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空分膨胀发电机振动异常及处理

2025-04-13 53 上传者：管理员

摘要：针对空分膨胀发电机振动异常的原因进行分析，提出相应的解决对策，成功处理了运行过程中振动异常隐患，确保机组安稳长满优运行。

关键词：
主机头
电机驱动
膨胀发电机
膨胀机
齿轮箱
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1、概况

云南天安化工有限公司50万t/a合成氨装置配套52000m3/h空分装置,采用法国法液空技术｡膨胀发电机(简称膨胀机)为液体膨胀发电制冷,一是为空分运行产生冷量,二是膨胀发电节能降耗｡膨胀机采用Cryostar生产的LTG90/32型发电机,电机驱动端轴承型号为6218/C3/SKF,电机非驱动端轴承型号为6218/C3/SKF,现场安装示意图见图1,机组设计参数见表1｡

图1机组安装结构

表1机组设计参数

2、故障现象

该设备自2007年安装投运以来,2014年整机更换膨胀机备用主机头｡2021年装置大修时,对发电机进行检修及膨胀机更换整机运行,2022年5月7日巡检发现电机驱动端水平和垂直方向振动上涨并发出异响,见表2｡

表2电机驱动端振动

3、原因分析

3.1设备检修数据分析

2021年11月大修时,对膨胀机和电机进行检修,检修完成后于2021年11月28日开车运行至2022年5月｡在此期间,膨胀机､齿轮箱､发电机运行参数均正常,未有异常波动;同时,查阅2021年大修数据和检修过程记录,检修数据都在标准范围内,未发现异常｡

3.2工艺参数分析

通过UniformanceProcessStudioCore软件,对各工艺参数进行查证｡结果表明:膨胀机进口温度､膨胀机出口温度､膨胀机进口压力､膨胀机出口压力､齿轮箱运行转速及发电量都正常｡若日常运行过程中快速开关入口切断阀会导致流量波动,造成膨胀机和齿轮箱转速大幅降低,引起发电机振动异常[1-2],而通过工艺参数查证,未发现异常｡

3.3图谱分析

针对该机组振动异常采用BH550离线手持式巡检综合诊断仪组态,现场采集数据进行分析,结果见图2~图10｡

图2电机驱动端水平方向振动速度波形频谱

图3电机驱端水平方向振动加速度波形频谱

图4电机驱动端水平方向加速度包络图

图5电机驱动端垂直方向振动速度波形频谱

图6电机驱动端垂直方向加速度包络频谱

图7电机驱动端轴向方向振动速度波形频谱

图8电机驱动端轴向方向振动加速度波形频谱

图9电机驱动端垂直方向速度波形频谱

图10电机驱动端垂直方向加速度包络波形频谱

由图2~图4可以看出:电机运行过程中,转频占主要成分,2倍频次之;发电机在运行过程中,存在轻微的高频冲击信号,能量较小,未见明显轴承故障缺陷;包络谱中未见明显轴承缺陷故障｡

由图5可以看出:发电机4倍频较突出,且有2个较相近的频率占主导,形成明显拍振｡

由图6可以看出:未见明显轴承缺陷故障｡

由图7可以看出:频谱图中主要以转频及其谐波为主,且存在明显拍振现象｡

由图8可以看出:波形图中存在轻微高频冲击但能量幅值较小｡

4、故障判断

综上所述,该机组振动异常和声音异常的原因为:第一机组对中状态发生劣化;第二电机转子偏心产生不均匀的气隙､铁芯松动､风扇松动｡

5、解决对策及效果

2022年11月,利用装置消缺检修时,对机组对中进行复查｡结果表明机组对中数据均在设计范围内｡同时,对发电机进行外送拆检,复查转子旋转部件有无松动,发现非驱动端风扇螺栓松动及驱端轴承座左右偏心0.03mm｡通过紧固螺栓和校正轴承座处理,开车后振动恢复正常且声音正常[3-4]｡运行振动图谱见图9和图10｡

机组运行振动数据见表3｡对比表2､表3可以看出:通过以上一系列措施,成功解决了机组振动异常问题,取得了较好的效果｡

6、结语

在工业生产中,空分膨胀机作为关键设备,其稳定运行对整个生产流程至关重要｡此次针对云南天安化工有限公司空分膨胀机振动异常问题的研究,通过全面的设备检修数据分析､工艺参数分析以及图谱分析,精准找出故障原因,并采取有效的解决对策,成功恢复机组正常运行｡这不仅确保了装置的安稳长满优运行,避免了因设备故障可能导致的生产中断和经济损失,也为同类型设备的故障诊断与处理提供参考｡

参考文献:

[1]黄志坚,高立新,廖一凡,等.机械设备振动故障监测与诊断[M].北京:化学工业出版社,2010.

[2]美国石油学会.用于石油､化工及燃气工业设施的特殊用途联轴器:API671—2007[S].美国华盛顿:美国石油学会,2007.

[3]成大先.机械设计手册[M].北京:化学工业出版社,2017.

[4]杨国安.滚动轴承故障诊断实用技术[M].北京:中国石化出版社,2012.

文章来源:杨光俊.空分膨胀发电机振动异常及处理[J].氮肥与合成气,2025,53(04):48-51.