白曉磊

摘要：RCA根原因分析法是一個(gè)結(jié)構(gòu)化的分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的工具，旨在定位問(wèn)題根本原因并最終使問(wèn)題得到解決。本文通過(guò)RCA根原因分析法對(duì)解吸氣壓縮機(jī)組汽輪機(jī)振動(dòng)波動(dòng)故障進(jìn)行了深入分析，列出所有可能導(dǎo)致振動(dòng)波動(dòng)的原因并逐項(xiàng)分析排除，最終找出故障的根本原因，從而有針對(duì)性的提出了解決措施。

關(guān)鍵詞：汽輪機(jī) 振動(dòng)波動(dòng) RCA

大慶煉化公司50000Nm3/h煉廠混合氣氫提濃（PSA）裝置是60萬(wàn)噸/年柴油加氫改質(zhì)裝置的配套裝置。解吸氣壓縮機(jī)K401主要作用是把PSA裝置解吸氣通過(guò)壓縮機(jī)輸送到瓦斯管網(wǎng)。該機(jī)組為PSA裝置的關(guān)鍵設(shè)備，一旦發(fā)生故障將影響PSA裝置正常生產(chǎn)。

該機(jī)組汽輪機(jī)采用的是由杭州汽輪機(jī)廠生產(chǎn)的型號(hào)為NG/32/25/0的背壓式汽輪機(jī)，并于2019年8月由杭汽進(jìn)行了擴(kuò)容改造。

解吸氣壓縮機(jī)K401汽輪機(jī)軸系振動(dòng)自2020年8月10日起多次出現(xiàn)振動(dòng)大幅度波動(dòng)，各點(diǎn)振動(dòng)均有明顯上升，其中9月3日波動(dòng)時(shí)四點(diǎn)振動(dòng)全部超過(guò)報(bào)警值，每次波動(dòng)后均在數(shù)分鐘后恢復(fù)。

在S8000在線監(jiān)測(cè)診斷平臺(tái)查振動(dòng)波動(dòng)前后頻譜結(jié)構(gòu)沒(méi)有發(fā)生變化，以1倍頻為主，但是1倍頻能量有升高，振動(dòng)回落后1倍頻能量也恢復(fù)。

現(xiàn)按照RCA根原因分析法列樹(shù)狀圖對(duì)故障原因進(jìn)行初步分析：

針對(duì)以上可能原因逐項(xiàng)進(jìn)行分析：

1、通過(guò)振動(dòng)趨勢(shì)可以看出四點(diǎn)振動(dòng)均有波動(dòng)，且不是陡升陡降的趨勢(shì)，同時(shí)從各測(cè)點(diǎn)GAP電壓來(lái)看，均在-9.2～-9.3V，且經(jīng)儀表復(fù)查，壓縮機(jī)振動(dòng)上漲的過(guò)程中儀表信號(hào)均正常有效，排除儀表故障原因。

2、查汽輪機(jī)振動(dòng)波動(dòng)時(shí)機(jī)組各運(yùn)行參數(shù)情況：

（1）汽輪機(jī)或壓縮機(jī)振動(dòng)波動(dòng)時(shí)，經(jīng)查記錄及歷史曲線圖，工藝未作調(diào)整，壓力、溫度、流量及轉(zhuǎn)速均未發(fā)生大幅變化，排除工藝波動(dòng)的可能性;且機(jī)組未進(jìn)行操作調(diào)整，不存在人為誤操作的情況;

（2）油膜渦動(dòng)和油膜振蕩發(fā)生時(shí)的現(xiàn)象為隨轉(zhuǎn)速的升高，渦動(dòng)頻率始終保持轉(zhuǎn)速一半的頻率，也稱半速渦動(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)速持續(xù)上升到一階臨界轉(zhuǎn)速的2倍時(shí)，渦動(dòng)頻率與一階臨界轉(zhuǎn)速重合，產(chǎn)生強(qiáng)烈振蕩也就是油膜振蕩，此后轉(zhuǎn)速繼續(xù)上升也將繼續(xù)保持一階臨界轉(zhuǎn)速的渦動(dòng)頻率，不再發(fā)生變化。但汽輪機(jī)振動(dòng)波動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)速穩(wěn)定，潤(rùn)滑油壓穩(wěn)定，特征頻譜為1倍轉(zhuǎn)頻，特征頻譜不符合油膜渦動(dòng)或油膜振蕩故障特征，排除油膜渦動(dòng)或油膜振蕩原因。

