺状况引起的瞬间冲击力所造成。
三、处理及效果
根据以上分析诊断得出：只需对工艺操作进行调整，避免粉料结块对压缩机转子造成撞击，机组无需检修。
经过工艺调整，机组于当晚21:40时重新开车，待工况稳定后，机组各测点振动幅值正常，趋势平稳（图8）。
由于对机组出现的振动联锁停车故障很快得到正确分析诊断结果，免去了停车检查所造成的人力和物力损失，保证了机组的连续运行。
参考文献
1 振动故障分析与诊断，恩泰克爱迪公司，2004
2 沈庆根编著北工机器故障诊断技术．浙江大学出版社，1994
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