激光对中技术在设备轴对中的应用

帕哈提·赛买提，希林古丽·阿尔肯，肉鲜古丽·阿不都吉力

（新疆油田公司采气一厂，新疆克拉玛依 834000）

0 引言

往复式压缩机和导热油循环泵在天然气生产过程中扮演着重要角色。新疆油田公司采气一厂共有21 台天然气压缩机，14台导热油循环泵。仅2018 年，各类动设备故障维修累积40 余次。其中渗漏、异响等基础性问题居多，导致设备非计划停机，给天然气的增产稳产带来一定影响。大部分故障均与动设备的不对中有着直接的联系，若能做好动设备的对中监测以及校准，可以在很大程度上降低机泵故障率，消除生产过程中的安全隐患。通过引进激光对中仪，并应用到动设备轴对中监测，排查轴对中存在的偏差，并按仪器指定方法和参数予以精准调校，提高设备对中精度，降低设备故障率，提高设备运行效率。

1 设备对中的必要性

动设备通过联轴器将不同机构中的主动轴和从动轴牢固地联接起来一同旋转，并传递运动和扭矩，通过刚性联轴器和挠性联轴器实现连接。如电驱往复式压缩机，热媒泵等动设备，如图1 所示。动设备运行状况除了与工艺状况直接相关外，还与安装质量、检修质量有着密切关系。经验证明，相当多的机械损坏是由于对中不准造成的。对中是减少机器损坏，防止和排除突发故障及减少维修时间的重要环节。

联轴器对中不良会造成设备轴承过早损坏、联轴节摩擦增大、运行异常振动异响等问题，降低设备的运行效率，提高设备运行成本，缩短设备使用寿命。此外，对中不良会对转轴密封性产生严重影响，而更换密封件的费用有时可达到购买设备价格的20%。

联轴器对中是借助专用工具和仪器，通过合理方法，使两轴达到预先设定的相互关系的过程。目的是使两转动轴在正常工作状态（一般是指热膨胀到位）时处于同一轴线上，降低设备振动和噪音等级，减少轴弯曲，保持适当的轴承内部间隙，减少联轴器的磨损，消除周期性疲劳导致的轴故障，以保证设备平稳运行，不发生振动，减轻轴承的非正常磨损。

设备安装或运行过程中，联轴器存在同轴度偏差或称“平行偏差”和平行度偏差或称“角度偏差”，也有可两种偏差同时存在的偏差，图2 为完全对中、平行偏差、角度偏差以及完全偏差示意。

图1 联轴器对中示意

图2 对中偏差分类

若设备联轴器分别在对中良好和对中错位的情况下运行一段时间，运行中除了振动、异响外，联轴器处的发热情况也大不不同。

2 激光对中仪原理及在设备对中的应用

激光对中仪是一种先进、高效的设备对中仪器，近年来国内不少石油化工企业都已采用激光对中仪对机械设备进行安装和检修。激光对中测量系统包括4 个部分：测量靶、夹具、主机、信号线。其原理完全遵循单表法测量原理，只是将百分表换成光电位置传感器，而表架由无挠度的激光束代替，在采气一厂设备轴对中操作中得到了很好的应用。

以电驱压缩机轴对中为例，结合不同对中质量下的设备故障率、振动值以及相同设备对中前后的故障率、关键部位振动值等，分析激光对中仪在气田生产中的实际应用以及设备对中的重要性。

采气一厂X 天然气处理站有3 台YB2-225M2-2 热油泵和3 台V-3/6-65 型电驱压缩机。2018 年，V-3/6-65 型压缩机进行了10 次故障处理，故障大致分为机体或汇管振动较大、密封元件渗漏、压缩缸漏气以及气阀损坏。经过现场分析，这些故障中，振动较大、密封元件渗漏都与机体不对中有直接关系。根据2018 年上半年机泵维修统计，2#V 型压缩机维修了3 次，而3#V 型压缩机在2014 年上半年仅进行了一次维修。

3 结论及建议

动设备轴对中偏差主要由制造偏差、安装偏差以及热膨胀等原因造成。在设备运行过程中，超负荷、工况变化剧烈、高温高转速下连续运转，联轴器尤其是橡胶材质联轴器会发生错位，轴系扭矩发生较大变化，使联轴器对中偏差加大。在设备调试维护过程中，地脚螺栓未紧固到位，或者调校过程中未进行地脚调校也会造成后期对中偏差，不及时发现并处理，随着设备的运行，会加剧机器的振动、轴承的磨损、密封件失效等故障。

相对于传统轴对中方式，运用激光对中仪，借助激光束对中避免了挠度对对中精度的影响，减少了工具、人为因素对对中工作的影响。对中精度高，安装过程判断直观，对中情况及支脚调整量在屏幕直接显示，减少了复杂的计算，提高了安装维护效率。

通过激光对中仪在采气一厂气田生产中的应用，总结出以下注意事项：

（1）旋转机械首次安装时，必须考虑机泵的对中情况。机泵基座设计、施工时，要做到精细、精确，因为基座一旦浇筑混凝土成型，很难在联轴器的垂直方向上进行对中调整（尤其是电机基座过高的情况下）。

（2）旋转机械维修后需对电机进行垂直方向和水平方向上的对中调整，一般先调整垂直方向，再调整水平方向，因为垂直方向上的调整一般不会影响到水平方向的调整结果。

（3）定期对旋转机械进行巡检，发现异常及时停机检测、排除故障。

（4）激光对中、振动测试、红外热成像等技术综合使用，初步判断设备对中情况，提高对中精度。