程 勇，蘭 洋，王炎虎，王愛彪，劉 新

（中國(guó)石油天然氣集團(tuán)獨(dú)山子石化分公司，新疆克拉瑪依 833699）

1 機(jī)組概況

蠟油加氫裂化循環(huán)氫壓縮機(jī)組（圖1）C-1001 汽輪機(jī)，生產(chǎn)廠家為杭州汽輪機(jī)廠，汽輪機(jī)型號(hào)NG25/20（背壓式汽輪機(jī)），額定功率1264 W；額定轉(zhuǎn)速10 800 r/min；排氣壓力1.0 MPa，徑向軸瓦為單向旋轉(zhuǎn)五油楔可傾瓦，推力軸承為單向旋轉(zhuǎn)金絲伯雷軸承。

圖1 蠟油加氫裂化循環(huán)氫壓縮機(jī)組結(jié)構(gòu)

2 故障現(xiàn)象

該機(jī)組從2019 年4 月23 日23 時(shí)開始發(fā)生階段性波動(dòng)，最大振幅值高報(bào)52 μm，之后一直在20～48 μm 波動(dòng)，5 月15 日突然達(dá)到106 μm，相關(guān)部門決定緊急停機(jī)。裝置循環(huán)，對(duì)汽輪機(jī)進(jìn)行檢查，以排除故障，恢復(fù)安全生產(chǎn)。

3 故障分析

機(jī)組發(fā)生階段性波動(dòng)后，利用離線監(jiān)測(cè)儀器BH550，結(jié)合SG8000 在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，利用“殼振+軸振”“在線+離線”監(jiān)測(cè)方式，對(duì)設(shè)備振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行全方位捕捉，對(duì)設(shè)備故障部位進(jìn)行定位、定性和定量分析，以求最大化地縮小故障范圍，為檢修爭(zhēng)取先機(jī)。

3.1 波形頻譜分析

利用BH550 對(duì)汽輪機(jī)前后端軸承進(jìn)行監(jiān)測(cè)，分析汽輪機(jī)兩側(cè)軸承波形頻譜圖，發(fā)現(xiàn)波形存在輕微削波，頻譜為1 倍頻（圖2）。判斷轉(zhuǎn)子可能存在輕微碰磨。

圖2 汽輪機(jī)軸承速度波形頻譜

3.2 軸心軌跡分析（圖3）

圖3 聯(lián)軸器端和非聯(lián)端軸心軌跡圖（波動(dòng)時(shí)）

汽輪機(jī)振幅最大時(shí)，聯(lián)軸器側(cè)上升過程中為正進(jìn)動(dòng)，超過60 μm 后，1802AB 軸心軌跡存在反進(jìn)動(dòng)，轉(zhuǎn)子下沉過程中為正進(jìn)動(dòng)，低于30 μm 出現(xiàn)反進(jìn)動(dòng)。

非聯(lián)軸器端軸心軌跡無反進(jìn)動(dòng)，軸心軌跡為橢圓。聯(lián)軸器端存在反進(jìn)動(dòng)，軸心軌跡為上下橢圓。說明聯(lián)軸器側(cè)軸瓦間隙可能偏大，轉(zhuǎn)子回落過程中，和瓦塊碰磨產(chǎn)生反進(jìn)動(dòng)。

5 月2 日13 時(shí)14 分，汽輪機(jī)振幅波動(dòng)達(dá)到55 μm，軸心位置表明，非聯(lián)軸器端，轉(zhuǎn)子中心偏向1801A 探頭，波動(dòng)方向水平振動(dòng)，說明水平方向約束力較差；聯(lián)軸器側(cè)軸心位置，波動(dòng)時(shí)垂直往上抬升，波動(dòng)結(jié)束后向下回落。

波動(dòng)異常時(shí)，汽輪機(jī)前后軸瓦波形圖為純正弦波形，頻譜為1 倍頻。BH550 監(jiān)測(cè)聯(lián)軸器軸瓦端振動(dòng)波形圖同樣存在摩擦，頻率成分為1 倍頻。

4 檢修驗(yàn)證

停機(jī)拆檢后發(fā)現(xiàn)油擋有結(jié)焦現(xiàn)象，非聯(lián)端結(jié)焦尤其嚴(yán)重。汽輪機(jī)其他部件無明顯缺陷，非聯(lián)端油擋積碳嚴(yán)重，確定這是造成汽輪機(jī)振動(dòng)波動(dòng)的主要原因。檢測(cè)油擋間隙為0.25～0.30 mm，油封間隙符合檢修規(guī)程，但油擋齒間回油孔只有一個(gè)小孔，造成軸承箱內(nèi)的潤(rùn)滑油回油不及時(shí)，使油液在油封梳齒中積累，油液遇到汽輪機(jī)缸的高溫蒸汽而結(jié)焦，油封梳齒間結(jié)焦塊與轉(zhuǎn)子碰撞，引起汽輪機(jī)振動(dòng)波動(dòng)。

5 處理措施

（1）非聯(lián)端軸瓦油封按照檢修規(guī)程調(diào)整間隙，控制在0.30～0.35 mm，避免有微量積碳引起碰撞。

（2）將梳齒間的回油孔由2 mm 擴(kuò)大為4 mm，再增加2 個(gè)回油小孔，以加快回油速度。

（3）重新調(diào)整氮?dú)鈮毫?。氮?dú)鈮毫Φ淖饔檬窃谟头馀c汽輪機(jī)氣封之間建立一個(gè)氣封，其作用是阻止軸承箱內(nèi)的油液向外泄漏。停機(jī)前氮封壓力為0.08 MPa，據(jù)現(xiàn)場(chǎng)解檢分析，氮封壓力過大導(dǎo)致軸承箱內(nèi)的壓力過大，潤(rùn)滑油在壓力作用下沿軸向串至油封梳齒內(nèi)，潤(rùn)滑油液的增加導(dǎo)致結(jié)焦量的增大，查閱汽輪機(jī)檢修規(guī)程，氮封壓力應(yīng)為0.01～0.05 MPa，停機(jī)前氮封壓力為0.08 MPa，壓力偏大，效果很差。根據(jù)檢修規(guī)程此次檢修完畢后氮封壓力取其下限0.05 MPa，降低氮封壓力以減少油擋梳齒間的存油量。

（4）在油擋外面加裝擋熱板。改造前后油封回油孔見圖4。

圖4 改造前后的油封回油孔

6 結(jié)束語

針對(duì)蠟油加氫裂化循環(huán)氫壓縮機(jī)組振動(dòng)故障，利用BH550結(jié)合SG8000 在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，利用“殼振+軸振”“在線+離線”監(jiān)測(cè)方式，對(duì)設(shè)備振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行全方位捕捉，對(duì)設(shè)備故障進(jìn)行精確定位和定性，在檢修時(shí)對(duì)前期故障判斷進(jìn)行驗(yàn)證，同時(shí)做出了合理的技改措施，改造效果良好。此次故障為汽輪機(jī)運(yùn)行中不常見的故障，其故障診斷及處理措施為保證汽輪機(jī)正常運(yùn)行提供了一個(gè)有借鑒意義的思路。