Результаты контроля режимных параметров работы компрессора

Сравнить с данными руководства

Вывод: Параметры работы компрессора и показания контрольно-измерительных приборов соответствуют руководству по эксплуатации.

Вибродиагностика

Основная задача, которая ставилась при проведении исследований – выявить источники возбуждения колебаний, как в конструктивных элементах компрессора, так и в обвязке ступеней.

Цель исследований – определение путей по снижению уровня вибраций на трубопроводах обвязки данного компрессора.

Согласно плана работ по проведению вибрационного контроля были проведены исследования в три этапа:

- Исследования уровня вибраций при работе компрессора при перекачке азота (N₂);

- Модальный анализ – исследование собственных частотных характеристик конструктивных элементов и узлов компрессора;

- Иcследования уровня вибраций после ремонта компрессора при перекачке диоксида углерода (СО₂).

Эти исследования позволили определить наиболее проблемные узлы и агрегаты, как в самом компрессоре, так и в его обвязке. Результаты исследований приведены в акте № 5 от 14 августа 2007 г.

Контрольные точки замера вибраций приведены на рис. 1а и б.Данные точки выбирались согласно общих требований ГОСТ Р (ИСО 7919-1-99) Измерения в каждой точке осуществлялось в трех направлениях: Г- горизонтальное измерение, лежащее в плоскости, параллельной плоскости уровня установки агрегата; В – вертикальное направление - в плоскости перпендикулярной плоскости уровня; О- осевое направление - в плоскости совпадающей с осью вращения элемента или направлением движения элемента агрегата.

Рис. 1а Схема расположения точек по замеру вибраций на агрегате

Точки замера: 1,2 – подшипники электродвигателя; 3, 4 – приводной механизм пятикривошипный; 5 – 14 ступени компрессора с крейцкопфом; 15 – 17 – выхлопные коллекторы ступеней; 18 – 23 – фундамент.

Рис. 1 бСхема замеров на трубопроводах компрессораВ101

Точки замера: 1 – ресивер 1 ступени; 2 – опора ресивера; 3 – корпус теплообменника 1 ступени; 4 – опора теплообменника 1 ступени; 5 – ресивер 2 ступени; 6 – опора ресивера; 7 – корпус теплообменника 2 ступени; 8 – опора теплообменника 2 ступени; 9 – ресивер 3 ступени; 10 – опора ресивера; 11 - труба подвода к теплообменнику 3 ступени; 12,13 – корпус теплообменника 3 ступени; 14, 15 – фундамент теплообменников 3 ступени

В качестве примера на рис. 2а,б и в приведены результаты замеров виброперемещений (а), виброскорости (б) и спектр сигнала виброскорости в точке 7 компрессора В 101 после ремонта (таблице 3 акта № 5 от 14 августа 2007 г)

Рис 2 а – горизонтальные виброперемещения в левом блоке 1 ступени

Рис 2 б – горизонтальные виброскорости в левом блоке 1 ступени

Рис 2 в – спектр горизонтальной виброскорости в левом блоке 1 ступени

Результаты замеров вибраций приведены в таблице 1 - 3 акта № 5 от 14 августа 2007 г.

Из анализа результатов следует, что в некоторых элементах компрессора и его обвязке трубопроводов уровень вибраций превышает допустимый уровень установленный ГОСТ ИСО 10816 – 1- 97 (класс 3 – мощные первичные двигатели и другие мощные машины с вращающимися массами, установленные на массивных фундаментах, относительно жестких в направлении измерения вибраций) для агрегатов мощностью свыше 875 кВт - 4,5 мм/сек. Согласно РД 09 – 244 – 98 (необходимо полное название) по обслуживанию и контролю работы компрессоров данный компрессор относится к 4 классу, следовательно, предельно допустимым значением виброскорости для данного компрессора будет величина 7,1 мм/сек., а недопустимым – 18 мм/сек. В приведенных таблицах уровни вибраций, превышающие при измерении значение 7,1 мм/ сек в таблицах выделен полужирным начертанием, а превышающий уровень – 18 мм/ сек – красным цветом. Спектральный анализ проведен для всех сигналов записи уровня вибраций. Частоты, на которых зафиксированы амплитуды, значительно превышающие общий уровень носят название несущие частоты. Анализ несущих частот показывает, что для данного компрессора эти частоты связаны с частотой вращения коленчатого вала привода и срабатыванием клапанов цилиндров компрессора. В большинстве случает частота дискретна и составляет 6,25 Гц – оборотная частота вращения коленчатого вала и 12,5 Гц – частота колебаний газа выхлопа для I и II ступеней. Кроме того, на трубопроводах отмечаются частоты более высоких мод этих несущих частот.

