黄湖

摘 要：我公司连续重整装置的循环氢压缩机K-201机组，自2015年11月16日至 2017年8月18日，压缩机先后经过五次因轴瓦温度高，转子振动超标的故障进行检修，通过增大转子轴瓦部位轴径和改变轴瓦形状结构，彻底解决了机组震动和轴瓦温度超标的故障。

关键词：循环氢压缩机;转子振动;轴瓦温度高;轴瓦改造

我公司60万t/a连续重整装置的循环氢压缩机K-201机组，2012年11月9日开机运行至2015年8月期间。该机组运转情况良好，2015年8月循环氢压缩机K-201机组大修，9月28日开机运行，机组转速、轴承温度、转子振动等各项数据均正常。但从2015年11月16日至 2017年8月18日，压缩机先后五次因轴瓦温度高，转子振动超标停机检修，严重影响生产装置长周期安全平稳运行，也造成千万元的经济损失。

1 机组简介

60万t/a连续重整装置的循环氢压缩机K-201机组，由汽轮机驱动压缩机，汽轮机和压缩机通过膜片式联轴器连接，采用联合底座，使用润滑油站供油。汽轮机型号NG32/35，背压式汽轮机，为杭州汽轮机厂制造。正常工况转速7035r/min，功率2160kW。进汽压力3.6MPa，温度425℃，流量33.7t/h，排气压力1.1MPa。压缩机型号BCL707，为沈阳鼓风机厂制造，结构形式为垂直剖分，7级压缩，正常工况下，进口压力0.3296MPa，温度40℃，出口压力0.6496MPa，温度103.8℃。两端支撑轴瓦为可倾瓦式（皆为5块），推力轴瓦为金斯伯雷式（皆为6块）。压缩机轴承温度达到105℃高报警，达到115℃高高报警，要求停机。压缩机两端各设有2个振动探头。当振动值达到63um时，高报警。达到89um，高高报警并联锁停机。

2 设备故障检修过程

2015年8月循环氢压缩机K-201机组大修。2015年9月28日开机运行，12月10日压缩机轴振测点同时达到振动高高报警，联锁自保停机。公司对该压缩机进行抢修，更换了压缩机两端的径向轴承瓦块，机组重新开机平稳运行。2016年1月24日由于外部电网故障造成我厂发生大面积晃电，重整装置紧急停工，K-201机组负荷大幅波动。2月27日，压缩机转子振动超联锁值，机组联锁停机，该压缩机再次抢修.解体压缩机检查发现：驱动端径向轴承轴瓦和非驱动端径向轴承轴瓦磨损严重;转子两端径向轴承部位的轴表面严重磨损，形成很明显的沟槽，深度约在0.2-0.3mm;进气端干气密封损坏。

因旧转子两端的径向轴承轴颈部位磨损严重，公司购置新转子6月底到货。压缩机修复后运行至7月1日停机，由压缩机设备厂家的施工单位对压缩机进行检修，更换了新转子、两组径向轴承轴瓦、新的推力轴承及干气密封等零部件。压缩机检修完成后，7月9日启机运行，当设备运行至额定工况时，压缩机两端径向轴瓦温度偏高，各瓦测温点温度均在80度左右轻微波动。9月3日由于压缩机两端径向轴承轴瓦温度升高且波动幅度增大，主动将机组停机，进行设备检修。解体检查发现，压缩机两端径向轴承轴瓦磨损，再次更换了压缩机两端径向轴承轴瓦。

机组运行至2017年4月20日，期间根据压缩机两端转子运行的轴心轨迹及振动图谱对比分析，存在轴瓦磨损造成间隙增大的可能性。主动将机组停机进行解体检修，发现压缩机两端的径向轴承轴瓦确实磨损较大，第四次更换了径向轴承轴瓦。5月1日开机运行至6月8日，径向轴承轴瓦温度大幅波动最高达到了104℃。9日机组停机检修，此次压缩机检修时不仅更换压缩机两端径向轴承轴瓦，同时采取改变径向轴瓦测温线的布线方式，防止测温线布线时卡涩可倾瓦瓦块，限制可倾瓦块小幅调整摆动，从而使瓦块与转子可能产生摩擦，致使瓦块的磨损。并在下部阻油环侧面均匀打4个Φ3的卸油孔，加大润滑油的排泄，来降低径向轴承轴瓦温度等改造。运行至8月18日，压缩机径向轴承轴瓦温度最高达到了110℃，上次改造没能解决径向轴承轴瓦温度高故障的发生。再次停机检修，这次检修主要通过改造径向轴承轴瓦的结构，径向轴承瓦块宽度增加1CM。提高轴瓦的承载能力。机组开机运行后，能基本保证机组稳定运行，但在工艺负荷增加情况下，径向轴承轴瓦温度依然有上升趋势。所以尽量使工艺处理加工量保持不变。设备运行维持到2018年7月大修。2018年8月对该压缩机进行整体改造完成，K-201机组一直安全平稳运行。

3 设备故障原因分析

①可倾瓦瓦块的设计承载力（比压较大）处于边界状态，稳定工作区域过小，一旦个别参数变化就会加剧磨损;②可倾瓦块测温线布线方式可能卡涩，影响可倾瓦块微小自由摆动，在转子运动中产生轻微摩擦，造成瓦块磨损;③在更换新转子时的检修，瓦间轴封隙过小，造成瓦内润滑油流量过小，不足以带走转子与瓦块运行产生的热量，造成瓦温高，瓦温过高降低了轴瓦巴氏合金的耐磨特性，产生轴瓦的异常磨损;④瓦的质量存在一定问题，解体后发现轴瓦质量确实存在问题，瓦块表面存在类似小气泡缩孔点状缺陷。请教相关的制造技術员，认为瓦材料内存在过量的高温氧化物，以及铸造成型工艺条件控制等因素影响，形成了气泡类结构及缺陷。

4 改造循环氢压缩机

技术改造内容：委托相关制造单位，对重整循环氢压缩机转子支撑系统进行了重新设计，进行了主轴径向轴承处直径增大，轴瓦宽度增大，对径向轴承进油方式、推力轴承型式、级间密封、隔套等进行改造。径向轴承瓦块宽度增加1CM，包角由53°增加到60°，进油方式改为强制直喷。推力轴承水准块和瓦块结构修正。对应径向轴承轴径部分由140CM扩径至150CM。对新转子进行高、低速动平衡试验，转子模型核算。改造后临界转速提高，提高转子的刚性，提高转子的稳定性，减小外界对其的干扰！可倾瓦改造新旧对比详细情况如下表：

5 结束语

循环氢压缩机改造完成后，2018年8月17日机组开始置换试运转，标志着改造机组正式投入运行，重整装置进料为66t/h，压缩机在额定工况运行时，压缩机驱动端两个振动测点值分别为：10μm、10μm，驱动端径向瓦两个温度测点值分别为：62℃、77℃。压缩机非驱动端两个振动测点值分别为：5μm、4μm，非驱动端径向瓦两个温度测点值分别为：72℃、71℃。其余设备各项参数均在设计要求内，运行稳定达到了预期目的。截止到现在，机组运行近两年多，各项参数指标均在正常范围，机组运行稳定。重整装置加工负荷在设计范围内调整不受制约，完全达到工艺要求。

至此，困扰公司多年的重整循环氢K-201压缩机轴瓦温度高和振动高的故障，终于得以解决！

参考文献：

[1]机械设计手册编委会编.滑动轴承-机械设计手册单行本[M].北京： 机械工业出版社，2007.