SVK16-3S空压机异常振动处理

周艺军

作者通联：济钢集团鲍德气体公司 济南市 250101

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1.问题的提出

济钢气体公司集中空压机站使用沈鼓生产的SVK16-3S空气压缩机，该空压机为三级压缩，其额定流量15000m3/h、出口压力0.8MPa、入口压力0.103MPa（绝压），电机额定电压6kV、功率1800kW，控制系统采用GE VersaMax PLC控制系统，轴振动监测采用派利斯振动仪表，其控制盘与空压机本体一同安装在生产现场。上位监控采用IFix软件，PLC监控数据通过以太网通信与中控室上位计算机通信。该机2004年8月投产运行以来运行稳定，控制正常，但在近2年的运行过程中发生过几次原因不明的空压机振动联锁停车。停车后检查发现振动传感器间隙电压偏离8V（有时升高至15V、有时降低至4V），传感器安装及延伸电缆连接无松动，检查传感器有不规则磨损，更换传感器后，重新启动空压机能够稳定运行较长时间。从振动监测原理分析振动传感器与空压机轴瓦间应存在相对运动，传感器的安装不存在松动现象时只有轴瓦的振动可以导致传感器的损坏和监测参数的变化。空压机这种不稳定的运行状态成为影响安全生产的重大隐患。

2.分析处理

通过调取空压机运行记录观察，空压机振动基本正常。振动监测数值在10～30μm，无轴瓦振动报警信息。振动值突然升高的瞬间造成了空压机联锁停车。根据现象分析造成联锁停车最直接的原因有可能是传感器松动，延伸电缆与传感器、变送器间的连接松动，但检查发现传感器、延伸电缆及其他连接均无松动现象。

考虑到压缩机轴瓦与振动传感器之间的相对位置，认为有可能是空压机确实存在突然的振动升高造成了空压机的联锁停车，但空压机重新启动后运行正常且能稳定运行较长时间又与上述现象矛盾。为了排除干扰信号对空压机控制系统的影响，重新检查确认了GE VersaMax PLC控制系统的接地电阻（电阻＜4Ω）、屏蔽控制电缆接地良好，这使问题的解决陷入了困境。

进一步对空压机运行振动数据（表1）进行统计分析并绘制振动监测数据趋势图（图1）。

由图1可见，空压机运行在不稳定状态，且1～4级轴瓦振动仪表监测到的空压机振动具有很强的相关性，而空压机3、4级轴瓦振动表现得尤为突出，但振动值距报警设定值（1、2级轴瓦 47μm，3、4 级轴瓦 41.58μm）、联锁停车设定值（1、2级轴瓦61μm，3、4级轴瓦 58μm）较远，却突然达到联锁停车值使机组停车，重新启动空压机后又能稳定运行较长一段时间的问题仍没有得到很好的解释。为此反复检查3级、4级轴振动仪表，在对传感器的拆装过程中发现，在空压机静止状态下4级轴瓦振动传感器也有不规则变形。

表1 空压机轴瓦振动值 μm

图1 轴瓦振动趋势图

通过测量发现4级振动传感器安装孔与4级轴瓦振动监测面不垂直，处理该安装孔后振动传感器未发生不规则变形情况，振动监测正常。

根据振动监测情况对空压机3级叶轮进行更换，更换后空压机运行平稳未再发生3、4级轴瓦振动大幅波动的情况（图 2）。

图2 处理后轴瓦振动趋势图

3.结论

（1）空压机 4级轴瓦振动监测传感器安装偏差较大。由于设备制造的原因，位于减速箱上盖上的4级轴瓦振动传感器安装孔与减速箱内的空压机4级轴瓦振动监测面不垂直，当振动传感器通过该安装孔插入并将间隙电压调整到8V时，振动传感器的边缘实际上已经与轴瓦的监测面接触并造成了振动传感器的变形，空压机投入运行后由于温度及空压机振动的原因会使空压机传感器的磨损加剧，当空压机4级轴瓦振动增大时造成了传感器内部涡流线圈的损坏，并产生错误监测信号造成空压机突然联锁停车。

（2）空压机处于不稳定运行状态。考虑到空压机1～4级轴瓦振动监测数据具有很大的相关性，特别是3、4级轴瓦的振动监测变化较大，而3、4级轴瓦又在同一轴上，对空压机3级叶轮进行了更换。检修后空压机运行稳定，未再出现轴瓦振动大幅波动的现象。

（3）关注空压机主要运行参数的历史趋势，有助于及时发现运行异常。为便于操作人员及时观察设备运行状态的变化，通过Ifix上位监控软件添加了空压机主要运行参数的历史趋势记录，数据最长保留时间30天。

（4）关注空压机主要运性参数的变化率报警，及时发现运行异常。常规情况下，为保证设备的安全稳定运行，控制系统对于空压机关健运行参数设定上、下限报警和上、下限停车联锁，当设备运行偏离正常状态达到设定值时控制系统才发出报警或联锁停车信号。通过此次故障的处理，为了及时预警设备运行状态的变化，对关键运行参数增加了变化率报警，即：在监测范围内即使远离上下限报警设定值，在一定的时间范围内参数的变化超过设定值也发出报警信息，提示操作人员注意并采取必要的措施。

通过上述工作的完善，有效地提高了设备运行的稳定性，确保了生产安全稳定运行。