Проведен модальный анализ по определению собственных частотных характеристик конструктивных элементов и узлов компрессора В 101 и трубопроводов его обвязки ступеней. Модальный анализ проводится следующим образом. Датчики измерения вибраций устанавливаются в тех же точках (рис. 1 а и б). Рядом с датчиком создается импульсная нагрузка (фиксированный удар молоточка) и осуществляется запись прохождения сигнала и возбужденных колебаний в теле или конструкции узла. Импульсная нагрузка приводит к возбуждению колебаний в конструкции агрегата на парциальных (близких к собственным колебаниям) частотах (принцип возбуждения колебаний в любом ударном или щипковом инструменте). На рис. 3а, и 3 в приведен в качестве примера сигнал импульсной нагрузки, зафиксированный в точке 7 компрессора В 101, рис. 3б - спектрограмма частот возбужденных колебаний данным импульсом, рис.3в спектрограмма частот возбуждения коллектора III ступени.

Рис. 3 а Импульсная нагрузка

Рис. 3 б Спектр колебаний цилиндра I ступени

Рис3 в Спектр колебаний коллектора III ступени

Проведенный модальный анализ показал, что собственные (парциальные) частоты конструктивных элементов и узлов компрессора В 101 и трубопроводов обвязки существенно выше несущих частот возбуждения,диапазон собственных частот лежит в зоне 850 - 2500 Гц. Следовательно, резонансное взаимодействие между частотами возбуждения колебаний и собственными частотами конструктивных элементов возможно только на их модах с 10 порядка (6,25 Гц – первая мода колебаний возбуждающей силы – 625 Гц – ее десятая мода).

Выводы:

Электродвигатель – состояние удовлетворительное.

Компрессор – состояние "ТРЕБУЕТ ПРИНЯТИЯ МЕР" - необходимо проведение мероприятий по обнаружению дефекта, усиление контроля. После ремонта и переход работы компрессора на диоксид углерода произошло незначительное снижение уровня вибраций на самом компрессоре.

Трубопроводная обвязка – состояние неудовлетворительное на 3 ступени. На 1 и 2 ступенях "ТРЕБУЕТ ПРИНЯТИЯ МЕР" - необходимо проведение мероприятий по обнаружению дефекта, усиление контроля. После ремонта компрессора и переход его работы на диоксид углерода произошло увеличение уровня вибраций в трубопроводах

Крепление агрегата к фундаменту – удовлетворительное.

РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Повышенный контроль работы компрессора, т.к. зафиксировано превышение допустимого уровня вибраций удовлетворительного функционирования (7,1 мм/сек) на поршневых группах I, II, III ступеней компрессора. Компрессор находится в зоне "ТРЕБУЕТ ПРИНЯТИЯ МЕР" - необходимо проведение мероприятий по обнаружению дефекта (дефектов), приводящего (приводящих) к повышенным вибрациям. Превышение по уровню допустимых горизонтальных и осевых вибраций указывает на значительный износ направляющих крейцкопфа, и поршневых втулок.

2. Снижение уровня колебаний давления рабочей среды на выходе из ступеней за счет применения дросселирующих диафрагм, устанавливаемых непосредственно на входе в коллектор выхлопа.

3. Ревизия и изменение конструкции крепления обвязки трубопроводов III ступеней компрессора. Для I и II ступеней обвязки трубопроводов величины колебаний достаточно велики и превышают допустимый уровень нормального функционирования. Трубопроводы "ТРЕБУЕТ ПРИНЯТИЯ МЕР".
Приложение 1. Список литературы

1. Мыслицкий Е.Н., Киселев Г.Ф., Рахмилевич З.З. Техническое обслуживание и ремонт поршневых компрессорных машин. М.: Химия, 1978. – 160 с.

2. Инструкция по эксплуатации - НП «Хальберштадтский машиностроительный завод», КБ Берлин. – 1.07.1975 г.

3. ГОСТ 23479-79. Контроль неразрушающий. Методы оптического вида. Общие требования.

4. РД 03-606-03. Инструкция по визуальному и измерительному контролю.

5. РД 38.13.004-86. Эксплуатация и ремонт технологических трубопроводов под давлением до 10,0 МПа (100 кгс/см2). М.: Химия, 1988. – 288 с.

6. ПБ-03-585-03. Правила устройства и безопасной эксплуатации технологических трубопроводов. - М.: Госгортехнадзор, 2004. - 152 с.

7. ПБ 03-582-03.Правила устройства и безопасной эксплуатации компрессорных установок с поршневыми компрессорами, работающими на взрывоопасных и вредных газах.

8. РД 09-244-98. Инструкция по проведению диагностирования технического состояния сосудов, трубопроводов и компрессоров промышленных аммиачных холодильных установок.

Приложение 2. Акт ВИК