离心压缩机故障分析(交流)

离心压缩机故障分析左长杰平剖式离心压缩机基本结构示意图（1）基本结构示意图（2）简筒式离心压缩机基本结构示意图测振位置INLETDISCHARGEφ70φ80测振位置φ80ABADCDCDCCEDFFG367491239758φ350700375810321764693.5φ200φ2005072754501010111114101011.211.214.4英格索兰空压机英格索兰空压机基本结构示意图一基本结构示意图二单级悬臂式压缩机1.工艺因素（工艺介质&工艺条件&工艺操作）2.辅助系统因素（1）油系统(润滑油&密封油&液压油）（2）气系统（隔离气&密封气）3.电仪系统因素4.设备本体因素压缩系统关联因素工艺因素丙烯压缩机组工艺特点：1.气动特性2.单一组分，分子量大3.采用高效三元叶轮4.叶轮采用低温材料工艺因素三元制冷压缩机组工艺特点：•1.气动特性•2.复合组分(甲烷、乙烯、丙烯），分子量大•3.采用高效叶轮•4.转子及定子均采用低温材料工艺因素裂解气压缩机组工艺特点：1.气动特性2.多组分，分子量变化大3.温度控制防止结焦注水水系统4.采用高效三元叶轮5.结构特性多缸串联机组工艺因素简筒式离心压缩机组工艺特点：1.气动特性2.单组分3.采用高效叶轮4.转速：一般大于10000rpm6.轴功率：较小工艺因素英格索兰空压机工艺特点：1.气动特性2.多组分3.采用高效半开式叶轮4.转速：很高5.多采用三~四级，内置高效中冷器常见工艺因素对压缩机的影响一.转子结垢影响特别是对多组分介质压缩机转子，如裂解气压缩机及离心空压机。二.中冷器结垢影响特别是具有高效中冷器的英格索兰离心空压机。三.工艺介质带液影响1.对叶轮的破坏；2.对轴封的破坏四.工艺条件和操作影响案例分析转子结垢的影响及处理方案一.转子结垢的影响：1.振动2.效率下降二.裂解气压缩机转子结垢对策：1.运转状态下应急对策：向缸体内喷淋水或除垢药剂。风险：如果转子结垢严重，除垢剂若喷撒不匀，雾化不好，转子上的结垢局部脱落，可能导致振动加剧。正确的对策：对多组分转子易结垢压缩机组，在设备开车后，就应选择喷淋水、除垢药剂等适当方式，预防转子结垢。裂解气压缩机转子结垢沈鼓离心压缩机解决结垢、结焦的喷淋系统2、检修状态下转子结垢对策：彻底清理，建议选择对转子损伤最小的高压水清理法。转子结垢彻底清理完毕，必须按照规定对转子进行低速动平衡或高速动平衡检测，合格方可进行回装。链接：GB201检修过程（上报）三.英格索兰空压机转子结垢对策：1.解体检修2.清洗除垢3.高速动平衡检查4.规范回装中冷器结垢的影响及处理方案一.多段离心压缩机外置式冷却器结垢：影响：工艺介质入口温度无法达到要求处理：1.切除换热器，高压水清理后投用。2.若换热器无法切除，怎么办？（1）选择适当时机，停机处理。（2）降低负荷，摘除下一级工艺介质温度连锁，打开换热器盖板，清理管程，回装投用。中冷器结垢的影响及处理方案•二.英格索兰空压机内置式高效冷却器结垢：•影响：1.工艺介质入口温度无法达到要求•2.喘振•处理：•1.在线清理壳程结垢。用弱酸性水，•沿循环水流通线路，循环多次清洗。•缺点：无法对管程进行清洗，喘振•隐患无法消除，对中冷器有损伤。循环水采用精制水，可有效防止•壳程结垢。•链接：离心式空压机IR中冷器2.解体清理中冷器结垢：工艺介质带液对压缩机的影响一.对高速离心压缩机转子的影响水击破坏（特别是对半开式叶片）处理方案•1.各级后疏水及时通畅•2.水汽分离设备完好•3.中冷器与扩压器之间无泄漏2.对离心压缩机轴封（干气密封）的影响使干气密封不能形成动压效果或静环破坏一级缓冲气从压缩机出口引入管线距离短，带液的可能较小；二级缓冲气一般为外引氮气，管线较长，容易带液。干气密封动压槽深度小于10um，一旦进水，无法形成动压作用，动静环之间气膜无法形成，温度迅速升高，造成碳环损坏，动压槽损伤等破坏。处理措施1.及时排液2.