压缩机组态错误导致喘振的故障分析

一、 设备概述

产品气压缩机总貌如图1所示，从左至右依次为汽轮机，低压缸，高压缸：


产品气压缩机高压缸设计技术参数详见表1：

二、 故障现象

机组2016年10月16日启机时，高压缸平稳运行时振值在6μm ~10μm；2016年10月25日起，高压缸两端四通道振动值出现振动波动现象。

三、 故障分析

图2、图3为高压缸振动趋势图，自10月28日起高压缸振动值出现明显波动，且振动波动现象没有明显规律，振动波动时振值最高达23μm，虽然整体振值不高，但却是平稳运行振动的2倍，不利于机组未来长久运行。
图4~图6 为高压缸1X、2X、0.5X趋势变化情况，从各频率趋势情况看，1X、2X趋势稳定，0.5X趋势与振动波动现象相吻合。
图7~图10为高压缸振动值上升后的频谱分析图，从波形频谱图中可以看出，其振动值的波动现象主要以0.56X及其附近频率的上升为主，从频谱特征上分析可能与高压缸内腔中气流状态有关。
图11为高压缸两端轴心轨迹图，其轴心轨迹紊乱，并存在反进动现象，说明其振动上升时刻有摩擦现象发生。  
综合频谱及波动特征看，判断故障原因为高压缸内进气量偏低导致气流扰动，使转子动态失稳动静件发生碰摩。
根据分析判断的结果，第一时间与现场人员沟通，交流现场工艺情况，发现故障现象与现场DCS控制系统中显示的高压缸出口流量显示恰恰相反，目前高压缸流量明显高于设计流量值 如图12 图13对比所示。

高压缸设计参数，其设计流量为70830 Nm3/hr，目前流量83456Nm3/hr，明显大于设计值，实际工况显示 “超负荷”运行。但是高压缸的实际转速5421RPM，并未达到机组额度转速6016RPM；同时我方又进一步询问了现场的汽轮机蒸汽耗量等参数，均处于额定设计值以下。

同时综合故障特征频率，我方提出疑问怀疑现场DCS系统中压缩机出口流量数据存在错误，并明显高于实际流量。

四、 结论建议

综合频谱特征及现场工艺量情况，给出结论，判断压缩机高压缸振动波动现象由进气量不足、负荷偏低引起。
根据高压缸设计结构及相关气路布置图，提出将“防喘振阀四回四”阀门打开，将其开度缓慢提高至适当值，可解决目前振动波动情况。

同时在处理此事件时，我方怀疑该机组DCS上流量显示存在错误的问题，提高防喘振阀开度，压缩机流量值将继续升高，建议现场联系DCS控制系统厂家，重新设计校准该组态数据。

五、 故障处理

图14所示， 11月2日，现场人员采纳我方诊断建议，将“防喘振四回四阀”开度缓慢打开至20%后，其振动波动现象消失，整体振动幅值低于10μm。

图15所示，处理后，DCS显示流量增加至97850 Nm3/h。

后经现场负责人员反馈，该压缩机DCS控制系统中流量示数经与厂家联系重新核算后，的确存在组态错误，显示的流量值大约是实际流量的1.6倍。

审核人：奚成春