基于空压机振动故障的分析

卢晏波，张 惠

（山西潞安煤基合成油有限公司，a.气化车间检修b.质检部，山西长治 046100）

基于空压机振动故障的分析

卢晏波a，张 惠b

（山西潞安煤基合成油有限公司，a.气化车间检修b.质检部，山西长治 046100）

文中基于空压机振动故障，分析了振动故障的频谱分析、轴心轨迹分析以及分析了叶轮不平衡原因，在处理措施中提出了优化空气过滤器、管道和冷却器的防腐操作等方向。

空压机；振动故障；叶轮不平衡；空气过滤器

文中探讨一种空压机，它是一种4级4段离心式压缩机，型号是DH63-17，同步电动机功率是3 700 kW，转速也高达1480r／min，电动机和压缩机变速箱输入轴是通过联轴器连接起来的，然后利用齿轮变速箱中的大齿轮带动两边的小齿轮输出轴转动，一般情况下，高低速轴的转速分别为12 000 r/min和9 800 r/min，其中3根轴的前后轴承都是一种混合轴承，包括五瓣瓦式自动调心滑动的径向轴承和滑动推力轴承。

1 振动故障分析

如图1为机组结构简图和测点分机组结构简图。空压机的检测系统是由美国公司ENTEK-IRD。

图1 机组结构简图

设计的，在监测过程中，我们可以发现随着空压机3、4级轴测点振动的逐渐增加，3B测点是从11μm增加至14μm，4B测点是由31μm增加至38μm，图2为监测系统的振动趋势。虽然机组的振动波长在警报值之内，但是因为机组振动的波动频率是逐渐增大的，对系统的安全生产造成了很大的干扰。下面对影响空压机的振动的因素进行详细的研究和分析。

图2 3B、4B测点振动趋势

1.1 频谱分析

如图3为机组3B、4B点频谱趋势图，图中显示，虽然3B、4B的频谱幅值是持续增加的，但是其振动频率一直稳定在200Hz左右，与此同时这个频率和工作转速的工频成分即fr=n/60=12 000/60=200Hz，n为高速轴转速是一致的。振动频谱是分析振动产生原因的图谱，其中旋转失速是一种可能，这种振动来源于频率为0.8和0.2倍的分频工频；另一种可能是轴承油膜振荡产生的，油膜的振动频率通常是工频的一半，所以此时的振幅是最大的，但是从频谱图上可以看出，此时没有振幅，所以这两种可能都不是产生系统运行不正常的原因。但是从振动的特点和振动频谱中主振频率，可以判断其故障原因可能来源于转子不平衡或轴瓦磨损。

图3 3B、4B测点频谱趋势

1.2 轴心轨迹分析

上面的事故原因判定是不准确的，因此我们可以分析利用径向安装测振传感器来得到合成的轴心轨迹图，如图4所示。图像显示，轴心的轨迹是椭圆形，但是这样形成的椭圆比振动正常时的形状大而集中，井然有序，也就是说这种振动是因为转子不平衡产生的；第二个有力的证据就是其旋转方向和转轴的旋转方向是一致的，这就从侧面说明振动是因为转子上存在不平衡的力。与此同时，轴心轨迹比振动正常时大很多，也就是不平衡力在逐渐变化，轴瓦在逐渐损坏，进而造成3、4级振动的加大。

图4 3B、4B测点轴心轨迹

从上面的分析我们可以知道以下两点内容：

（1）高速转子叶轮转动不稳定可能是由于介质的冲刷和叶轮的积灰引起的；

（2）高速轴瓦会被损坏，轴瓦间隙也会随之增大。

2 处理措施

2.1 优化空气过滤器

优化空气过滤器也就是把原来的喷吹滤袋过滤器变为框式的过滤器，增加其过滤的设备，一般它包括两级过滤器皿，即板式过滤棉和高效过滤器，所以它的过滤精度得到了很多的提高。优化过滤器不仅提高了它的过滤效果，还有利于维修。空气质量的提高有利于压缩机的正常运行，因为空气中灰尘量的减少有利于叶轮的运行，延长了空压机的工作周期。

2.2 管道和冷却器的防腐操作

为了减少氧化物对叶轮的损坏，我们要及时清除进气管道、级间管道和冷却器内外部的锈蚀，或者在这些设备的编码进行不锈钢处理，加强叶轮的耐腐性和抗冲性。检修过程中扩大机组级间换热器的排凝口，改变排凝管线的材质为不锈钢的管线，可以保证级间换热器的正常使用，不会由于排凝管线的堵塞导致液击。因此上面的改进措施可以彻底改变叶轮的冲刷现象。

3 结论

仔细分析研究产生DH63空压机振动的原因以及解决振动的措施，我们可以发现3、4级振动和几组振动都得到了改善。现在的机组是比较稳定的，振动问题也得到了有效的解决，所以对于企业的经济效益有很大的帮助。

[1]孔令先.空压机振动故障诊断[J].设备管理与维修，2009，（02）:54-56.

[2]徐振博.空压机振动故障分析[J].河北化工，2009，（06）: 39-40.

[3]杨海青.离心式空压机振动故障分析及处理[J].装备制造技术，2009，（06）:138-139.

[4]陈冬.离心式空压机振动故障的诊断与检修[J].风机技术，2006，（03）:61-62+53.

Analysis of Vibration Faultbased on the Air Compressor

LU Yan-boa，ZHANGHuib
(a.Gasification Workshop Maintenance，b.Quality Inspection Department，ShanxiLuan Coal-based Synthetic OilCo.，Ltd.，ChangzhiShanxi046100，China)

This paper based on the air compressor vibration fault,this paper analyzes the vibration fault of spectrum analysis,the orbit of analysis and analysis of the impeller unbalanced reason,in the treatment of themeasures in the optimization ofair filter,pipeline and cooleranti-corrosion operation and direction.

air compressor；vibration fault；impeller no-balanced；air filter

TE973

A

1672-545X（2013）03-0247-02

2012-12-04

卢晏波（1984—），山西长治人，助理工程师，本科，山西潞安煤基合成油有限公司气化车间检修。