振动诊断分析案例(十三)

1 引言

诊断案例

某装置循环气压缩机属无油、容积式双螺杆压缩机，允许少量带液作业。它是电机通过齿轮箱增速带动阳转子旋转，阳转子通过同步齿轮而带动阴转子旋转。阳转子有4个凸齿轮，阴转子有6个凹槽。压缩机通过阳转子的凸齿与阴转子的凹槽相互咬合达到压缩气体的目的。机组现场如图1所示，机组照片示意图如图2所示，机组基本参数如表1所示。

该机组采用本特利3500监测系统进行监控，其中振动监测由加速度传感器、延伸电缆、3500系统卡件构成，最终由3500／33继电器卡输出振动联锁信号进SIS参与压缩机联锁逻辑。机组共有4个振动信号，分别为X23801X／Y(齿轮箱输入轴振动)，X23802X／Y(压缩机阳转子振动)，其中x为水平方向，Y为垂直方向。

该压缩机组自从2012年6月份开始，DCS监控画面中显示801X、801Y、802X、802Y 4个测点的振动幅值时常出现波动，振动幅值出现波动时主要存在以下特点：

(1)振动出现波动的时间不规律，有时一两天出现一次，有时一两周出现一次波动，发生频次逐渐增加；

(2)4个振动测点同时出现波动；

(3)波动持续时间约为5～10 min；

(4)波动时，振动幅值上升约1～3 mnds左右；

(5)波动时4个测点的最大振动幅值都超过报警值，接近停机联锁值。

如果振动幅值波动到联锁值必然会引起压缩机联锁动作，引起非计划停工，将给生产带来严重的后果。车间根据振动波动情况，立即采取了两方面的措施： (1)提高振动报警值和联锁值的设定值，将联锁值由12 mm／s提高到15 mm／s；(2)尽快联系专业机构对振动波动原因进行监测和分析，查找出振动波动原因，并尽快消除这一影响生产的重大隐患。振动波动前后数据对比如表2所示。

2 振

动波动信号的监测

由于出现波动时间不规律，波动持续时间较短，离线监测设备不能够监测到波动信号。已配置的s8000在线监测系统中亦没有触发灵敏监测，未能有效监测到振动波动信号。为了能有效监测到波动信号，查找振动波动原因，尝试临时使用本特利公司的在线监测系统Systeml，System 1系统是与本特利3500监测仪表配套使用的在线监测系统，在使用了System1在线监测系统之后，对该机组进行持续的在线监测，通过多次试验，合理设置监测参数，于8月17日和8月22日2次成功监测到振动波动信号。

System 1系统监测到波动时各频率段的振动数据如表3所示，其中50Hz是增速箱的输入轴转频，100 Hz是其2倍频；105 Hz是阴转子的工频，212 Hz是其2倍频；156Hz是增速箱的输入轴转频以及阳转子的工频，625 Hz是阳转子的4倍频；由于阳转子有4个凸齿轮，625 Hz为阴阳转子的啮合频率。

通过表3看出振动幅值波动时，主要为156Hz的频率成分发生改变。

Systeml监测系统监测到的振动波动趋势图及放大图如图3及图4所示。通过趋势图可以明显的看到各个测点振动出现波动，将振动波动时

的趋势图放大，可以看到此次波动持续约3 min，与DCS监控画面显示一致。

图5、图6分别为801X测点振动波动前后的频谱图，通过对比可以发现主要波动的频率成分是156 Hz。156 Hz的振动幅值由1．17 mm／s增大到1．57 mm／s。

图7、图8分别为802Y测点振动波动前后的频谱图，通过对比可以发现主要波动的频率成分是156 Hz。156 Hz的振动幅值由1．22 mm／s增大到2．99 mm／s。

3 振动波动原因分析及处理措施 3．1 振动波动原因分析

振动波动的主要频率为156 Hz，156 Hz为齿轮箱输出轴转频，同时也是压缩机阳转子转频，波动产生的根源就在齿轮箱输出轴及阳转子这根轴系上，156 Hz频率成分波动的主要原因是转子动不平衡量破坏，引起振动波动。

该双螺杆压缩机的工艺介质为丁二烯混合气体，主要成分为1．3一丁二烯。由于丁二烯介质特性决定该介质易发生聚合反应生成丁二烯聚

合物，同时该聚合物一旦生成其发硬速度及二聚速度将大大增加，因此聚合物在阴阳转子表面不停的堆积，当堆积到一定程度，聚合物又在旋转离心力的作用下脱落，在结焦物堆积及脱落过程中必将破坏转子原有的平衡状态，从而使得振动出现异常波动情况。

3．2处理措施

通过监测到振动波动的主要频率成分为阳转子转频，结合碳四循环气压缩机工艺介质的特点，分析诊断出波动的主要原因是阴阳转子表面结焦严重，破坏转子的动平衡。于是车间决定对压缩机组转子进行溶剂冲洗作业，冲洗转子表面的结焦物。冲洗作业结束之后，该机组的4个测点的振动幅值均有小幅下降且再没有出现波动。

为了避免由于结焦物堆积和脱落引起机组振动出现波动，规定每周对该机组进行一次溶剂冲洗。冲洗时，要严密监控振动变化趋势，避免由于溶剂冲洗破坏转子的平衡，引起振动上升。之后振动再无出现波动的现象。