D型压缩机振动超标故障的排查与维修

帕哈提·赛买提，王善军，伍时勇，毕治辉，蒋 明

（新疆油田公司采气一厂，新疆克拉玛依 834007）

1 引言

D型天然气压缩机在X天然气处理站处理凝析油稳定产生塔顶富气，对富气进行增压实现回收，容积流量为5 m3/min，进气压力0.6 MPa，排气压力6.5 MPa，机组为对置平衡式、两列、双作用（盖侧压缩）电驱活塞压缩机，日处理气量5×104m3。机组的稳定运行直接影响富气回收率。2#机组运转过程中出现振动超高报警停机，现场提取振动信号显示电机与中体振动幅值超标，调整机组与电机对中，再次运行仍发生报警停机，对机体中体拆解检查，发现十字头销有断裂，更换十字头销，并对各摩擦副间隙进行测量调整，再次运行各点位振动幅值得到降低，机组恢复正常运行。

2 故障表象

D型往复压缩机分别在电机与压缩端设有2个固定式振动传感器，2018年6～7月，2#机组频繁出现报警停机（振动超高停机设定值：15 mm/s），主要报警源为电机振动传感器。对机组电机进行排查，采用便携式振动监测仪对机组进行振动监测，压缩端一、二级气阀、中体、曲轴箱、气阀各点位3个方向振动幅值均在9～12 mm/s，而电机存在轴向振动大（18 mm/s，超过停机设定值）。

3 电机故障排查

按照振动监测仪器振动幅值结果，其电机风扇一侧振动幅值相对联轴器端振动幅值较高，分析有可能存在动平衡性偏差，见表1。

拆解电机风扇端检查，发现电机风扇存在偏心，轴套有磨损，风扇出现松框，如图2所示。

进一步排查电机联轴器端，其轴承未有异常，联轴器胶圈存在老化裂纹问题，按图2所示里外有裂纹。

2018年7月10日经对风扇轴套进行更换，并更换联轴器胶圈，采用激光对中仪对其进行对中，对中数据如图3所示水平与垂直方向均在“良好”以上。

2#机组带载运行振动幅值得到有效降低，如表2所示。

2018年7月22日期间2#机组再次出现振动值超高停机，此次仅依靠经验判断为联轴器对中不良导致，对2#机组进行对中，检查对中数据依旧为“良好”，进一步对其调对，将联轴器对中至“优等”，如图4所示。

机组本次对中完成后，对其带载运行，工艺参数进行核查，进气压力：0.4～0.56 MPa，排气压力：4.2 MPa，电流：120～145 A，均符合设计参数范围。实施振动监测，电机振动幅值降低到12 mm/s左右，得到消减在合理范围。但压缩机本体振动幅值较高，其水平、垂直方向振动值均在20 mm/s以上。

4 压缩机故障排查

以振动监测结果为依据，分析有可能机组部件运动副摩擦出现异常。机组活塞与气缸、十字头与导轨、曲柄销与连杆大头瓦、两连杆大头与曲柄销等配合间隙超过标准范围，会产生零件松框，轴套、轴瓦零件表面物质由于润滑不良或装配不当等原因不断损失，零件尺寸或摩擦表面形状发生改变，都会产生运动零件径向跳动、轴向窜动，高速运动加大对机体冲击力就会导致振动。在2#机组拆检曲轴箱，发现一级缸轴瓦表面发生较严重偏磨，表面划痕较大，最大1 mm，主要表现为轴瓦与轴径配合间隙不均匀，局部配合间隙过小造成。如图5所示。

表1 电机振动幅值

图1 电机风扇端轴承及风扇轴

图2 联轴器胶圈裂纹

图3 对中数据

表2 风扇维修前后振动数据对比表

图4 对中数据

图5 一级轴瓦偏磨

图6 一级十字头销断裂

表3 主要装配间隙 单位：mm

拆解中体十字头发现十字头在中间发生断裂，断口如图6所示。十字头销连接连杆与十字头，十字头往复运动中十字头销主要承受剪切交变应力，十字头销断口较齐平，与横向剪切应力方向一致，且润滑口检查正常，切口是沿着机械加工凹槽横向断裂，分析是十字头销存在疲劳裂痕，随着运行时间延长，最终导致断裂。

更换断裂零件，对2#机组压缩缸、曲轴箱、中体等各部位拆检，参照标准参数配合间隙装配调校，各点数值见表3。

经综合排查维修，2#机振动幅值于2008年7月28日恢复正常，电机端平均有效值为5.8 mm/s，水平方向为4.3 mm/s；压缩端平均有效值为6.1 mm/s，一级水平方向为8.1 mm/s，二级水平方向为7.9 mm/s，压缩机端与电机振动幅值在设计范围以内。通过综合运用振动监测、激光对中，更换零件和调校间隙，机组运行状态得到有效改善，排除了振动超高停机故障。

5 结论

（1）机组各零部件装配按照规定的装配顺序、间隙进行组装，使得装配各零件、套件得到相互位置关系，以便各运动摩擦副达到相对运动精度，从而得到有效润滑，是保证机组长期运动运行的重要环节，保证提高机组以及零部件使用寿命。

（2）机组运行过程中出现隐形故障，往往通过温度、振动、响声等表象显现出来，运用激光对中仪、振动监测仪等状态监测仪器，提取温度、振动等信号特征，有助于故障的排查与处理。本文只对通过提取振动时域图形判别振动幅值高低，需要强化对通振动频谱分析技术，更加明确故障点，便于频谱特征提取与故障诊断。