申大勇

（錦州石化公司設(shè)備研究所，遼寧 錦州 121001）

一、轉(zhuǎn)子不對(duì)中主要形式及故障特征

1.主要形式

轉(zhuǎn)子不對(duì)中主要形式包括兩種。一是轉(zhuǎn)子與轉(zhuǎn)子之間的聯(lián)接不對(duì)中，這主要反映在聯(lián)軸節(jié)的對(duì)中程度上，它既可在水平方向也可在垂直方向。不對(duì)中偏差包括角度不對(duì)中和平行不對(duì)中，實(shí)際上偏差往往在兩個(gè)方向上同時(shí)存在。二是轉(zhuǎn)子軸頸在軸承或軸瓦中的安裝不對(duì)中，即指軸承安裝歪斜、軸瓦徑向間隙大。兩種對(duì)中問題相互聯(lián)系，任何一種形式的靜態(tài)或動(dòng)態(tài)對(duì)中不良均會(huì)引起機(jī)器振動(dòng)。

2.故障特征

角不對(duì)中產(chǎn)生較大的軸向振動(dòng)，頻譜成分為一倍頻和二倍頻，還常見一倍頻、二倍頻和三倍頻都占優(yōu)勢的情況。平行不對(duì)中的振動(dòng)特性類似角不對(duì)中，但徑向振動(dòng)較大。頻譜中二倍頻較大，常常超過一倍頻，這與聯(lián)軸節(jié)結(jié)構(gòu)類型有關(guān)。軸承不對(duì)中將產(chǎn)生一倍頻、二倍頻軸向振動(dòng)，通過對(duì)中無法消除振動(dòng)。

二、診斷實(shí)例

在現(xiàn)場使用dataPAC1500數(shù)據(jù)采集器采集原始數(shù)據(jù)，采用相對(duì)振動(dòng)測試方法：氣壓機(jī)組轉(zhuǎn)子—電渦流傳感器—BENTLY3300二次儀表—數(shù)據(jù)采集器—PM軟件—計(jì)算機(jī)，組成預(yù)測維修系統(tǒng)進(jìn)行振動(dòng)故障診斷。

錦州石化股份有限公司一催化裂化裝置，該機(jī)組由兩部分組成，汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)離心壓縮機(jī)。機(jī)組測點(diǎn)布置圖如圖1所示。

1.故障特點(diǎn)

2006年5月氣壓機(jī)組大修后開車一直平穩(wěn)，7月12日機(jī)組的BENTLY振動(dòng)保護(hù)表幅值突然增加，汽輪機(jī)各點(diǎn)報(bào)警，但機(jī)殼上的振動(dòng)沒有明顯變化。汽輪機(jī)故障報(bào)警值為45μm，停車報(bào)警值為75μm。各點(diǎn)的振動(dòng)幅值見表1。7月12日測得C點(diǎn)、D點(diǎn)垂直方向譜圖分別見圖2、圖3。圖中光標(biāo)處所對(duì)應(yīng)的頻率為工頻轉(zhuǎn)速110Hz，其幅值分別為43.57μm、70μm，都是工頻占主導(dǎo)且總幅值均已超標(biāo)。在C點(diǎn)聯(lián)軸節(jié)處測得的機(jī)組軸心軌跡變化起伏較大，呈“8”字型，為典型的不對(duì)中信息。說明該處齒型聯(lián)軸節(jié)存在不對(duì)中問題。

表1 汽輪機(jī)軸振動(dòng)值通頻幅值 μm

2.故障診斷及處理措施

（1） 故障診斷

根據(jù)上述振動(dòng)特點(diǎn)和振動(dòng)頻譜特征分析得出以下結(jié)論：①雖然汽輪機(jī)各點(diǎn)報(bào)警，但汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子已做過動(dòng)平衡，因此汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子不存在動(dòng)平衡問題；②機(jī)組故障不是發(fā)生在汽輪機(jī)和離心壓縮機(jī)上，而是發(fā)生在齒輪聯(lián)軸節(jié)處；③汽輪機(jī)軸瓦振動(dòng)的工頻分量過大，表明軸瓦間隙過大；④聯(lián)軸節(jié)處對(duì)中不好；⑤齒輪聯(lián)軸節(jié)處的螺栓可能有斷裂，使不平衡量增加，振動(dòng)突然加大。

綜合上述分析結(jié)果，認(rèn)為汽輪機(jī)二次表振動(dòng)突然報(bào)警是由于齒輪聯(lián)軸節(jié)處有螺栓斷裂。為了不影響生產(chǎn)，減小因設(shè)備搶修所帶來的損失，機(jī)組在加密采集數(shù)據(jù)情況下繼續(xù)運(yùn)行。機(jī)組經(jīng)過一段時(shí)間的帶故障運(yùn)行，二次表和機(jī)殼上的振動(dòng)都呈上升趨勢。測得汽壓機(jī)組聯(lián)軸節(jié)兩側(cè)軸心軌跡圖都呈“8”字型，聯(lián)軸節(jié)處對(duì)中趨于惡化。頻譜圖只有工頻分量增加，說明不平衡量正在加大，應(yīng)停車檢修。

（2） 故障原因

8月13日汽壓機(jī)組檢修，發(fā)現(xiàn)齒輪聯(lián)軸節(jié)兩側(cè)已有五個(gè)螺栓斷裂，這是引起振動(dòng)過大的主要原因，同時(shí)汽輪機(jī)軸瓦有磨損。機(jī)組在對(duì)中不良的情況下運(yùn)行，由于螺栓預(yù)緊力過大，螺栓受到剪切力的作用，因此發(fā)生斷裂。齒輪聯(lián)軸節(jié)處的螺栓斷裂又影響了轉(zhuǎn)子的動(dòng)平衡，從而使機(jī)組振動(dòng)突然加大。另外，軸瓦間隙過大也是引起振動(dòng)加大的原因。

（3） 處理措施

檢修時(shí)對(duì)齒輪聯(lián)軸節(jié)的螺栓孔外沿進(jìn)行了倒圓處理。并調(diào)整了汽輪機(jī)的軸瓦間隙，軸瓦間隙由原來的130μm調(diào)整到100μm。

8月19日機(jī)組一次開車成功，各點(diǎn)振動(dòng)位移變化都在正常范圍之內(nèi)，運(yùn)行一直平穩(wěn)。2008年大修時(shí)把齒式聯(lián)軸節(jié)改換成金屬疊片式聯(lián)軸節(jié)，運(yùn)行至今沒有出現(xiàn)非計(jì)劃停車，實(shí)現(xiàn)了大機(jī)組的長周期運(yùn)行。