（3）如氣流激振發(fā)生時(shí)，密封及間隙動(dòng)力失穩(wěn)對(duì)機(jī)器工作的壓力及負(fù)荷變化很敏感，當(dāng)負(fù)荷和壓力達(dá)到某一閾值時(shí)，突然失穩(wěn)，發(fā)生強(qiáng)烈振動(dòng)，同時(shí)特征頻譜體現(xiàn)為﹤0.5×的次諧波（1）。但K401汽輪機(jī)振動(dòng)波動(dòng)時(shí)，機(jī)組負(fù)荷穩(wěn)定，轉(zhuǎn)速穩(wěn)定，且特征頻譜不符合氣流激振故障特征，排除氣流激振。

3、汽輪機(jī)拆檢情況：

（1）檢查汽輪機(jī)各部位間隙，不存在間隙超差的情況。

（2）檢查汽輪機(jī)各轉(zhuǎn)動(dòng)部件，不存在松動(dòng)情況。

（3）檢查汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子和軸承箱油封等部位，均未見(jiàn)明顯結(jié)垢或結(jié)焦情況。

（4）汽輪機(jī)蒸汽室、導(dǎo)葉持環(huán)及轉(zhuǎn)子存在多處氣封片斷裂、脫落、歪斜及摩擦痕跡。

（5）汽輪機(jī)速關(guān)閥前過(guò)濾器外部及過(guò)濾網(wǎng)上有碎裂的纏繞墊鋼帶和焊渣等異物。

結(jié)合以上情況分析汽輪機(jī)振動(dòng)波動(dòng)原因?yàn)椋?/p>

蒸汽內(nèi)細(xì)小雜質(zhì)穿過(guò)汽輪機(jī)入口過(guò)濾器，在高速氣流下打壞氣封片，雜質(zhì)與脫落的氣封片卡在氣封處，產(chǎn)生了動(dòng)靜摩擦，導(dǎo)致振動(dòng)波動(dòng)，當(dāng)雜質(zhì)與脫落的汽封片進(jìn)入到蒸汽管道時(shí)，汽輪機(jī)的振動(dòng)逐漸恢復(fù)正常狀態(tài)。

因該動(dòng)靜摩擦主要是局部輕度徑向摩擦和軸向摩擦，所以在頻譜中特征頻率依然以1×頻率變化為主，同時(shí)摩擦部位與軸振動(dòng)探頭距離較遠(yuǎn)，難以監(jiān)測(cè)到1/n×的頻率，這也符合波動(dòng)時(shí)的頻譜變化。

根原因確定：

綜上所述，引起此次K-401汽輪機(jī)振動(dòng)波動(dòng)的原因如下：

（一）直接原因

蒸汽內(nèi)細(xì)小雜質(zhì)穿過(guò)汽輪機(jī)入口過(guò)濾器，在高速氣流下打壞氣封片，雜質(zhì)與損壞的氣封片卡在氣封處，產(chǎn)生了動(dòng)靜摩擦，導(dǎo)致振動(dòng)波動(dòng)。

（二）間接原因

中壓蒸汽管道內(nèi)存在雜質(zhì)。

（三）管理原因

1、中壓蒸汽管道施工過(guò)程中質(zhì)量管控不嚴(yán)格，未對(duì)施工后的管道進(jìn)行檢查，導(dǎo)致焊渣及碎裂的纏繞墊片鋼帶進(jìn)入管道。

整改措施：

1、要求公司所有中壓蒸汽管道施工時(shí)要加強(qiáng)質(zhì)量控制，防止焊渣等雜物進(jìn)入管道。

2、每次汽輪機(jī)檢修時(shí)，打開(kāi)清理入口過(guò)濾器

結(jié)論：通過(guò)RCA根原因分析，真正找到了汽輪機(jī)振動(dòng)波動(dòng)的根本原因，提出的有針對(duì)性的整改措施可以有效解決該汽輪機(jī)振動(dòng)波動(dòng)的問(wèn)題，自本次檢修后汽輪機(jī)未再次出現(xiàn)振動(dòng)波動(dòng)，問(wèn)題得到圓滿解決。

參考文獻(xiàn)：

（1）旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷實(shí)用技術(shù) 中國(guó)石化出版社 楊國(guó)安編著