离心压缩机试车异常振动的处理及原因分析

王俊

（沈阳鼓风机集团股份有限公司，辽宁 沈阳110869）

离心式压缩机在化工企业中属于核心设备，其对整个化工企业的运行发展，发挥出了极为重要的作用。因此一旦该设备运行出现问题，则必然给整个企业的发展带来严重的经济损失。所以，就必须要在对其进行机械测试，尽可能的在产品试验阶段发现机组问题，分析故障原因，采取相应措施加以排除，这项工作的开展就显得极为重要。

1 情况简介

该压缩机机组分为高压缸、中压缸和低压缸，各缸机组需要在厂内分别进行单缸机械运转试验。而低压缸机组型号为DMCL1304，为水平剖分结构机组。该机组在进行厂内机械运转试验时试车形式为：试车电机+ 试车变速机+ 产品低压缸（DMCL1304）机组。试车时转速由最大连续转速升至超转转速过程中，低压缸机组驱动端振动异常，幅值迅速上涨至75μm，振动超差联锁停车。

基本参数：机组的基本参数为：最大连续连续转速为4659rpm，跳闸转速为5125rpm，一阶临界转速为1962rpm。机组振动要求：最大连续转速时振动要求≯25.4μm。超转转速时振动要求≯最大连续振动+12.7μm。

2 第一次试车现象

在最大连续转速4659rpm 时机组驱动端1V1 振动为15.8um，稳定运行10 分钟后继续升高转速，当转速4659rpm 升转速至5000rpm 时，1V1 振动由15.8um 上涨至26um，继续提升转速至跳闸转速5125rpm, 此过程机组1V1 振动迅速上涨至75um，联锁停车，观察机组振动频率主频为工频，异常停车后，工作人员检查机组基础安装情况无松动，检查测振探头信号无异常，对机组转子进行盘车检查，转子旋转正常且无卡涩现象。

故障处理措施：

（1）打开并检查机组两侧可倾瓦轴承，瓦面均无明显研伤。

（2）转子各处轴径部位进行径向跳动检查，无问题。

（3）对转子两端电跳区进行检查，驱动端为4um，非驱动端为9um。

（4）对转子进行高速动平衡（单位mm/s）：

a.原始数据（转子不带当量联轴器）：

最大连续转速4659rpm：146°、1.2；38°、0.98

跳闸转速5125rpm： 125°、2.12；350°、1.2

b.最终数据（转子不带当量联轴器）：

最大连续转速4659rpm：108°、0.72；60°、0.51

跳闸转速5125rpm： 157°、1.04；79°、0.87

c.转子复校高速动平衡（转子带当量联轴器）：

最大连续转速4659rpm：173°、0.64；185°、0.66

跳闸转速5125rpm： 200°、0.98；205°、1.16

转子分别在不带当量联轴器和带当量联轴器状态下进行高速动平衡，通过数据显示，外激励对转子高速动平衡影响较小，因此，提高转子动平衡精度，改善转子整体平衡状态，转子整体动平衡去重200g。

3 第二次试车现象

在最大连续转速4659rpm 时机组驱动端1V1 振动为28.6um，稳定运行10 分钟后继续升高转速，升速过程中机组驱动端两点振动逐渐上涨，当转速升至4950rpm 时，机组驱动端两点振动同步出现上涨又下降的波动现象，振动由30um 到56um周期性升降波动，波动周期约3 分钟，继续升高转速至跳闸转速时机组联轴器侧振动联锁停车。

观察机组驱动端振动频率，主频为工频。调节机组进油温度、轴承油量对振动无影响。测量试车变速机壳振数据，要求不大于4.5mm/s，在转速4659rpm 实测数据（垂直/平行/轴向）如下：

（1）当机组振动在波谷时:小齿轮联轴器侧：8.2/7.9/7.4；小齿轮盲端侧：2.6/3.6/7.0；大齿轮盲端侧：7.4/7.3/7.1；大齿轮联轴器侧：4.2/3.1/8.7；

（2）当机组振动在波谷时:小齿轮联轴器侧：12.5/16.2/4；小齿轮盲端侧：4.1/4.6/4.0；大齿轮盲端侧：20.4/11.4/4.1；大齿轮联轴器侧：10.7/16.7/15.8;

故障处理措施：

（1） 实测联轴器靠近试车半联轴器部位的固有频率为87Hz。而机组的跳闸转速对应的频率85.48Hz，二者频率接近。确定联轴器中试车半联轴器部位存在共振情况。实测联轴器频率如下：

图1 测试试车半联轴器频率

图2 试车半联轴器端频率实测值为87Hz

（2）重新设计试车半联轴器结构，减少试车半联轴器重量，去掉联轴器过渡套结构，缩短联轴器整体长度，改善试车半联轴器与产品联轴器把合后整体固有频率情况, 避开跳闸转速下联轴器在整个轴系中共振频率。

图3 原试车半联轴器+联轴器过渡套结构

第三次试车现象：试车4 小时低压缸机组振动合格，机组最大振动16um。

4 原因分析

该低压缸机组的产品磨盘联轴器与试车变速小齿轮半联轴器尺寸存在差别，故设计联轴器过渡套将二者联接在一起，但却增加联轴器整体长度和重量，联轴器在整个轴系中存在共振情况，导致机组振动超差。

5 结论

影响机组机械运转试验时振动因素有很多，其中试车联轴器在整个转子轴系中的共振问题最难发现，因此在设计试车联轴器时，需要重点考虑设计因素如下：

（1）试车半联轴器总量和重心要尽量不大于产品半联轴器重量和重心。

（2）试车半联轴器+产品联轴器中间段+产品半联轴器的整体联轴器长度尽量不要超过产品联轴器整体长度。

（3）设计的试车半联轴器不满足上述情况之一，需要重新计算联轴器对转子外激励响应和联轴器对试车变速机齿轮轴外激励响应均符合要求，避开轴系共振区。