空分装置空压机振动监测及故障诊断策略研究

于浩松

摘要：近年来，随着科技的不断进步，空分装置的应用效果也在不断提升。空分装置为化工企业的主要装置，空压机又是空分装置的主要设备，空压机长期稳定运行，才能确保空分装置为其他工艺系统装置提供氧气及氮气。而振动是压缩机的常见故障，当振动过大时会影响压缩机的可靠运行，给生产造成很大的损失。本文通过监测空分装置空压机振动的情况，结合工艺运行状况、设备结构特点进行了分析，并针对故障提出处理意见，旨在保证空分装置空压机的稳定运行。

关键词：空分装置;空压机;振动监测;故障诊断

引言

空分装置就是将空气中不同的气体进行分离，在炼化企业中承担着为其他装置供氧、供氮的重要任务，也是保证其他装置长期稳定运行的重要基础。空压机的工作效率会直接影响整个装置的工作效率，为此必须要深入研究空压机产生振动及故障的原因，并在日常维护中做好相关预防措施。

一、空分装置空压机振动异常窗口

大庆炼化公司空分装置所采用的空压机C501是开封空分集团有限公司生产制造的H210-9/0.97型离心式压缩机，驱动电机的转速为1489r/min，通过利用齿轮联轴器与压缩机大齿轮轴连接，并且带动两边的小齿轮，每个齿轮的兩端分别装配一个闭式叶轮，能实现四级压缩，其中低速轴转速约为15 095r/min，高速轴转速约为19 033r/min。在平稳运行一段时间之后，通过在线监测系统能发现两个监测点的振动值不断增大。为分析振动原因，调取了工艺参数检查变化情况，经过研究发现：空压机的出入口压力没有变化;1、2级出入口温度变化与振动没有明显相关性;空压机负荷也没有得到全面调整;振动变化与润滑油变化之间缺乏必要的联系，当润滑油温度发生变化时，1、2级的振动幅值也会不断提升。

上述振动现象说明，振动由负荷波动引起的原因可排除。应用S8000在线监测系统对空压机产生振动的原因进行了分析，从S8000在线监测系统提供的频谱图可看出，当振动幅值增大或减小时，频谱中没有新的故障频率成分出现，始终是低速轴工频251Hz的幅值随着振动幅值的改变而变化，其他频率成分振动变化较小。由上述工艺情况和振动现象分析，初步判断空压机振动异常的原因可能是转子不平衡或轴瓦间隙发生变化。

二、空分装置空压机振动产生的主要原因

空分装置空压机振动以及故障原因涉及很多方面，诊断难度比较大，可以通过以下几方面内容体现出来。第一，汽轮机带动的空压机在运行时出现的振动现象多是因为汽轮机安装不合理，致使汽轮机振动值偏大，从而增加了空压机故障产生的概率;第二，空压机虽然出现了振动问题，但振动值偏小，很难判断其振动原因;第三，汽轮机带动空压机运行时都有一定的规律，每种工作状态下的振动情况也不同，需要长时间观察与分析，才能总结出其振动及故障原因。

一般来说，空分装置空压机振动以及故障的原因主要包括假象、基础及支撑系统连接松动、弯曲、不平衡等。假象振动多是因校核探头质量较差造成的;基础及支撑系统连接松动故障则是由于检修处理不合理，联轴器对中出现偏差，或是螺栓松脱，转子在受力均匀的条件下，刚度与振动值之间呈现反比关系;弯曲振动及故障表现在校正不合格、转子弯曲后失衡这两方面;像是上文中出现的不平衡问题，往往是机组转子负荷过大导致的，存在异常振动分量。

通过分析空分装置空压机振动及故障原因，可以从以下几点进行调试：当空分装置空压机振动及故障时，可采取加强暖机时间的调控，但值得注意的是，冲转速率不能调整得过高，只有这样才能保证暖机时间，合理控制冲转速率，降低空压机振动产生的概率。在转速固定的情况下，如发现进行暖机时机组转子存在波动，应避免直接调高转速，否则会造成机组转子严重弯曲，即使进行维护和处理也无法纠正。空分装置汽轮机带动空压机运行，工作状态下的正常功率比较大，应进行软基处理。通过机组整体运行进行科学调控，还应在中速暖机操作完成之后，保证汽轮机缸体膨胀量为4毫米，不能直接进行升速处理，否则会影响空分装置的性能。

空压机是空分装置的关键设备，而空分装置为下游装置提供合格的氧气、氮气和其他相关气体，是保证下游装置的长周期运行的基础，所以空压机的正常运行显得至关重要。振动是空压机的常见故障，当振动过大时会影响空压机的可靠运行，给生产造成很大的损失，因此保证空压机的安全可靠运行，对提高生产效率及经济效益有重要的意义。本文分析了空分装置空压机的振动，并提出了空分装置空压机的故障处理建议，旨在提高空分装置整体运行的质量。※

参考文献：

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