蜡油加氢C-1001 汽轮机振动分析及解决措施

程 勇，兰 洋，王炎虎，王爱彪，刘 新

（中国石油天然气集团独山子石化分公司，新疆克拉玛依 833699）

1 机组概况

蜡油加氢裂化循环氢压缩机组（图1）C-1001 汽轮机，生产厂家为杭州汽轮机厂，汽轮机型号NG25/20（背压式汽轮机），额定功率1264 W；额定转速10 800 r/min；排气压力1.0 MPa，径向轴瓦为单向旋转五油楔可倾瓦，推力轴承为单向旋转金丝伯雷轴承。

图1 蜡油加氢裂化循环氢压缩机组结构

2 故障现象

该机组从2019 年4 月23 日23 时开始发生阶段性波动，最大振幅值高报52 μm，之后一直在20～48 μm 波动，5 月15 日突然达到106 μm，相关部门决定紧急停机。装置循环，对汽轮机进行检查，以排除故障，恢复安全生产。

3 故障分析

机组发生阶段性波动后，利用离线监测仪器BH550，结合SG8000 在线监测系统，利用“壳振+轴振”“在线+离线”监测方式，对设备振动信号进行全方位捕捉，对设备故障部位进行定位、定性和定量分析，以求最大化地缩小故障范围，为检修争取先机。

3.1 波形频谱分析

利用BH550 对汽轮机前后端轴承进行监测，分析汽轮机两侧轴承波形频谱图，发现波形存在轻微削波，频谱为1 倍频（图2）。判断转子可能存在轻微碰磨。

图2 汽轮机轴承速度波形频谱

3.2 轴心轨迹分析（图3）

图3 联轴器端和非联端轴心轨迹图（波动时）

汽轮机振幅最大时，联轴器侧上升过程中为正进动，超过60 μm 后，1802AB 轴心轨迹存在反进动，转子下沉过程中为正进动，低于30 μm 出现反进动。

非联轴器端轴心轨迹无反进动，轴心轨迹为椭圆。联轴器端存在反进动，轴心轨迹为上下椭圆。说明联轴器侧轴瓦间隙可能偏大，转子回落过程中，和瓦块碰磨产生反进动。

5 月2 日13 时14 分，汽轮机振幅波动达到55 μm，轴心位置表明，非联轴器端，转子中心偏向1801A 探头，波动方向水平振动，说明水平方向约束力较差；联轴器侧轴心位置，波动时垂直往上抬升，波动结束后向下回落。

波动异常时，汽轮机前后轴瓦波形图为纯正弦波形，频谱为1 倍频。BH550 监测联轴器轴瓦端振动波形图同样存在摩擦，频率成分为1 倍频。

4 检修验证

停机拆检后发现油挡有结焦现象，非联端结焦尤其严重。汽轮机其他部件无明显缺陷，非联端油挡积碳严重，确定这是造成汽轮机振动波动的主要原因。检测油挡间隙为0.25～0.30 mm，油封间隙符合检修规程，但油挡齿间回油孔只有一个小孔，造成轴承箱内的润滑油回油不及时，使油液在油封梳齿中积累，油液遇到汽轮机缸的高温蒸汽而结焦，油封梳齿间结焦块与转子碰撞，引起汽轮机振动波动。

5 处理措施

（1）非联端轴瓦油封按照检修规程调整间隙，控制在0.30～0.35 mm，避免有微量积碳引起碰撞。

（2）将梳齿间的回油孔由2 mm 扩大为4 mm，再增加2 个回油小孔，以加快回油速度。

（3）重新调整氮气压力。氮气压力的作用是在油封与汽轮机气封之间建立一个气封，其作用是阻止轴承箱内的油液向外泄漏。停机前氮封压力为0.08 MPa，据现场解检分析，氮封压力过大导致轴承箱内的压力过大，润滑油在压力作用下沿轴向串至油封梳齿内，润滑油液的增加导致结焦量的增大，查阅汽轮机检修规程，氮封压力应为0.01～0.05 MPa，停机前氮封压力为0.08 MPa，压力偏大，效果很差。根据检修规程此次检修完毕后氮封压力取其下限0.05 MPa，降低氮封压力以减少油挡梳齿间的存油量。

（4）在油挡外面加装挡热板。改造前后油封回油孔见图4。

图4 改造前后的油封回油孔

6 结束语

针对蜡油加氢裂化循环氢压缩机组振动故障，利用BH550结合SG8000 在线监测系统，利用“壳振+轴振”“在线+离线”监测方式，对设备振动信号进行全方位捕捉，对设备故障进行精确定位和定性，在检修时对前期故障判断进行验证，同时做出了合理的技改措施，改造效果良好。此次故障为汽轮机运行中不常见的故障，其故障诊断及处理措施为保证汽轮机正常运行提供了一个有借鉴意义的思路。