膨胀压缩机振动故障分析

草率的爆破摘要卧式钻床:随着经济的发展和人口的增长,膨胀压缩机的应用行业和领域越来越广泛,比如可以应用在天然气深冷处理过程中,从而获得液化石油气、轻烃、干气,因此,需要对膨胀压缩机的振动故障做出全面的分析,以此来实现其压缩机的全面应用,为各行业带来便利条件。基于此,本篇文章对膨胀压缩机振动故障进行研究,以供参考。
关键词磁分离:膨胀压缩机;振动故障;处理对策
引言
现代乙烯工业中,膨胀再压缩机作为低温分离流程获取冷量的关键设备,制冷效果远优于节流膨胀阀的制冷效果,其性能优劣对于提升乙烯收率、降低装置能耗水平具有重要影响。膨胀再压缩机是一种高速叶轮机械,由膨胀机和压缩机组成,转速可达20000~40000r/min,而且通常在低温环境下运行,技术难度大、科技含量高,目前严重依赖进口。
1膨胀压缩机
膨胀机和压缩机采用同轴设计,中间为轴承系统;膨胀机吸入高压气体膨胀制冷并输出功率,带动压缩机旋转从而压缩气体。膨胀再压缩机是一种功率自平衡机械设备,会根据膨胀功和压缩功自动平衡转速,如果压缩机功率偏高其转速会变低,反之则转速升高,运行时很容易偏离设计工况。为了提高机组性能,通常会设计很高转速,采用开式或半开式叶轮,并配套使用合金、钛合金等高比强度材料,轴承可以使用磁力轴承以进一步降低轴承损耗,因此对整个机组的设计和制造要求都很高。膨胀压缩机操作,属于高精设备,对于运行条件方面比较严格。对于所处的环境,需要保证对所有管道彻底吹扫、置换,以此来排除管道中存在的焊渣、灰尘、油污和湿气。对于设备来说要和管道实现可靠科学的链接。在日常检查的过程当中,需要对多个方面做出检查,其中包含过滤器、蓄能器压力、润滑油、仪表参数设置和试验、安全阀、防喘振阀、电加热器及工艺阀门的开关状态等方面。膨胀机在首次启动到温度和压力都达到正常状态下,相关的设备也处于运行正常的状态下,一般都需要一段时间来做出精细化的操作。膨胀压缩机因具有适用压力范围广、工作效率高等特点而被广泛应用于石油、化工和冶金等行业。但在使用中,往往存在机械振动大等问题。管道若长期受到振动将会产生疲劳破坏,进而发生管道断裂、介质外泄,引起严重的生产事故。生产中遇到的压缩机振动绝大多数是由气流脉动引起的共振。研究由
气流脉动引起的管道共振时,将遇到两个同时存在的振动系统:气柱共振和管道结构共振。气柱就是管道系统中可以膨胀和压缩的气体。由于气柱是一个具有一定质量的弹性振动系统,因此具有一系列的固有频率。当气体的某一阶固有频率跟压缩机的激发频率相重合时,则气柱发生对应于该频率的共振,管道呈现出强烈的振动响应。管道结构共振是一个复杂的弹性振动系统,是由纵横交错的管道及其附加结构构成的管道系统,因此它也具有一系列的固有频率。当某一阶的管系固有频率跟压缩机的激发频率相重合时,管道便会剧烈振动,产生结构共振。
2性能试验注意事项
1)试验前必须进行安全性检查。2)试验转速的选择需要考虑足够的安全性。试验转速由试验介质与试验时的进出口条件决定,试验台进出口状态可以在一定范围内调整,设计时需要避开临界转速,特别是压缩机侧试验时还需要考虑足够的裕量以保证对喘振现象的准确判断。3)试验条件的设计还应考虑试验介质状态,应避免膨胀后产生凝液、结冰现象,介质单相流状态是试验结果热动力换算的可靠保证。4)膨胀机试验时还应考虑对应状态下压缩机的性能,如果某个试验点无法与压缩机匹配,还应调整压缩机状态,如压缩机的入
