故障分析
FaultAnalysis渣油加氢循环氢压缩机振动超标
停机原因分析
吴海利，于
月
（中化泉州石化有限公司，福州泉州362103）
[摘
要]：通过对某用户现场循环氢压缩机大修后首次开车，跨越一阶临界转速区时振动过大，一级密封
气排放量超上限导致联锁停机的故障排查和理论分析，找到问题发生的原因，妥善处理，得到的分析方法及处理经验可以在类似机组中借鉴。[关键词]：离心压缩机；振动高；干气密封失效中图分类号：TH455
文献标志码：B
文章编号：1006-2971（2019）02-0049-03
AnalysisofCausesforExcessiveVibrationofResidualRecycle
HydrogenCompressor
(SinochemQuanzhouPetrochemicalCo.,Ltd.,Quanzhou362103,China)
WUHai-Li，YUYue
Abstract:Undercheckingandtheoreticalanalysisoftheinterlockingshutdowncausedbytheexcessivevibration
haulandcrossesacriticalspeedzone,thecausesoftheproblemwerefoundandproperlyhandled.Theanalysismethodandtreatmentexperiencecanbeusedforreferenceinsimilarunits.Keywords：centrifugalcompressor;highvibration;drygassealfailure
andtheexcessivedischargeoftheprimarysealgaswhenuserfirststartsacyclehydrogencompressorafterover原
1引言
渣油加氢装置循环氢压缩机是装置的核心设
以后的操作以及其他加氢离心机的操作具有借鉴意义。
备，是否能够长周期运行，直接关系到整个装置的可靠性。离心式压缩机一次意外停机大修，带来的经济损失巨大，不仅影响到本装置，还会影响到全厂加工和盈利能力，一次意外停机大修，带来的经济损失超过一千万元。本文通过对开机过程中发生的故障进行数据和现象分析，准确的判断故障原因，避免类似的故障再次发生，对于
收稿日期：2019-01-15
2机组情况概述
某用户渣油加氢装置循环氢压缩机位号2315-
K101域，型号为BCL459/B，轴功率3230kW；压缩机转子总长1795.5mm，轴承处轴径渍90mm，两轴承中心距1410mm，重量297kg；压缩机第一阶临界转速4442r/min，最大连续转速11944r/min。转子轴向串量0.30mm。驱动机为背压式汽轮机，型号为NG32/25。
2019年02期（总第274期）
49故障分析
FaultAnalysis3故障发生过程
2018年1月11日，机组大检修后首次开机，汽
机两侧支撑轴瓦磨损；非驱动端止推瓦块存在不同程度磨损；干气密封和级间迷宫密封磨损；叶轮外缘在同一侧均出现3/16外圆弧长的磨损；汽轮机轴瓦、转子无异常。由此初步判断，该故障是由于压缩机转子振动过大，导致转子和隔板密封瞬间摩擦，造成叶轮和轴瓦等部件磨损。
经查DCS记录，在实际开机前，压缩机机体及前后相邻管路内充满2.2MPa的氮气，出口切断阀100m。由于出口切断阀门突然全开，导致了出口汽轮机转速由0升至810r/min。
压缩机升速有明确的相关要求，正常要求：8s。气体进入对应转子直径约渍170mm，长度4.5kN轴向力，最大扭矩值650N·m，转子在静止状态，瞬间受到2.2~4.5kN的轴向力的冲击。在此过程中，压缩机各级叶轮处，即发生气体膨胀，同时由于发生旋转，各级叶轮同时对气体压缩，同时的压缩和膨胀，转子的轴心线发生扭曲，很可能导致轴变形弯曲。
从磨损情况看，轴瓦位置磨损较轻微，支撑轴瓦顶间隙为0.175mm，振动虽然超过量程100滋m，实际的振幅应该在200滋m左右；气封位置磨损严重，从磨损程度判断转子振幅约5mm。意味着由从0~810r/min，需要用时90s。而实际用时仅仅后管路内为常压，管线直径DN250，长度约
轮机在1380r/min进行低速暖机、3000r/min高速暖机过程中，压缩机振动和干气密封放火炬流量平稳，都在正常范围内。暖机后转速升至一阶临界转速区后压缩机振动开始快速上升，转速升至显示为100滋m（满量程）和95滋m，达到振动联锁停机值。
由正常值为26.8Nm3/h开始急速上升，1min内升至
随后，压缩机干气密封一级密封气排放流量4946r/min时压缩机驱动端和非驱动端轴振动分别
迅速泄压，引起压缩机旋转，在8s内压缩机带着
