案例
让成功经验可复制
1.机组信息
该压缩机由两缸离心式压缩机（低压缸和高压缸）和一台中压多级冷凝式汽轮机经齿式挠性联轴器串联组成，汽 轮机、高低压缸安装在同一钢底座上，整个机组采用集中润滑，润滑、密封、控制油共用一套油系统；低压缸为水平剖 分、两段压缩的6级离心式压缩机，高压缸为垂直剖分(内缸水平剖分)、一段压缩的7级离心式压缩机，级间密封均为迷 宫密封，轴封均为浮环密封，径向轴承为5块瓦的可倾瓦轴承，推力轴承为金斯伯雷轴承；汽轮机分内外缸且均为水平 剖分，轴封为迷宫密封，径向轴承为5块瓦的可倾瓦轴承，推力轴承为金斯伯雷轴承。旋向从驱动端看为顺时针。汽 轮机额定转速为11751r/min。其中，汽轮机、高压缸、低压缸振动报警门限均为45μm，汽轮机联锁停机门限为 110μm，高压缸、低压缸联锁停机门限为145μm；轴位移报警门限均为±0.5mm，联锁停机门限均为±0.7mm。
图1 轴系图
2.故障分析及处理过程
该机组于2024年01月20日检修完成后正式进行启机运行，起初运行时各设备振动良好，趋势较为平稳，但运 行至3月29日时，汽轮机四通道振动开始出现异常波动现象。
图2 汽轮机 振动趋势图
振动波动时间较为短暂，从振动波动至最高点再到振动值恢复正常仅1秒左右，波形存在明显尖峰状，频谱图 中存在较多噪声信号。在汽轮机振动波动时刻，压缩机高压缸多通道在同一时刻也存在同步波动的现象，其波形频 谱特征与汽轮机非常相似。
根据以往经验，判断此为轴电流放电引发的振动波动。发现异常后，第一时间通过电话及微信为用户预警。鉴 于该机组刚刚完成检修工作，且目前波动频次较低，机组可先关注运行。另外，由于该机组原始未安装导电刷，后 续若波动再频繁出现，建议可通过外接导线接地的方式进行引流。
图3 汽轮机 振动波动至恢复正常趋势图
图4 汽轮机振动波动时刻波形频谱图
图5 压缩机振动趋势图
机组在此状态运行两个月后，压缩机高压缸振动出现上涨现象，幅值累计上涨约15um左右，最高达到40μm。
图6 高压缸 振动趋势图
在此过程中，压缩机高压缸各通道的GAP电压值也出现了持续变化，变化方向为GAP电压的绝对值呈变大趋势，且 长周期观察轴心位置呈明显下降趋势。
图7 高压缸 GAP电压趋势图
图8 高压缸联端轴心位置图
根据振动趋势及相关图谱特征，综合分析可能为存在轴电流问题导致轴瓦磨损，使轴承间隙变大，造成振动上 涨。针对此问题，我们在用户微信群内进行了及时预警，并通过电话进行了沟通。鉴于轴电流放电问题已对轴承造 成了损伤，建议对机组采取临时外接导线的方式进行导电。并在机组运行期间可通过降低润滑油温度或提高进油压 力，增加油膜厚度，改善润滑条件，缓解轴电流放电对轴承的损伤。
图9 用户群内预警截图
随后用户现场对该机组轴电压情况进行了测量，轴电压值最高达到91.1V，表明确实存在轴电流放电的问题。随 后现场听取建议，采取临时外接导线的方式，使转子对地导通，以消除转轴静电电位。
图10 用户测量轴电压值及临时外接导线现场图片
3.故障处理后运行情况
在机组增加临时外接导线后，汽轮机、高压缸、低压缸各振动通道波动现象立即消失，振动趋势恢复平稳。后 续运行时，长时间观察高压缸各振动通道GAP电压趋势重新恢复平稳，振动也未再出现上涨现象。
由此轴电流放电问题已得到初步解决，高压缸轴承磨损也得到有效缓解。
图11 增加临时外接导线后汽轮机振动趋势图
图12 增加临时外接导线后低压缸振动趋势图
图13 增加临时外接导线后高压缸振动趋势图
4.机组检修处理情况
通过在线调整，机组成功坚持运行到检修周期。现场对汽轮机和压缩机各部轴承拆解，发现轴承表面的确存在 轴电流腐蚀的迹象。为避免该问题再次出现，用户决定在该机组汽轮机处增加导电刷装置，避免后续再次出现此问题。
总结：
轴电流故障具有以下鲜明特征：振动幅值较高，持续的振动波动，波动时间较为短暂，但通常会在多个通道上 同时显现，更为严重的是，强大的轴电流会击穿油膜，对轴瓦造成直接损伤。因此，早期发现并及时导出轴电流至 关重要，否则将对轴瓦造成不可逆的损害。长期存在的轴电流问题会导致轴瓦逐渐磨损，最终影响机组的正常运行 和使用寿命。现场控制系统无法采集到这些细微的轴电流变化情况，但是通过在线监测系统，我们可以及时发现并 识别出轴电流，从而采取相应的措施来避免潜在的损害，为科学设备管理提供有力支撑。
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