摘 要：介绍了离心式压缩机振动过大故障的诊断过程，用实例说明了借助振动频谱分析进行压缩机的故障诊断是非常有效的，对机组的维护和维修都具有指导意义。
关键词：转子 振动 监测 频谱 故障诊断
天津石化公司化工厂芳烃车间离心式压缩机C501是生产中的关键设备之一，系日本日立公司产品，4级离心式回转式驱动电机功率610kW，主机转子转速15300r/min，工作介质是氢气，气流量38066m3（标准）/h，出口压力11.32×105Pa，气体温度200℃。该机配有美国本特利内华达公司7200系列振动监测系统，测点有7个，分布如图1。测点A、B、C、D为压缩机主轴瓦径向位移传感器。测点E、F分别为齿轮增速箱高速轴和低速轴轴瓦的径向位移传感器，测点G为压缩机主轴轴向位移传感器。7200系列仪表可随时示出振动位移峰峰值，超过报警限时报警。
该机没有备份，全年连续运转，仅在大修期间可以停机检修，生产过程中，一旦停机将影响全线生产。该机功率大，转速高，介质是氢气，振动异常有可能造成极为严重的恶性事故，是公司重点监测的设备之一。
图1 C501压缩机测点
1．故障现象
化工厂于2000年5月中旬开始停车大检修，6月初经检测各项静态指标均达到规定标准。6月10日下午启动，投入催化剂再生工作，为全线开车做准备。再生工作要连续运行一星期左右，再生过程中，工作介质是氮气，这使得压缩机负荷大一些。压缩机启动后，各项动态参数如油量、压力、温度、油温、电流等都在规定范围内，机器正常工作，运行到6月12日上午，出现振动报警，测点D振动值越过报警限，在60-80 μm之间波动，测点C振动值也偏大，在50-60μm之间波动。其他测点振动正常。测点的振动值超差，说明设备存在故障，但是什么故障不得而知。依照惯例，设备应该停下来，解体检查，但因此会使再生工作停下来。
2．故障诊断
为此，用示波器观察了可测点的振动波形，特别是D点和C点的波形，其波形接近原来的形状，曲线光滑，但振幅很大，没有出现高频振动成分。用磁带记录仪记录下各测点的信号，对信号进行频谱分析，并与过去相应测点频谱信号进行对比，发现：(1)1倍频的振幅明显增大，测点D增大到原来的1.9倍，测点C增大到原来的1.7倍；(2)其他频率的振幅没有明显的变化，特别是1/3倍频，1/2倍频的附近，振幅依然很小，这排除了干摩擦和油膜自激振荡的可能性。
得出如下结论：(1)转子出现了明显的不平衡，可能是因转子结垢所致。(2)振动虽然大，但属于受迫振动，不是自激振动，并不十分可怕。（所担心的是发生油膜自激振荡和干摩擦）
由此做了以下处理：密切注意振动的状态，继续运行4-5天，直到再生工作完成，再做解体检查。
3.解体检修
6月18日催化剂再生工作完成后，解体检查发现压缩机转子及机壳流道上结垢十分严重，结垢最厚的达20mm左右，垢的主要成分是烧蚀下来的催化剂，第一级吸入口处约3/4的流道被堵，只剩下一条窄缝，与停机前的诊断结论吻合。清垢后安装复原，6月25日压缩机启动投入正常生产，至下一个检修周期压缩机工作一切正常。
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