食品可追溯系统口温度、入口压力等。5)膨胀机设置有IGV,为了保证试验条件的流动相似,应保证在每个试验点的IGV开度与对应设计工况下的IGV开度一致。6)膨胀机每个试验点的获得需要不断调整相关参数靠近,测量时保证速比一定,流量转速比尽可能一致,以减少修正。7)试验中的调节主要通过膨胀机喷嘴调节,为了达到测试目的,可能需要进行必要的试验台调整。8)为了保证流动的相似性,对应试验点的IGV开度应与实际工况开度一致。9)试验前所有测量仪表需经过必要的校验,测试系统用管径、长度、变径、弯头等应合理设计,以减少测量误差。
3振动分析
本文主要以雅克拉采气厂的一台膨胀压缩机来作为研究对象,叶轮分别位于一根轴的两端背对背的位置处,分别为膨胀端和压缩端。在天然气深冷处理装置中,膨胀端中进入-40℃左右的天然气,其中叶轮做功的同时膨胀过程也会对其中的温度产生降低作用,以此来获取深冷分离烯烃的冷量,之后进入到压缩端进行加压操作,此种方式进行循环利用下,以此来实现节能降耗的目的。在机组当正常转速为30000~48000r/min,本文当中的机组启动时间为2010年8月21日,其振动趋势呈现出不断上升的状态,其中从4901B从9μm上升41μm,4902B从17μm上升到33μm。
4使用维护
对压缩机主轴箱、各级气缸等几个关键部位增加了在线测振仪,实时监测压缩机运行振动加速度、速度、位移、波形和频谱,同步将轴瓦温度、气缸温度及振动速度值等数据上传分析,并绘制趋势图等,可进行数据分析判断压缩机状态,做好预防性维护、检修等工作。运行维护和点检时压缩机油品的好坏对轴瓦等关键摩擦副影响很大,在日常设备管理中,引入某公司专业管理咨询团队,对润滑油管理的油品存放、进油五定三过滤、加油点标识、润滑油斑点法测试、油桶出油干燥器检测等润滑油管理各个过程进行了标准化管理,同时定期进行油品分析,严控润滑油中的水分、黏度、pH值、残炭、机械杂质和金属元素等关键指标,确保压缩机轴瓦和滑道部件能够有效润滑,最大可能消除磨损引起的设备故障。在对原有膨胀压缩机加以改造的前提下,对后续新项目订货的膨胀压缩机曲轴采用全平衡设计。传统膨胀压缩机主轴两侧的连杆前后存在位差,不在同一轴线上,主轴带动连杆运动时,两连杆带着十字头在主轴的两侧一前一后做往复运动,这样主轴存在较大的扭矩,主轴瓦、连杆瓦均受到不同程度的应力,经过一段时间的运行后,主轴瓦、连杆瓦出现磨损,压缩机主轴瓦、连杆瓦的工作寿命一般为4000~8000h,压缩机难以保证长周期运行。而将连杆设计为全平衡连杆时,主轴两侧的连杆在一条线上,且经过精确设计计
算,主轴两侧的配重基本一致,压缩机的运行振动或比以往的成倍减少,且转速可提升,最高转速达1900r/min,降低压缩机振动提高压缩运行时长的同时,压缩机效率也得到提升。整体机身的设计,可以较好地保证主轴度的同时,机身各部件受热应力变形的影响较小,压缩机的振动可大幅降低。
结束语
综上所述,在对压缩机组进行振动分析的过程当中,压缩机端在停机检修的过程当中发生了轴瓦磨损相对严重的现象,其膨胀机的轴瓦部分磨掉了大约2cm长度的铝合金铁屑片。需要对其进行更换,更换之后重新开机,其振动的幅度下降了5μm左右,0.45倍的工频成分随之消失,机组的运行处于正常状态下。
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