4MSGEP-5/30型氮气压缩机故障分析

黄 成

作者通联:宝钢集团八钢公司能源中心制氧厂 新疆乌鲁木齐市 830022

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1.启动故障

一台美国库珀（cooper）公司生产的氮压设备，型号4MSGEP-5/30，设计流量26000m3/h，压力2.1MPa。西门子电机，功率4500kW，额定转速2988r/min，额定电流300A。机组为四级，H形离心透平式压缩机，压缩机1、2级共用一齿轮轴，3、4级共用一齿轮轴，分别由增速机大齿轮驱动，大齿轮与电机之间用叠片式联轴器连接。

启动该氮压机，当日共启动两次，均为因第一级轴振高而跳车。仔细观察整个启动过程，发现在转速提升过程中，固态软启动柜的启动线性较差，能明显观察到两次转速停滞的过程，在软启动柜的控制下重新加速过程中，发生一级转子轴振动偏高联锁跳车。与cooper美国制造总部，西门子电机相关专业人员取得联系，决定将软启动柜启动值重新设置（降压70%、恒压65%、时间18″），并将第一级轴振启动跳车值设置由原先的2倍正常运行值，调整为2.5倍（125μm）。调整后，完成了启动过程，达到额定转速。机组满负荷后，除第四级振动值偏高外，其他各级均较正常。故此，做出软启动柜存在启动故障的判断，需对软启动柜进行仔细检查。

对固态软启动柜柜内所有电气元件进行检查，未发现任何异常。通过低压试验，发现软启动PLC控制恒压输出百分比，与实际电压输出存在较大偏差，导致压缩机启动过程线性较差，启动电流过大。对PLC内部程序进行优化，再次进行低压试验后，可满足启动条件。再次启动压缩机，启动过程线性较好。

2.第4级振动故障分析

鉴于初次设置的润滑油供油压力较设计值偏高，实际调整值0.2MPa，设计值0.16～0.18MPa，故将油压调整至0.16MPa观察其情况，各级振动变化不大，4级振动由34.7μm降低至33.8μm，振动值仍然偏高，效果不明显。因此认为，油压偏高仅为振动值偏高的次要原因。

经过对各方面可能引发振动值偏高的因素进行判断排除后，故障点最终集中在4级转子动平衡不良上。为准确测量氮压机的振动器情况，用Cameron Compression Systems所配采集器，对4级轴振进行频谱分析，4级振动在主机一倍频27774r/min时，振动值0.71mils即18μm。经过观察，机组在提升负荷的过程中，伴随着4级振动呈上升趋势。因此判断，4级转子动平衡不良是造成振动值偏高的重要原因。

3.转子动平衡校验

采取设备在线上动平衡试验，采用更换4级转子叶轮锁紧螺母及配重块的方法进行校正。此方法对生产无影响，可满足在设备达到满负荷运行情况下观察其振动值的目的，具有较高的实施意义。

4.处理效果

采用线上动平衡试验后，机组满负荷运行时，其各级振动值见表1。

表1 线上动平衡试验轴振情况 μm

通过表1可以看出，机组4级振动值得到改善，用采集器对4级轴振进行数据采集，分析频谱，4级振动在主机一倍频27774r/min时，振动值由18μm减至6μm。连续观察三天，无上升趋势。