加装脱液设备工艺条件和操作影响及处理方案案例一：工艺条件造成压缩机干气密封磨损。2009年大修，烯烃厂对几台大机组的干气密封进行检测，发现动静密封面有不同程度损伤。链接：09年10月份齐鲁烯烃修复检测报告从检测报告看出，动静密封面间发生了干磨擦。原因分析：干气密封运行注意事项要求，不能在小于转速5米/秒下长时间运行。而烯烃的几台大机组都由汽轮机驱动，开车暖机和停车凉机，为防止汽轮机转子弯曲，机组都在自动盘车器驱动下低速（100rpm）长时间运行，由于动静密封面间无法形成动压气膜，发生相对干摩擦不可避免。处理方案：目前无解工艺条件和操作影响及处理方案案例二:操作原因造成压缩机干气密封损坏2007年大修完后试车，烯烃厂某车间压缩机组的干气密封发生泄漏，紧急送往厂家进行检测，发现干气密封面有油污，动静环有不同程度损伤。链接：dgs701修复方案原因分析：干气密封运行注意事项要求，机组开车时，必须等待干气密封控制系统的隔离气建立起足够的压力后才能开启滑油系统。由于压缩机为汽轮机驱动，汽轮机和压缩机共用一套油系统，而汽轮机大修后，需要首先进行油运、单试，忽视了压缩机此时还未投隔离气，致使润滑油窜入干气密封，使动静密封面间无法形成动压气膜，造成干气密封失效，损坏。处理方案：1.严守机组开车程序，按照程序作业。2.增加仪表控制系统，按照“隔离气未投，无法启动油泵”的逻辑关系，从根本上杜绝此类事故。3.注意：机组停车时，必须等待机组完全停止运行并在滑油系统停止后10分钟以上才能关闭干气密封控制系统。工艺条件和操作影响及处理方案案例三：干气密封一级泄漏管线冻堵，造成机组停车隐患。2011年元月，裂解设备员人员在对GB801机组例行巡检时发现GB801压缩机干气密封一级泄漏流量计无流量指示，厂机动部立即组织进行原因分析查找。原因分析：1.流量表坏2.流量表前有漏点3.一级泄漏管线憋压。可能后果：原因1、2影响不大，原因3可改变干气密封的设计工况，造成干气密封失效。检查结果：经设备、仪表、工艺管理人员联合排查，最后确认一级泄漏管线因天气过冷，在接近火炬线部位发生冻堵，造成憋压，致使一级泄漏流量计无流量指示。处理:处理管线冻堵部位，并对所有机组相关问题进行排查。工艺条件和操作影响及处理方案案例四：2002-2007年，动力GB901压缩机多次因振动停机检修，解体发现，叶轮结垢严重是振动发生的主因。转子结垢原因分析:1.压缩机入口滤网原因。2.压缩机工作环境差，粉尘多。原因确认：距离压缩机厂房不到100米，有裂解炉三个烧焦管口，方向正对压缩机厂房方向。其中，两台裂解炉共用一个烧焦罐，每台裂解炉运行周期为四十天左右，裂解炉烧焦时，大量的烟尘飘向机房方向，造成压缩机运行环境差易结垢导致振动。处理方案：利用2008年大检修机会，将裂解炉烧焦管口的方向改变，有效地改变了压缩机运行环境，同时加大过滤网检查更新频次，有效保证机组正常运行。工艺条件和操作影响及处理方案案例五：生产协调不力，沟通不畅，致使GB901空压机损坏2007-2009年之间，动力GB901空压机A/B/C频繁维修，有时为应急，不得不开启闲置多年的GB1401往复空压机。由于备件昂贵，最多一年仅空压机维护就花费近千万。原因分析：（1）经确认该机正常为二开一备，负荷大时三台机组全开。每月之中空压机多次自停，频繁开停机。可以确认动力GB901空压机轴瓦、转子损坏的主因是机组转速较高（最高转子速度达30000rpm）且频繁开停车造成。（2）进一步分析造成GB901空压机多次自停的原因，多次发生在夜间，而裂解炉烧焦一般在夜间进行，一台6万吨裂解炉烧焦所需最大风量12000m3/h左右，两台裂解炉同时烧焦，动力需要开启三台空压机（风量为A机19000m3/h,B机19000m3/h,C机16000m3/h),而当裂解炉烧焦完毕后，没有及时通知动力降风量负荷，就迅速关闭烧焦阀，由于动力空气风系统没有缓冲罐，且空压机距离裂解炉距离较短，致使GB901空压机被立即憋停。处理方案：1.