双螺杆压缩机故障诊断.pdf

石油与化工设备
故障诊断
2010年第13卷
双螺杄压缩机故障诊断
陈青松
(中石油东北炼化工程有限公同,辽宁沈阳110013
[摘要】对双螺杄压缩机的结构及压缩原理进行了简单阐述。通过对其振动特征数据的監测和采集,利用频谐因对其特征
颇语进行了细致的分析,找出振动的原因,制定了具体的检修方案。
[关键词]双螺杄压缩机;故障诊断;频语分析;轴心轨
1引言
料表明,该机组在国内企业的使用过程中,都出
双螺杅压缩机是我国石油化工业的主要气体现过类似的问题,造成很大损失。因此,对该压
压缩设备。作为核心设备的螺杆压缩机组在工艺缩机进行试运转、投运及状态监測,及时发现和
流程中占据着重要地位,运行状态的好环直接影排除可能出现的故障,保证投产后的顺利生产
响整个压缩机组装置的安全性、可靠性及生产效是极其重要不可缺少的环节。
率,一且发牛故障,极有可能引起整套设备甚至2螺杆压缩机工作原理及概述
整条生产线的瘫痪,严重影响装置的生产并带来2.1螺杆压缩机工作原理
巨大经济损失川。螺杆压缩机组运行条件苛刻:单
机组、长周期连续运转、高压力加上与管网系统
螺压缩机杋属容积型压缩机,工作原理和往
联合工作,而管网系统工况复杂多变。因此,经复式压缩机相同,它利用机腔内一对相互啮合的
常出现机组动不平衡、动静碰擦、喘振等故障
阴阳转子在机体内作回转运行,周期性地改变转
造成非计划停机,增加停产损失和维修费用
子每对齿槽闾的容积来完成吸入、压缩和排出三
个过程
吸气
吸气
图1双螺杄缩机气体流动方向示意图
螺杆压缩机内气体流动方间(如图1所示),吸齿轮,同步齿轮的速比与螺杆转子的速比相等。
气口及排气口两者几乎成対角线,但实际进排气阴、阳螺杆转子靠轴承支撑和同步齿轮厚薄片的
方位为上进上排形式。螺杆压缩机具有两个旋转调整来保证阴、阳转子之间,转子外圆与气缸体
转子(阳转子与阴转子)水平且平行地配置在气缸体之间以及转子端面与气缸端面之间均保持极小
内,支于进排气座的轴承上?。在阴、阳螺杆转子的间隙,工作时互不接触,不会摩擦也不需要润
上的排气端外侧装有止推轴承,承受由吸入和排滑。为了获得转子之间的间隙最小值,减小热膨
出压力差而产生的轴向推力。在吸入侧和排出侧胀对间隙的影响,气缸内腔喷入适量的凝缩油,
的轴承与螺杆转子之间设有轴封装置,在轴封装以控制因压缩而升高的排气温度,使原本绝热过
置靠近螺杆转子端充入氮气以防止轴承的润滑油
漏入气缸和气缸内气体向外泄漏。
作者简介:陈青松(1952~),男,教授级高级工程师,主要
阴、阳螺杄转子在吸气端外側均设置有同步负责设备管理及故障诊断工作
第12期
陈青松双螺杄压缩机故障诊断
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程基本趋于等温压缩过程,并有效地提高容积效统、密封系统、排污系统、控制系统等组成。其
率和绝热效率,从而减少功耗及降低噪音
中工艺气系统由吸气、压缩、排气系统及旁路系
2.2双螺杆压缩机组组成和主要设备技术参数、工统组成,各系统配备相应的安全保护控制系统
艺控制参数
润滑油系统设有粗油滤器、油泵、精油滤器、油
机组主要由螺杄压缩机、主电动机、工艺
冷却器、油分配器。
气系统、冷却水系统、喷凝缩油系统、润滑油系2.1主要设备技术参数
表主要性能指标
介质容积流量吸气压カ」吸气温度」排气压カ」排气温度轴功率转速
火炬气60m/ain_o-0.IPa
10~~45C
1. OMPA
80C
400R300aia
表2工艺控制参数
润滑油
凝缩油
循环冷却水
仪表空气
压力
温度
压力
温度
压力
温度
压力
温度
0.6~0.8MPa38~50C「0.2~0.4MP
≤40C
0. AMPA
≤28C
0.6NPa环境温度
振动故障特征、原因分析及解决措施
3.1振动故障特征
制氢车间螺杆压缩机组一直平稳运行,进入
2009年以来,机组振动烈度幅值稳中有升,一直
高居不下,同时伴有异常响声,近期来还有加劇
的趋势,监测中发现阳转子的吸气侧和排气側的
振动振幅都增大。振动烈度幅值(如表3所示),频
谱特征(如图2所示),轴心轨迹图(如图3所示)。
表3振动烈度列表单位:m/sec(RMS)
位置」压缩机排气口側
压缩机进气口侧
30-20-100102030
日期
水平
垂直
水平
垂直
图3轴心轨迹图
5月14
17.16
8.51
25.81
17.54
3.2原因分析及解决措施
5月11日「14.058.502.3214.48
从3.1振动故障特征分析可知,振动烈度幅值
5月04日13.90
8.46
20.93
有明显加剧的趋势,频谱图中主要由转子的啮合
4月21日「11.62
8.86
17.87
11.02
频率和工频组成,根据机组实际运行状况,很明
3月26日「10.70
17,75
11,77
显,双螺杄压缩机在频谱图中能量集中于工频和
2月08日
10.89
8.56
16.97
11.41
踮合颎率,并有突出的峰值,轴心轨迹似椭圆型
1月12日「10.02
16.20
10.98
(如图3所示),同时并伴有多个尖点出现,表明
寸,m
阴阳转子在啮合齿面发生磨损或点蚀,同时存在
动不平衡。
产生的原因可能有:
(1)压缩介质存在大量杂质,对面产生摩
擦
(2)同轴度偏差太大,造成转子在缸内窜
动,与吸、排气端面摩擦;
(3)止推轴承磨损或定位不好,对阴阳转子
的支撑力不够造成不平衡,从而引起转子的移动
产生齿面磨损
图2振动频谱图
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