58.4Nm3/h，超过高报警值（46.0Nm3/h），然后继续上升至85.0Nm3/h，超过联锁停机值，导致机组联锁停车。
汽轮机驱动端轴振动上升到54.30滋m和57.35滋m，超过了高报警值。
在压缩机跨越一阶临界区过程中，压缩机轴振动值和干气密封一级密封气排放量在短暂时间内均达到联锁停机值导致机组停机。
-0.241mm变为垣0.248mm，变化量为0.4mm。
经查看监测趋势曲线，压缩机轴位移从
40mm，经估算：转子受到一个指向出口的2.2~
4原因分析
故障发生后，对压缩机进行拆检，发现压缩
表1
时间转速（r/min）
23:0900.882.86
压缩机轴振动（μm）
1.001.0616.40
二级密封气流量（Nm3/h）
15.1026.128
一级密封泄漏量（Nm3/h）
27.295
28.28115.42126.9067.998.3316.76723:5029476.927.17
2315-K101Ⅱ压缩机开机过程参数记录
00:3239986.927.118.278.4218.7214.7926.49127.2
00:34444216.1415.1711.537.9318.7114.7826.5127.
00:35:35：213
494610095.3967.3334.5818.7214.7926.62127.970
00:35:398110010072.0337.6318.7214.7926.62127.996
00:36:235010010010010018.7914.8428.02128.493
00:36:25:213联锁动作5700
10010010010018.8014.84非8534.56
502019年02期（总第274期）
故障分析
FaultAnalysis表2
时间23:00:1523:00:1923:00:2023:00:2423:00:2623:00:30
转速00252755810711
压缩机工艺参数
入口/出口流量（Nm3/h）
0/032620/4284037503/46884445/4387845126/3985937807/31132
最高转速备注
开防喘振电动阀门
入口/出口压力（MPa）
2.305/2.3262.297/1.9052.297/1.7952.282/1.6392.274/1.7222.274/1.941
瞬间全开，后续管线容积较大，导致了出口迅速泄压，压缩机转子受到非正常冲击。应加强培训，提高工艺操作人员异常情况时分析问题和处理问题能力，使岗位人员能掌握操作技术要领和异常情况紧急采取得当措施，保护设备。
压缩机各级叶轮处，即发生气体膨胀，同时由于发生旋转，各级叶轮同时对气体压缩，同时的压缩和膨胀，转子的轴心线发生扭曲。
参考文献：
图1
转子内激励不平衡响应曲线
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李晓黎，亢万忠.大型空分装置在煤化工中的应用与发展[J].化肥工业，2011，（05）：8-11，15.研制[J].风机技术，2008，（02）：5-8.北京邮电大学出版社，2007.
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于压缩机转子弯曲在壳体内甩动，造成转子叶轮沿轴向同一弧面出现偏磨。
从转子动力学角度，分析转子的特性。转子内激励不平衡响应曲线如图1。
从叶轮的磨损位置和圆弧长度，轴跳动数据以及转子不平衡响应曲线，可以看出，是由于转子弯曲引起的动平衡轻微破坏，在临界转速的振动敏感区域，转子非支撑部位振动急剧增加导致的振动超标。
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5处理措施
对转子径向跳动超标部位进行了加工，使转
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子各部位跳动值在合格范围内，重新进行了高速动平衡，动平衡精度等级为ISO1940-2003G1.0。更换干气密封、气封和轴瓦等损坏部件，2018年1月18日完成回装后一次开车成功。
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作者简介：吴海利，男，工程师，2003年毕业于河北科技大学工业程
6结论
由于操作人员误操作，出口反飞动阀误操作
专业，在中石化沧州分公司检维修车间工作8年，现在中化泉州石化有限公司从事石油化工转动设备运行管理工作。E-mail：wuhail原i@sinochem.com
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