尹峰

（山東鋼鐵集團(tuán)萊蕪分公司能源動(dòng)力廠，山東萊蕪271104）

D450離心式加壓機(jī)振動(dòng)超標(biāo)問題的處理

尹峰

（山東鋼鐵集團(tuán)萊蕪分公司能源動(dòng)力廠，山東萊蕪271104）

D450型離心式加壓機(jī)由于運(yùn)行過程中振動(dòng)增加，停機(jī)檢修清理葉片和更換電機(jī)，完成后機(jī)組運(yùn)行在35 Hz以上時(shí)水平振動(dòng)超過振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)，不能運(yùn)行，為此進(jìn)行現(xiàn)場振動(dòng)監(jiān)測，結(jié)合“波德圖”通過現(xiàn)場動(dòng)平衡試驗(yàn)，進(jìn)行配重，解決了振動(dòng)超標(biāo)的問題。

加壓機(jī)；振動(dòng)；波德圖；動(dòng)平衡

1 現(xiàn)狀

萊鋼型鋼區(qū)轉(zhuǎn)爐煤氣回收設(shè)備主要有8萬m3煤氣柜一座和D450加壓機(jī)2臺(tái)，AI1000加壓機(jī)2臺(tái)。當(dāng)前的運(yùn)行方式為：煤氣柜出口的轉(zhuǎn)爐煤氣，經(jīng)加壓機(jī)加壓后主要并入混合煤氣管道。該站3#轉(zhuǎn)爐煤氣加壓機(jī)為D450離心式加壓機(jī)，流量27000 m3/h（450 m3/min）；進(jìn)口介質(zhì)溫度40℃；工作介質(zhì)：煤氣；旋向角度逆向；電機(jī)功率160 kW；工作轉(zhuǎn)數(shù)2939 r/min。配套電機(jī)YBPT315L1－2；調(diào)頻范圍0～50 Hz。在1月3日進(jìn)行停機(jī)定修，主要進(jìn)行了電機(jī)更換，葉輪清灰等工作，完工后試車發(fā)現(xiàn)機(jī)組運(yùn)行在45 Hz時(shí)加壓機(jī)負(fù)荷側(cè)水平振動(dòng)嚴(yán)重超標(biāo)，初步分析葉輪清灰不均，隨后又拆開用高壓水槍進(jìn)行清洗，效果不明顯，見圖1。

2 監(jiān)測數(shù)據(jù)

萊鋼故障診斷中心現(xiàn)場采用DH5915多通道動(dòng)態(tài)信號(hào)分析測試系統(tǒng)進(jìn)行了啟停機(jī)試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)機(jī)組振動(dòng)在35 Hz以后迅速上升，監(jiān)測數(shù)據(jù)如表1。

參照國家GB-T 6075.3-2001第二組工業(yè)機(jī)器的振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)，該設(shè)備位于D區(qū)，振動(dòng)嚴(yán)重超標(biāo)，需及時(shí)停機(jī)處理。

圖1 D450加壓機(jī)設(shè)備圖

表1 監(jiān)測數(shù)據(jù)

3 振動(dòng)分析

振動(dòng)圖譜，見圖2、圖3、圖4。

（1）圖2階次譜分析：振動(dòng)成分以一倍頻為主，約占通頻值的90%。

（2）圖3波德圖分析：振動(dòng)隨轉(zhuǎn)速升高而增大；達(dá)到工作轉(zhuǎn)速后，振動(dòng)值和相位穩(wěn)定；水平、垂直方向相位差90°。

（3）圖4軸心軌跡分析：軸心軌跡近似圓形。

圖2 加壓機(jī)1#軸承頻譜分析

圖3 加壓機(jī)1#軸承啟機(jī)波德圖

圖4 1#軸承振動(dòng)中心軌跡

因此診斷為存在不平衡故障問題。

4 現(xiàn)場動(dòng)平衡

在工作轉(zhuǎn)速下40 Hz進(jìn)行動(dòng)平衡，具體操作及矢量圖原理如下：

（1）測量初始不平衡：轉(zhuǎn)頻40 Hz，轉(zhuǎn)速2400 r/min，該軸承水平振動(dòng)速度5.7 mm/s∠59.6°，見圖5。

圖5 不平衡響應(yīng)矢量圖

（2）繪制相位圖，初步確定平衡角度。

（3）根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行試重，以便確認(rèn)配重塊的反應(yīng)滯后角，見圖6。

圖6 試重后的不平衡矢量圖

通過在238°位置焊接55 g的配重塊發(fā)現(xiàn)不平衡矢量由原來的5.7 mm/s∠59.6°減小至4.3 mm/s∠8°，隨后根據(jù)平行四邊形法則繪制出該配重塊的反應(yīng)矢量，進(jìn)而得出其影響系數(shù)為0.082 mm/s/g∠50°，與通過波德圖估算基本吻合。

所需配重：5.7 mm/s/0.082 mm/s/g∠50°=69.5 g相位：59.6°-50°+180°=189.6°

與DH5925程序計(jì)算一致。

（4）去除原有配重后將進(jìn)行正式配重如下：

69.5 g∠190°，見圖7。

圖7 動(dòng)平衡矢量示意圖

加重后在轉(zhuǎn)頻40 Hz，轉(zhuǎn)速2400 r/min下：

不平衡矢量幅值相位1.7 mm/s∠70°，見圖8。

5 效果驗(yàn)證

波德圖見圖9。

振動(dòng)通頻值2.0 mm/s，位于B區(qū)，加壓機(jī)運(yùn)行狀態(tài)良好，可以長期運(yùn)行。

6 結(jié)語

通過本次現(xiàn)場動(dòng)平衡處理，解決了該加壓機(jī)振動(dòng)嚴(yán)重超標(biāo)問題，目前設(shè)備運(yùn)行處于優(yōu)良狀態(tài)，同時(shí)歸納了該類設(shè)備動(dòng)平衡的分析處理辦法，豐富了該機(jī)組的技術(shù)參數(shù)。

圖8 平衡后的不平衡矢量圖

圖9 平衡處理后的啟機(jī)波德圖

[1]ISO10816-3-1998（GB-T 6075.3-2001），振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)[S].

Treatm ent of Excessive Vibration in a D450 Centrifugal Com pressor

YIN Feng
(The Energy Power Plant of Laiwu Steel of Shandong Iron and Steel Group,Laiwu,Shandong 271104,China)

Vibration increased during the operation of a D450 centrifugal compressor. After shutdown the blades were cleaned and motor was changed,but when restarted the unit and operated above 35 Hz horizontal vibration still exceeded standard requirement and so the unit could not operate.On-site vibration monitoring and dynamic balance test were carried out and with reference to Bode diagrams weight counterbalance was performed,which solved the problem of excessive vibration.

compressor;vibration;Bode diagram;dynamic balance

TH877

B

1006-6764(2015)02-0064-03

2014－05－13

尹峰（1984－），男，2007年畢業(yè)于山東科技大學(xué)，大學(xué)本科學(xué)歷，工程師，現(xiàn)從事設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷工作。