陈刚孙浩李迎丽
一、机组简述
辽化醇酮装置所用离心式压缩机是从法国RATEAU公司引进的，该机由高低压双缸组成，共有6段10级，驱动电机功率3000kW、转速1500r/min，经中间增速箱，压缩机额定转速为15500r/min。轴承为4块可倾瓦。机组构成简图及测点布置见图1。
这台压缩机设计制造先天不足，1979年至1980年法国专家在现场试车时，高低压缸转子均发生强烈振动，经反复调整轴承间隙、精确对中等措施，试车50多次，才勉强投入运行。
二、故障现象
2001年8月机组运行不稳定，存在振值波动、缓慢上升现象。707、708点振值较高。振动为1倍频，相位稳定，于8月25日对机组进行现场整机高速动平衡，平衡前后振动值见表1。
到了11月份，振动值又缓慢上升，机组相位稳定，1倍频占主导。经现场动平衡，消除了振动。平衡前后振动值见表2。
在平衡过程中发现如下问题：
1．平衡前机组相位稳定，1倍频占主导。
2．经过两次平衡，都是开始时振动较低，但缓慢上升，平衡1h内，相位漂移达40°，振动值超过35μm，且呈不断上升的趋势，频率成分为1倍频占主导。第三次平衡后707振值为45μm，相位110°；708振值为43μm，相位110°。但运行3min后振值开始下降最后稳定在707振值为23μm，相位167°；708振值为23μm，相位167°.
3．机组未做任何调整出口压力在2.1~2.45MPa之间波动。
4．12月29日将油温从40℃降至37℃，707振值由48μm升至59μm，后将油温升至45℃振值由59μm降至40μm。将油温控制在43~44℃之间，振值为42μm。
5．1月7日将机组入口温度由22℃提至30℃，振值由52μm上升至56μm，持续4h，当温度下降至22℃时，振值又降至52μm。
三、问题分析
1．本机组的振动超标均发生在低压缸的出口端，低压缸为4级叶轮，中间两级为背靠背结构。根据一些学者的研究，认为叶轮、扩压器和蜗壳之间均存在流体的作用力，叶轮组背向排列，两段气体的出口均在中间位置，蜗壳中气流对转子的反作用力以及气流脉动力对转子的激励在转子的中间位置，这对转子的稳定性带来十分不利的影响。对于转速高、刚性差、稳定性裕度不足的转子，微小的激励因素也会使机器十分敏感，往往导致振动的发生。
2．机组振动为1倍频，相位稳定，但机组运行一段时间后存在振动上升和相位漂移的现象。
3．机组振动随油温下降而上升，随入口温度上升而上升。
4．依据以上分析，认为机组不仅存在动不平衡，而且机组的支撑系统存在间隙过大或松动现象。
四、问题解决
于1月16日对机组进行了停机检修发现：
1．机组低压缸止推瓦疏齿磨损，低压缸出口端径向瓦下瓦接触不好，两端瓦口处磨损较重。说明转子在瓦中运行并不平稳。
2．低压缸出口端径向瓦上瓦盖预紧力不足，压盖口处接触亦不好，两边各只有约1/4接触。在平台上将瓦口磨平，将瓦背与瓦盖间的过盈调整为3μm，将瓦间隙调整为15~17μm。
3．对机组进行现场高速动平衡，平衡前后测点振幅和相位见表3。
五、结论
1．本机组具有叶轮背靠背结构，高速、转子轻的特点，微小的激励因素也可能使机器十分敏感，工艺操作应尽量保持稳定。
2．对于这种稳定性差的转子合适的轴瓦间隙和轴瓦预紧力是十分必需的。
3．机组的振动响应撒于激励和系统的动力特性，1fcb在不能改变系统的动力性能的前提下，通过降低激励也可以使机组平稳运行，因此现场高速动平衡是一剂解决现场机组振动的妙药，关键在于找到合适的校正面，并且一处配重尽量不影响其他平面。
4．一般认为轴瓦预紧力不足，频谱上应以分频为主导，一般应为40%~50%工频，但此例中却是1倍频占主导，相位相对稳定，但随着时间的推移振幅上升，相位漂移。
参考文献
1沈庆根.化工机器故障诊断技术．浙江大学出版社，1994年12月
2高金吉．基于黑灰白集合筛选法的设备故障诊断专家系统.2002年全国振动工程及应用学术会议论文集．上海高教电子音像出版社，2002