详细阐述了某石化公司芳烃异构化装置运行过程中循环氢压缩机异常振动情况,依据旋转机械故障机理和转子动力学原理,采用正向推理分析状态监测数据,逐项排查异常振动的诱导因素,最终确定压缩机异常振动是由叶轮轮毂开裂导致过盈转动失效,迫使叶轮在负荷变动时相对转轴发生周向运动。借助状态监测系统数据,精准分析故障原因,避免了一次盲目开车带来的严重安全事故。 振值最高到38μm，到当日08:00时振值有所下降，随后又开始以每小时1μm的速度逐渐上升。到2月19日下午18:54，最高振值上升到49μm。随后，异构化反应系统开始投料，在投料过程中压缩机驱动端振值上升速度最快，20:42最高振值已到77μm，超过机组报警值(65μm)。随后，调试令现场切除系统进料，压缩机逐步卸荷，2月20日05:09工艺具备条件，机组才关闸停机。压缩机停机通过临界转速2272r/min(厂家给出的理论计算为2442r/min)时，振动最大达到150μm，远远超出厂家给定的连锁停车值89μm。详细的压缩机振动数据如图1所示。图1压缩机停车过程中振幅趋势数据分析认为:转子振动超标可能是由于机组轴系热对中不良，同轴度超标造成。随后对压缩机进行了以下处理:(1)复查对中，重新找正;(2)对压缩机驱动端轴瓦进行检查。检修发现:(1)压缩机转子与透平转子左右有偏差0．4mm;(2)压缩机驱动端可倾瓦有轻微磨损，轴瓦间隙达到0．3mm(设计值为0．176～0．288mm)。现场更换了压缩机驱动端的轴瓦，并重新对机组进行找正。检修完后，2月21日18:38机组再次冲转，在1600r/min暖机45min，振动趋势比较平稳，最大振值为23μm;19:23暖机结束进行升速，升速过程中振动快速上升，靠近临界转速时振动高联锁停机。2016年第44卷第1期流体机械55现零转速叶轮松动。机组停机过程中，由于转轴与叶轮降速速率而不同产生相对运动，激发压缩机组非线性振动现象，也就不难解释了。应用文献［21］提出的转子振型分解方法本文由公司网站滚圆机网站采集转载中国知网资源整理!www.gunyuanji.name，参考文献［22～26］中的转子不平衡的相关研究结论，还可以对本机组异常期间的振动、相位数据进行进一步的分析:2月18日12:35之后，压缩机转子振型逐渐从一阶不平衡振型转变为二阶不平衡振型，导致转子二阶平衡破坏，再结合压缩机两侧振值的大小分布叶轮裂纹故障的监测-电动折弯机数控滚圆机滚弧机张家港液压滚圆机滚弧机，可以推测产生周向运动的叶轮应该靠近压缩机驱动端，即5级或6级叶轮。详细分析数据如图3，4所示。图3压缩机异常阶段振动幅值变化图4压缩机异常阶段振动相位变化4．6造成振动异常的二次原因分析根据一旦相对转轴发生周向运动，组件的配合面之间产生动静摩擦，导致叶轮过盈量因磨损逐渐减小，迫使叶轮能够承受的最大扭矩负荷也随之减小;假设机组运行转速不变，当压缩机工艺负荷继续减小至零时，叶轮相对转轴还存在周向运动，此时这种状态称为零负荷叶轮松动;假设压缩机工艺负荷为零，当压缩机运行转速逐渐减小为零(停机状态)时，叶轮还能在手动或较小的力矩作用下相对转轴产生周向运动，此时这种状态称为零转速叶轮松动，如图2所示。由此可见:当叶轮发送零负荷叶轮松动时，一定已发生零负荷叶轮松动，反之不一定成立;当叶轮发生零负荷叶轮松动时，一定在某负荷下已发送叶轮松动，反之不一定成立。机组在实际启停过程中，常常同时伴随着转速、负荷变化，因此叶轮松动往往受到2种因素的共同作用，并可能到某一转速或某一负荷时突然出现叶轮松动。鉴于篇幅有限，关于角加速度对力矩影响关系，这里不再多述。图2叶轮松动的2种状态当发生零负荷叶轮松动，会导致不平衡量的大小和方向发生变化而呈现出振动和相位趋势的随同变化，且不会稳定在某一数值上。从2月18日12:35之后的振动相位数据分析，压缩机虽然叶轮出现周向运动现象，但还未进入零负荷叶轮松动状态，叶轮与转轴之间还存在一定的过盈紧力。从2月21日18:38机组第二次开机数据分析，机组在1600r/min时，振动相位非常稳定，也验证了叶轮与转轴之间还存在一定的过盈紧力。综上所述，压缩机在停机之前，叶轮相对转轴出现了周向运动，但叶轮还存在一定紧力，并未出现零转速叶轮松动。机组停机过程中，由于转轴与叶轮降速速率而不同产生相对运动，激发压缩机组非线性振动现象，叶轮裂纹故障的监测-电动折弯机数控滚圆机滚弧机张家港液压滚圆机滚弧机本文由公司网站滚圆机网站采集转载中国知网资源整理!www.gunyuanji.name