双螺杆压缩机转子振动监测与故障分析

韩风梅，戴风涛

（中国石油独山子石化分公司，新疆克拉玛依 833699）

0 引言

双螺杆压缩机是化工企业生产过程中的重要设备，在使用过程中出现振动异常的情况，对生产平稳运行造成不利影响，严重时甚至会损坏转子。某石化公司双螺杆压缩机为某公司制造生产的HS204/16536 型，电机驱动，额定功率370 kW，阳转子（主动转子）通过同步齿轮带动阴转子（从动转子）旋转，阳转子有4 个凸齿轮，阴转子有6 个凹槽，阴、阳转子外径相同，转子工作转速9400 r/min。

1 压缩机振动监测情况

2019 年5 月17 日2：54 左右，该机组压缩机测点XE23802Y发生波动，超标，最大幅值9.1 mm/s（图1）。

图1 双螺杆压缩机测点位置

（1）数据来源。压缩机振动数据采集系统是由某公司研发安装的在线监测系统S8000，传感器是电涡流传感器。

（2）参考标准。采用SHS01003—2004 石油化工旋转机械振动标准：15 kW≤功率≤300 kW，正常标准为≤2.8 mm/s，停机标准为>7.1 mm/s。

2 频谱图及其分析

（1）压缩机测点XE23802Y 振动趋势分析（图2）。从振动趋势图可以看出，压缩机测点XE23802Y 振值突然异常升高，后又回落至正常状态。

图2 压缩机测点XE23802Y 振动趋势

（2）压缩机测点XE23802Y 波形频谱图分析（图3）。该压缩机实际工况下运行转速为9400 r/min，运行频率为156.67 Hz。从振值异常波动时的波形频谱图上看，时域波形近似于正弦波，主要振动频谱为156.67 Hz，为压缩机工频，即1 倍频。

图3 压缩机测点XE23802Y 波形频谱

（3）单通道多特征趋势图分析（图4）。本次振值波动仅与1 倍频相关，频率分布无明显变化。

图4 压缩机测点XE23802Y 单通道多特征趋势

综上所述，分析认为该压缩机振值异常波动的主要原因是异物进入，造成压缩机转子动平衡瞬间被破坏所致。

3 分析结果验证

2019 年7 月该压缩机停机检修，解体，对转子进行检查发现，阳、阴转子表面均存在明显的啃咬痕迹，在阳转子的螺旋槽根部磨损，在阴转子的螺旋槽顶端磨损，磨损痕迹相吻合（图5，图6）。结合现场检修情况，可以确定阴阳转子间进入了异物。检查压缩机入口过滤网完好，进一步分析认为是入口过滤网后的入口端腔体杂质脱落，进入阴阳转子间造成的啃咬磨损。

图5 阳转子表面啃咬痕迹

图6 阴转子表面啃咬痕迹

4 总结

振动监测及故障诊断对设备运行维护起到了指导作用。通过振值变化结合谱图分析，可以快速分析出设备存在的隐患，更准确、更高效地判断出故障原因及类型。随着制造业装备水平的不断提升，通过数字化智能在线监控对设备运行状态进行监测与诊断，及时发现异常状况，降低设备故障率，这正是设备运行状态监控、预知性维修指导生产和维护的意义。