LNG氮气压缩机组轴瓦赶瓦故障

知识点：氮气压缩机组

1. 主要存在问题

金新化工富甲烷气提纯技改项目，LNG氮气压缩机2019年12月投运，氮气压缩机由于启停车比较频繁。

每次启停车压缩机的四个径向轴承测振点的振动值均发生递增性上涨，其中压缩机驱动端径向测振点VIA05264自初始开车振动值8μm上涨至今40.4μm见图1。

压缩机轴位移随开车次数逐年递增，从0.212mm上涨至0.284mm，使设备存在严重的安全隐患。

本次检修重点：压缩机平衡盘密封间隙、隔离气密封间隙、径向轴承、推力轴承、联轴器对中等部位的检查，以确保LNG氮气压缩机组的下一个周期的稳定运行。

总结主要问题有：

（1）由于LNG装置启停车较频繁，每次开车后压缩机四个测振点均有所上涨，每次停车过程中都会发生推力轴瓦瓦温上涨及轴位移异常变化情况，本次重点检查瓦块磨损情况；

（2）复测联轴器对中，排查压缩机振动上涨原因；

（3）压缩机停机后检查防踹振阀，阀门处发现大量碳钢铁削，本次大修检查一段、二段入口滤网，进一步压缩机叶轮是否损伤；

 

图1 LNG氮气压缩机大修前运行参数记录表

2. 检修前的准备工作

（1）备品、备件的准备。主要是梳齿密封、级间密封、轴瓦等，O型圈的准备等，量具和吊具的准备工作，专用工具的准备工作。

（2）检修任务书和检修方案的准备。提前熟悉作业流程，查找历史数据，明确重点问题，多次技术交底。

（3）检修施工协调。与作业人员进行细节交流，确保重要、关键环节的质量和检修进度。

一、压缩机

1. 压缩机主要性能参数（表1）

2. LNG氮压机大修数据记录表（表2）

 

LNG氮压机找正数据记录表（表3）

联轴器北侧调整垫片：1.63mm   南侧调整垫片：1.22mm 

 联轴器轴间距实测：646.85mm   设计值：646±1.6    合格

2MCL405转子径向跳动，端面跳动记录表（表4）

3. 发现问题和处理方法

（1）压缩机转子轴径、推力盘、径向轴瓦、推力轴瓦磨损

自2020年2月开车以后，每次开车压缩机支撑轴承四点振动均有上涨趋势，从9μm上涨至最近一次开车（5月21日开车）40.4μm，轴承可能为慢性损伤过程。

查调历史数据，在每一次停车过程中推力轴瓦跟随一段入口压力均出现推力瓦温瞬时上涨情况，因此可假设每一次停车过程中对机组轴承均造成过一次损伤，本次拆解压缩机轴瓦进行检查。

此次拆检轴承，发现压缩机轴承推力瓦、径向瓦轴径均出现不同程度磨损，见图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10。

处理方法：

（1）更换驱动端径向轴瓦（带瓦座更换），更换非驱动端径向轴瓦（只更换了瓦块，瓦座销孔有偏差，未使用），更换主推力轴承及副推力轴承（带瓦座更换，防转销新的比旧的高，防转销更换旧的进行使用），更换轴瓦后的尺寸详见数据表；

（2）压缩机转子轴径及推力盘进行外送修复，外送市区加工厂在车床上低转速进行光磨，光磨情况见图11，图12，图13，图14，修复完成后该转子进行回装使用。

 

从图3至图10，轴瓦磨损情况进行分析，轴瓦磨损为低速转动，并且油膜形成不好导致磨损，轴径及轴瓦有较深划痕，判断可能为润滑油介质中带有颗粒物导致轴径及推力盘磨损凹槽。

润滑油分析报告中机械杂质＜0.01，符合要求，但实际现场拆解轴承过程中发现细小颗粒杂质，本次清理油箱并对油品进行高压过滤。

（2）在2021年6月2日拆解防喘振阀门，阀门前发现大量碳钢碎片，可能一些细小金属杂质通过防喘振阀门及压缩机入口滤网进入压缩机内，对压缩机轴承及叶轮造成损伤，见图15，图16。

 

实际检查压缩机叶轮，发现只有一级叶轮入口处有轻微冲刷或颗粒撞击产生的缺陷问题，说明压缩机在工作状态下有部分杂质颗粒（碳钢碎片）进入压缩机内部，并去往后系统，见图15。

油箱内并未发现碳钢碎片等大颗粒杂质，因此排除碳钢碎片进入轴承箱体导致轴瓦磨损，本次大修对一段、二段入口过滤器进行检查，检查过程中发现少量碳钢碎片，滤网完好，清理后进行回装。

 

二、汽轮机（临时中修）

1. 汽轮机主要性能参数（表1）    

2. 检修背景

由于拆检压缩机过程中发现轴瓦及轴径出现损伤，判断汽轮机轴瓦和轴承可能也出现了损伤，因此对汽轮机进行临时性中修，主要检查汽轮机轴径及轴瓦磨损情况。

3. 检修主要数据(回装)瓦块测量数据

4. 发现问题和处理方法

压缩机径向轴承、主推力轴承出现轻微赶瓦，详见图1、图2、图3、图4、图5、图6

处理方法：

修复压缩机磨损的瓦块，刮磨瓦块后进行着色探伤，复测瓦块厚度，均符合设计要求，进行回装。

汽轮机轴径处磨损，见图7、图8

 

处理方法：

汽轮机轴径磨损较轻，现场进行磨砂后经质量组确认后回装。

 

三、问题分析与处理

1. 开车前后数据对比

经过本次大修，压缩机四个振动检测点对比大修前均有明显下降，最明显点压缩机排气侧轴振动VIA05264从40.4um P-P降至12.1um P-P，达到2019年12月最初开车振动值，压缩机主推瓦温度从85.7℃降至57.9℃，压缩机运行状态趋于最原始开车状态，机组振动及推力瓦温高问题得到良好的解决。

 

2. 问题分析

（1）调取LNG氮气压缩机每次停车过程中，主推瓦温上涨趋、轴位移较大，见下图。

8月12日压缩机再次停车，仍然存在轴位移、主推瓦温上涨问题。

 

   

8月12日停车记录图（1）

 

8月12日停车记录图（2）

从8月12日LNG氮气压缩机停车过程中可以看出，见8月12日停车记录图，停车过程中压缩机轴位移及推力瓦温跟随一段入口压力、防踹振阀门开度上涨。

轴位移停车过程中从0.04瞬间上涨至0.32，上涨0.28mm，涨幅较大，15分钟后随转速降低轴位移降低，压缩机入口压力持续近60分钟，很长时间后才降低，说明机组泄压较为缓慢，导致机组转子受力较大，可能会对压缩机组轴瓦造成一定损伤。

问题：压缩机停机过程中，排查压缩机出口放空管线较细（DN15），放空不及时，压缩机受轴向力较大，导致轴瓦损伤。

后果：经过本次大修轴瓦赶瓦、轴径磨损情况分析，可能是以上问题导致压缩机轴瓦、轴径磨损，如果不扩大放空管线的话，频繁启停氮气压缩机组可能会再次造成轴瓦、轴径磨损，轴振动上涨。

3. 处理方式

将放空管线更改增大后再次开车，解决了压缩机放空不及时导致转子受力较大再次损伤压缩机组。改造方案见下图。

 

附图

LNG氮气压缩机检修前后轴系图对比

 LNG氮气压缩机大修前截图（2021.05.24）

LNG氮气压缩机大修后截图（2021.08.09）

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