动力风系统建立大的缓冲罐，这是解决问题的根本方法。由于场地及资金问题实施难度较大。2.由厂生产调度统一协调，动力、裂解加强沟通，根据负荷及时开停空压机。案例六：裂解气压缩机喷淋雾化不好，造成冲刷。•2011年3月，广石化裂解气压缩机解体大修，发现隔板、壳体、导叶等多处冲刷严重。•经现场多位专家分析，广石化裂解气压缩机在运行过程中为防止结焦，一直采用喷淋水给裂解其降温，喷淋水进入压缩机没有完全雾化，时间一长，形成冲刷，损坏机体内部件。•对策：在解决裂解气压缩机结焦隐患的同时，一定确认好喷淋的雾化装置是否完好，同时控制好喷淋量。•链接：广石化气蚀201103案例七：•喘振致使压缩机损坏。•2000年，烯烃厂芳烃装置，压缩机发生剧烈振动，当时为夜间，当值操作工报告车间值班人员，车间值班人员报告厂生产调度，厂调请示厂领导后停车。•解体检修发现，压缩机转子振弯、轴封全部损坏、轴瓦损坏，损失巨大。•原因分析：查当夜仪表记录，工艺有波动，造成压缩机入口流量不足，检查压缩机组防喘振阀，发现该阀处于关闭状态。两个因素致使压缩机发生喘振。•对策：1.更换压缩机包括转子在内的所有易损件•2.打开调教压缩机组防喘振阀•3.组织操作人员进行压缩机组防喘振演练。案例八：•过滤网堵塞，致使发生喘振。•2008年乙烯扩建后开车，裂解GB501压缩机，发出巨大吼声，发生喘振。•原因分析：打开压缩机入口过滤网，发现过滤网被大量钢网堵塞。进一步查找堵塞过滤网的钢网来源，发现是由于压缩机入口气液分离罐中的破沫网由于支架损坏被压缩机吸到过滤网处，堵塞入口，产生喘振。•对策：1.清理过滤网•2、GB501压缩机重新解体，清理进入机体内的钢丝。•3、修复气液分离罐中的破沫网。辅助系统影响因素一.油系统(润滑油&密封油&液压油）旋转机械振动原因分析表(2)旋转零部件的平衡一、不平衡的原因材料组织内部密度不均或毛坯缺陷，加工及装配中产生的误差，设计时就具有非对称的几何形状。造成重心与旋转中心发生偏移，在其径向截面上产生重量不平衡。不平衡量产生的离心力大小与不平衡量大小、不平衡量偏心距离及转速平方成正比。二、不平衡的形式1、静不平衡2、准静不平衡3、偶不平衡4、动不平衡三、平衡的方法平衡及其实质对旋转零件或部件做消除不平衡的工作,叫做平衡。实质：重新调整回转体质量分布，使其旋转轴线与中心主惯性轴线重合。平衡分：静平衡和动平衡对于刚性回转体，n＜1800r/min和长径比L/D＜0.5或者n＜900r/min时,只需要作静平衡。n＞900r/min和长径比L/D＞0.5或者n＞1800r/min时，则必须进行动平衡。柔性回转体，必须要进行动平衡。1、平衡工艺（1）校正面对刚性回转体的静平衡一般需一个校正面，动平衡选两个校正面。柔性回转体的动平衡选三个以上校正面。（2）校正方法1）加重2）去重3）调整平衡质量（3）极坐标校正与分量校正2、刚性回转体的静平衡3、刚性回转体的动平衡（1）平衡机法（2）现场平衡法4、柔性回转体的动平衡（1）振型平衡法（2）影响系数法四、平衡精度平衡精度就是指旋转件经平衡后，允许存在不平衡量的大小。平衡精度的表示方法有两种：1、许用剩余不平衡力矩MM=TR=We式中T——剩余不平衡重力，NR——剩余不平衡重力的半径，mmW——旋转件重力，Ne——旋转件的质量中心偏心距，mm用剩余不平衡力矩表示平衡精度时，如果两个旋转件的剩余不平衡力矩相等，由于它们的重力不同，显然重力大的旋转件引起的振动小，而重力小的旋转件引起的振动大。所以，一般规定某旋转件的剩余不平衡力矩时，都要考虑其重力大小。2、偏心速度所谓偏心就是旋转件的质量中心偏离旋转中心的距离。因此，偏心速度是指旋转件在旋转时的重心振动速度，即v=eω/1000=G式中v——偏心速度，mm/se——偏心距,μmω——旋转件的角速（ω=2πn/60）,rad/sn——旋转件的转速，r/min偏心速度的许用值有标准规定，根据平衡精度等级而异。平衡精度等级有G0.4、G