长输管道压气站天然气离心压缩机的振动监测与故障诊断

【摘要】：随着社会经济的发展,天然气作为一种相对洁净、高效的能源在工业、民用等各方面得到越来越广泛的应用。天然气的输送方式相较于煤炭等其它能源产品来说比较单一,多采用管道输送。天然气长输管道的建设也随之蓬勃发展,目前我国天然气管道总长度已达数万千米。压气站是天然气长输管道中不可或缺的核心单元,离心式压缩机在其中发挥了极其重要的作用。以陕京天然气管线为例,从建成至今,已建设了8座压气站,安装了30余台离心式压缩机组。管线内的天然气通过压缩机进行加压增加动能以克服管道摩阻,从而实现了跨越上千公里的长距离输送。压缩机作为旋转设备,需要不间断地连续运行,以此来保证管道天然气输送的连续性。而旋转设备在运行中不可避免地会发生各种各样的故障,如何对压缩机的运行状态进行实时监测,是现场运行人员需要考虑的首要问题。为保证输气任务的顺利平稳,对压缩机的状态监测就十分重要。通过安装监测设备、采集状态信号并应用自动化系统对其进行分析处理,对压缩机振动等参数进行实时监测与分析,可以及时掌握压缩机运行状态,对机组隐患提前感知并做预防性维护,对机组故障进行准确分析与处理。本文主要介绍振动监测的原理与故障诊断的基础知识,并结合现场运行实例说明压缩机振动监测的重要性。以理论与实践相结合的方式讲述了状态监测的可靠性与必要性,并对现场状态监测、分析的方法进行探讨,以期引起压缩机运行人员对状态监测的重视、了解并掌握状态监测的手段,来加强状态监测,保证压缩机的安全、平稳运行。 【关键词】：离心压缩机 振动 监测
【学位授予单位】：中国石油大学(华东)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TE974
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 绪论10-13
• 第二章 陕京管线离心压缩机应用情况13-21
• 2.1 离心式压缩机结构原理13-15
• 2.2 离心式压缩机的特点15-16
• 2.3 离心式压缩机的性能参数16-19
• 2.3.1 压缩机的功率16
• 2.3.2 马赫数16-17
• 2.3.3 运行期间关注的参数17-19
• 2.4 陕京天然气管线离心式压缩机应用情况19-21
• 第三章 天然气增压离心压缩机振动基础知识及故障机理21-34
• 3.1 振动简介21
• 3.2 振动的基本要素21-22
• 3.3 离心式压缩机振动的基本特征22-23
• 3.4 离心式压缩机常见的机械故障23
• 3.5 压缩机常见的机械故障分析23-34
• 3.5.1 转子不平衡23-24
• 3.5.2 转子不对中24-25
• 3.5.3 轴承油膜失效25-26
• 3.5.4 压缩机喘振26-28
• 3.5.5 压缩机齿轮箱齿轮故障28-30
• 3.5.6 滚动轴承故障30
• 3.5.7 典型振动故障分析与识别30-34
• 第四章 天然气离心式压缩机振动信号的采集与处理34-41
• 4.1 离心式压缩机振动监测的基本概念34-35
• 4.1.1 转速34
• 4.1.2 键相测量34
• 4.1.3 轴位移34
• 4.1.4 轴振动34
• 4.1.5 轴瓦振动34-35
• 4.2 测量用传感器35
• 4.2.1 电涡流传感器35
• 4.2.2 速度传感器35
• 4.2.3 加速度传感器35
• 4.3 信号采集方法35-36
• 4.4 数据处理方法36-41
• 4.4.1 正常监测流程37-38
• 4.4.2 起停机监测流程38-39
• 4.4.3 振动量39
• 4.4.4 过程量39
• 4.4.5 工作模式39-41
• 第五章 石家庄压气站压缩机振动监测数据分析实例41-50
• 5.1 石家庄压气站机组振动测点分布图42-44
• 5.2 石家庄压气站机组控制参数44-47
• 5.3 石家庄压气站机组振动趋势分析47-50
• 5.3.1 电机前后轴承四个通道近3个月的振动趋势图47-48
• 5.3.2 电机后X通道波形频谱图48
• 5.3.3 齿轮箱高速轴四个通道通频振动趋势图48-49
• 5.3.4 压缩机四个通道的通频振动趋势图49-50
• 第六章 陕京管线压气站压缩机故障诊断处理实例50-61
• 6.1 问题的发现50-52
• 6.2 故障的处理过程52-61
• 6.2.1 现场外部检查处理52
• 6.2.2 齿轮箱解体检查52-55
• 6.2.3 损坏部件修复55-56
• 6.2.4 压缩机复装56-57
• 6.2.5 故障原因分析57-58
• 6.2.6 机组启机试运58-59
• 6.2.7 总结59-61
• 结论61-62
• 参考文献62-64
• 致谢64

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