王鲁泾



MTO装置主风机试车振动故障分析及处理

王鲁泾

（中天合创能源有限责任公司化工分公司 烯烃MTO设备组，内蒙古 鄂尔多斯 017300）

在日常的运行当中，轴流式压缩机最为典型的故障问题就是试车振动而引发的机械故障。振动问题，将缩短压缩机本身的周期、甚至直接导致整个装置停工，并减少压缩机的运行寿命，从而造成相应的经济损失。通过对轴流式压缩机可能引发振动的原因，做了相关检查，发现气封组件刚度差、瓦块处油温偏高油膜稳定性差是造成振动问题的原因。

MTO；主风机；试车；振动

中原石化60万吨/年甲醇制烯烃（S-MTO）装置反再系统的主风机，设计进口风量21240 m3/h、进口压力0.0985 MPa(A)、进口温度29.9 ℃、出口温度176 ℃、出口压力0.32 MPa(A)、轴功率1110 kW、工作转速10700 r/min；配套电机功率1400 kW、转速2985 r/min；增速箱采用GS系列渐开线硬齿面高速齿轮箱，速比3.6，使用系数1.4。

1 振动故障特点

主风机机组组装有互相垂直的振动检测系统，共设4个测点、8个探头，具体安装位置如图1所示。运行期间，1、4点的振幅变化不大、维持在20 μm左右，2、3点的振幅维持在35 μm。当机组风量达到220 m3/min、入口开度达到13%左右后，2点的振幅逐渐升到40 μm，4点的振幅达到50 μm，超过风机连锁停机设置，从而导致机组联锁停车。

图1 压缩机轴系图

对机组可能产生故障的部位进行检测发现：①电机侧、齿轮箱之间的低速轴及压缩机进气侧轴承箱的振动不超标；②机组振动异常时基础振动不超标；③管道与压缩机组未产生共振，气缸振动没有增大。故，认为故障可能发生在压缩机排气侧轴承箱和齿轮箱高速轴侧。

2 故障分析及处理

2.1 检查调整或更换测振探头和变送器

检查测振探头锁紧螺母是否松动及探头与轴的间隙电压是否正常（10 V），为便于查找故障更换了测振探头，但开机试车振动值依然超标。由此排出振动监测系统不准的因素。

2.2 检查联轴器及对中情况

拆检联轴器未发现无异常磨损痕迹，检查复核对中情况发现数据在设计范围内（图2）。由此，可以排除联轴器故障的因素。

2.3 检查转子跳动情况

拆检转子，在车床上对其径向、端面圆跳动值与设计值进行对比，如图3和表1、2所示，转子跳动满足设计要求。由此，可以排除跳动引发故障的因素。

2.4 检查转子气封间隙及处理

机组采用镶片式梳齿密封（0.3 mm不锈钢薄片）密封组件，各处设计间隙数据如图4、表3所示。在实际测量过程中发现：a5处测量值西侧为0.05～0.10 mm、东侧为0.55～0.60 mm，两侧相加符合设计值。但是壳体与轴形成交叉状存在，在开车过程中当工艺条件发生变化时造成梳齿密封齿片与轴摩擦使振动变大。为确保机组正常运行，将梳齿密封组件背部进行低温补焊（图5），然后以齿片的中心为基准对气封组件背部进行机械加工，加工后两侧间隙均为0.3～0.35 mm两侧相加符合设计值。

表1 径向跳动测定表（单位：mm）

表2 端面跳动测定表（单位：mm）

表3 密封间隙测定表（单位：mm）

2.5 轴瓦原因及处理

对机组排气侧的支推轴承进行轴瓦间隙的测量，完全符合设计要求，机组采用可倾瓦轴承，在检修过程时发现底部瓦块有以下缺陷：①瓦块上有棕色胶糊状物体，②瓦块上有轻微磨损现象，磨损面积超过70%并且偏向于进油方向。可以判断此组轴瓦进油量不足，导致瓦块处油温偏高油膜稳定性差。针对此问题对瓦块进行15°且宽度5 mm的刮削（图6），以增大进油量和增加油膜刚性。

图2 对中数据

图3 压缩机转子简图

图4 转子设计间隙数据示意图

图5 轴瓦焊接处

图6 轴瓦刮削处

2.6 检测轴瓦与轴承座的过盈量

检查轴瓦与轴承座（图7）的过盈量测量数据如表4所示，达到设计要求。

表4 主机轴承过盈、间隙测定（单位：mm）

3 检修试车结果

机组检修试车后投入正常运行，各检测点的振动都在理想范围内，如图8、表5所示，影响机组安全平稳运行的振动问题得到解决。

图7 轴承示意图

4 小结

机组振动在化工企业的生产运行中极为常见，一定要及时发现、及时处理，否则会对企业的长远利益带来极大影响，因此对机组振动故障进行分析并探索其处理方案极为重要。只有及时解决振动故障，才能保障企业更快、更稳定地发展。

图8 振动趋势图

表5 K-1101主风机试车振动趋势图

备注：x为西侧、y为东侧

[1]中国石油化工集团公司. 石油化工设备维护检修手册——炼油设备（第二册）[M]. 北京：中国石化出版社，2004.

[2]任晓善. 化工机械维修手册[M]. 北京：化学工业出版社，2004.

[3]余国琮，孙启才，朱启新. 化工机械[M]. 天津：天津大学出版社，1987.

[4]王福利. 石油化工厂设备检修手册——压缩机组[M]. 北京：中国石化出版社，2007.

[5]韩捷，张瑞林. 旋转机械故障机理及诊断技术[M]. 北京：机械工业出版社，1997.

Vibration Trouble Analysis and Treatment of Main Fan Test in MTO Unit

WANG Lujing

(Olefin Separation Equipment Group, Zhongtian co-Founder of Energy Limited Liability Company Chemical Branch, Ordos 017300, China )

In the daily operation of axial compressor, the most typical failure is the mechanical failure caused by the test vibration. Such vibration problems will shorten the running time of the compressor itself, thereby reducing the operating life of the compressor, and even lead directly to the whole device shutdown, resulting in corresponding economic losses. When the situation is serious, it is likely to directly damage compressor parts and threaten people's safety in life. In view of this, it is necessary to make a thorough analysis of the vibration problem of the axial compressor, and find out the cause of the vibration problem.

MTO；main fan；test run；vibration

TB652

B

10.3969/j.issn.1006-0316.2018.11.019

1006－0316 (2018) 11－0077－04

2017－07－04

王鲁泾（1976－），男，山东莱阳人，本科，助理工程师，主要从事化工设备维运工作。