案例
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1.机组信息
该机组型号为2D322-1498/11-57,转速为330r/min,轴功率950KW。容积流量为198Nm3/min,吸气压 力为1.05-1.15MPa(G),排气压力为8.7MPa(G)。机组总貌图及监测情况如下图:

图1 循环氢压缩机组总貌图
2.机组异常现象
该压缩机于2024年9月6日22:40分重新启机运行,运行至9月7日8:30分左右,二级气缸缸头振动加速度(峰 值)出现明显上涨迹象,至21:00左右该幅值由80m/s2持续上涨最高达到400m/s2,机组存在明显异常。

图2 二级气缸振动加速度趋势
对比振动上涨前和幅值相对较高时刻的角度域波形图,发现在80°和230°角度下冲击峰值能量有明显增加现 象,特别是在230°-260°区间,峰值明显上涨,冲击宽度也有所增加。结合键相初相点位置,此角度冲击对应为 二级气缸内侧进气阀开启时的冲击。

图3 二级气缸缸头角度域波形图(上涨前)

图4 二级气缸缸头角度域波形图(上涨后)

进一步查看二级十字头加速度峰值趋势,在同一时刻二级十字头振动峰值也出现了上涨迹象,幅值由10 m/s2上涨至40m/s2左右,幅值较缸头处振动变化量级相对较小,故可排查十字头组件相关部件断裂等严重损伤类故障。

图5 二级十字头振动加速度趋势
二级活塞杆沉降(峰峰值)趋势图中,在同一时刻幅值同样出现同步变化趋势,幅值由0.31mm变化至 0.38mm左右, 幅值变化同样较小,基本可排除活塞环、支撑环严重磨损、拉缸等故障。

图6 二级活塞杆沉降(峰峰值)趋势

图7 机身振动趋势
3.分析结论
机组异常现象总结:
(1)二级气缸缸头振动出现明显上涨趋势。
(2)角度域波形图中,对应80°和230°角度下冲击能量显著增加,冲击宽度也有所增加。
(3)二级十字头振动、活塞杆沉降峰峰值、机身振动等监测参数随之同步小幅变化。
(4)现场反馈机组运行过程中存在异响。
(5)一级气缸相关监测参数趋势相对较为平稳,幅值变化不大。
(6)综合机组振动相关监测参数趋势及图谱特征,分析该往复机二级气缸气阀出现了较大异常。建议尽早停 机对二级气缸内气阀进行检查、更换。

4.故障验证
随后现场于当晚23:30分左右停机,连夜对气阀进行拆解检查。拆解发现二级气缸内侧进气阀压阀罩铝垫破 损,碎片卡涩在气阀处造成进气不稳定,进而导致了机组振动异常及出现异响的问题。

现场对破损的铝垫及气阀进行更换后,机组于9月8日16:10分左右重新启机运行,二级缸头振动重新降低 至25 m/s2左右,趋势重新趋于平稳。

图8 二级气缸振动加速度趋势(检修前后对比)