富气压缩机组汽轮机振动分析及处理

刘宝哲

中国石油天然气有限公司广西石化分公司 广西 钦州 535008

摘要：以某厂富气压缩机组汽轮机振动的分析和处理为例，探索引起机组振动大的原因和处理对策，促使设备稳定运行以保证装置生产的安全稳定。

关键词：汽轮机振动 原因分析 处理对策

1 设备振动故障分析1.1 初查振动原因

首先检查现场仪表接线完好，随后进行频谱分析。现场盘车无异常后，又在低速运转的情况下再一次进行检测并取得相关数据进行分析，4点左右经过两次启机，均在刚刚转动瞬间因汽轮机轴振动高联锁跳闸。通过在线监测数据初步分析，判断是汽封处有异物塞入汽封处的动静部件间隙内，造成动静碰磨，致使振动超标联锁停机，虽然盘车无异常，但通过初步分析以及2次启动由于振动大联锁停车，决定汽轮机进行解体检查抢修。1.2 初次振动频谱分析

（1）振动趋势。从汽机9352-Y测点振动趋势看，振值从3月28日23点59分57秒开始出现波动，同时轴心轨迹开出现反进动，大约20秒后，振值开始快速上升，2分钟之内，从20μm涨到276μm。（2）振动频率。主变频率是工频成分，即1X的逐渐增加导致总振值上升，在振值上升过程中，一倍频相位较稳定。1.3 尝试再次开机采集数据，振动频谱分析

现场盘车无异常后，仪表确认仪表正常后，又在低速运转看能否在采集数据进行分析，4：00点钟尝试开机，启动两次，汽轮机都在190r/min左右振值就达到了150μm而联锁停车，此时轴心位置大幅度偏向一侧。（1）振动趋势。从趋势图看，不是瞬间突变（幅值变化用了约2分钟），可排除掉叶片等瞬时质量脱落可能。在振值上升初期，振值出现波动，同时轴心轨迹出现反进动，说明振值上升初期先出现碰磨，之后由于摩擦热使摩擦部件变形，造成摩擦越来越严重或转子产生热弯曲，振值快速升值276微米。（2）轴心轨迹。轴心轨迹呈近似香蕉形看，转子在某一方向上约束较大。（3）轴心位置。在振值快速上升过程中，轴心位置也随之快速偏向一侧，说明存在某一力量将转子推向了一侧，可能是动静件之间进入异物。（4）再次开机。再次开机都在低转速（190r/min）时出现较高振幅（150μm），且轴心位置大幅度偏向一侧，说明动静件之间有异物产生摩擦，使转子偏向一侧和振值较高。1.4 拆检分析

3月29日早8时，机组开始降温准备检修，19：00开始拆检，对轴承进行检查未发现问题。1.5 汽轮机管线情况

根据汽轮机汽缸、汽封间隙、转子等的间隙测定，判断汽轮机出口管线对汽缸有一定应力，造成转子与定子之间各部的间隙超过规定值，决定对汽轮机出口管线拆开检查。 258

1.6 法兰错口情况

拆开汽轮机出口管线检查，发现汽轮机出口管线法兰同汽轮机汽缸法兰沿着管道安装450方向产生19mm偏移量，平行度相差4mm，两法兰之间间隙在37mm。1.7 管线配置情况

汽轮机出口管线安装图中，汽轮机出口法兰DN600，通过大小同变径为DN500，由于现场安装位置，直管段后沿450配管，π型涨力弯中PS-10014和PS-10013是2个弹力向上低摩擦可变蝶形弹簧位移量为12mm支座，PS-10016是1个吊挂，PS-10016是1个弹力向下可变应力蝶形位移量为9mm弹簧吊挂，垂直管线和水平管线贯通地方设置单向阀及与系统隔离闸阀，闸阀处设置止推支座。1.8 管线设计要求

汽轮机汽缸法兰和止推支架之间管线设计温度300℃，核算时按照330℃，汽轮机正常运行时280℃，之间管线膨胀靠π型涨力弯吸收，与系统管线没有关系，系统管线按照250℃设计，汽轮机出口温度280℃通过减温器降到250℃蒸汽排入1.0MPa蒸汽管网。1.9 管线实际同设计不同地方

汽轮机出口管线比较长，装置系统内部1.0MPa蒸汽管网中有汽轮机，管线无法吹扫打靶，为了吹扫打靶，在汽轮机出口450方向直管段出增设1对DN500法兰，以便汽轮机出口管线吹扫打靶。2 设备振动故障处理2.1 调整及回装

根据频谱分析结果和汽轮机开盖检查的情况并结合汽轮机自2010年8月28日开机以来运行情况，修复汽封，调整汽轮机各部间隙后进行回装。2.2 检修后机组试车

6日早9：29分正式启动试车，机组运行参数一切正常，但入口端Y方向9352-Y测点及出口端X方向9353-X振动值偏高，并表现为不稳定状态，平均值在35 um，波动范围10 um左右。3 结束语

机组检修后，上述分析表明汽轮机机械运行状态良好，通过检修使问题得到了有效解决，同时验证了检修前汽机联锁停车故障诊断分析结果的准确性，对是否进行转子动平衡的果断决策，缩短了检修时间，又为炼厂生产平衡提供了有力的保证，同时节约8000万元。参考文献 

[1]大型关键机组远程诊断案例集[G].中国石油天然气股份有限公司设备故障诊断技术中心.

[2]炼油设备工程师手册[M].中国石油和石化工程研究会.