摘 要：国内某100万t/a乙烯装置裂解气压缩机运行期间,高压缸驱动端振动出现异常波动并逐渐增大,同时,还伴随着高压缸驱动端干气密封一级泄漏量增大。通过对轴瓦进油压力和进油温度进行调节,并进行状态监测分析等,确定压缩机高压缸驱动端异常振动是因该侧轴瓦处于不稳定状态以及机组负荷调整产生扰动的综合作用造成的。该异常现象还间接影响到高压缸驱动端干气密封的运行,导致其一级泄漏量增大。针对上述原因,采取提高油压、降低油温进而提高油膜刚度以及稳定压缩机运行负荷等在线处理措施,解决了压缩机振动异常问题,满足了安全稳定生产需求。
关键词：裂解气压缩机 不稳定状态 状态监测分析 干气密封 油膜刚度
裂解气压缩机是整个乙烯装置的“核心设备”,其运行状态直接影响到装置能否安全稳定生产和长周期运行。机组异常振动是影响此类大型转动设备安全运行的典型故障隐患。本文以某厂100万t/a乙烯装置裂解气压缩机为例,对机组出现异常振动的原因进行了分析,并提出了相应的解决措施。
该压缩机为三缸四段离心式压缩机,由沈阳鼓风机集团制造,型号为DMCL1204+2MCL1204+MCL907,有5个吸入口和4个排出口。其主要性能参数如下:额定转速4 488 r/min,额定功率60 114 kW,压缩机四段排出压力3.798 MPa,排出温度62.2 ℃,流量382 967 kg/h。该压缩机支撑轴承采用可倾瓦轴承,每个轴承由5个轴承瓦块组成,止推轴承型式为金斯伯雷型轴承,润滑油型号为Turbo S4 GX46透平油。轴封采用干气密封,配套汽轮机采用抽凝式汽轮机。
1 设备运行情况介绍
该乙烯装置于2022年1月大检修结束开工,裂解气压缩机运行平稳,振动正常值在19～20 μm之间。2023年9月,该压缩机高压缸驱动端振动开始出现小振幅波动;10月,振动波动加剧并出现连续波动,最大值达到40 μm;11月20日,高压缸MCL907驱动端干气密封一级泄漏量开始增大;11月29日,将驱动端进油压力由0.15 MPa调整至0.165 MPa,振动恢复平稳并保持该状态运行至12月1日,振动又开始出现波动;截至12月4日,干气密封一级泄漏量(标准状态,下同)已从16 m3/h上升至20 m3/h。该压缩机驱动端振动波动趋势如图1(a)～图1(b)所示。针对上述现象,现场采取了提高轴瓦进油压力、调整润滑油上油温度、更换放大器和延长电缆等多项处理措施,但是振动异常波动情况仍未得到有效改善。该压缩机振动值和干气密封一级泄漏量虽然距离联锁值较远,但振动值频繁波动处于不稳定状态,而且干气密封一级泄漏量逐渐增大且增速较快,若此振动值波动至89 μm或密封气泄漏量达到51 m3/h,机组则会联锁停车,此时,就需要对压缩机进行整体拆解检修,将严重影响乙烯装置的正常生产运行。
图1 压缩机驱动端振动波动变化趋势
2 异常振动原因分析
将裂解气压缩机高压缸驱动端振动测点VIA31322x/y与非驱动端VIA31321x/y电缆线对调并更换放大器和延长电缆,发现调换后仍然为测点VIA31322x/y振动波动大,由此可以首先排除仪表故障原因引起的振动问题。
通过对压缩机润滑油检测结果(见表1)进行分析可以发现,润滑油中各项指标均在合格范围内,由此可以确定,机组振动波动与润滑油品质无关【1】。
表1 裂解气压缩机润滑油检测结果
由第1节的运行情况介绍可知,11月29日,将高压缸驱动端支撑瓦支路油压由0.15 MPa提升至0.165 MPa后,振动立即收敛稳定,如图2(a)所示。12月4日,由于再次出现波动频繁的现象,因此,尝试提升油温观察波动变化情况。将油温由40 ℃缓慢提升至41.5 ℃,观察发现,随着油温的提升,振幅增大;再将油温随机缓慢降至39.5 ℃并将油压提升至0.17 MPa,波动频率立即降低,如图2(b)所示。由于增大油压和降低油温的作用都是增加油膜刚度【2-3】,因此可以确定,油膜刚度是导致异常振动的原因之一。
图2 调整油膜刚度前后压缩机驱动端振动波动趋势
此外,10月17日,提升压缩机负荷后发现,其振动幅度明显收敛稳定,如图3(a)所示;而12月14日时,负荷下降(5台炉运行,四段流量300 t/h),已收敛的振幅又开始增大,如图3(b)所示;12月15日,将负荷再次提升至正常负荷(6台炉运行,四段流量350 t/h),振动恢复至正常值 19～20 μm,如图3(c)所示。由此可以确定,机组运行负荷也是导致异常振动的原因之一。
图3 调整负荷前后压缩机驱动端振动波动趋势
图4(a)～图4(b)所示为高压缸驱动端x方向从6月到12月的振动趋势频谱【4-5】。由图4(a)～图4(b)可以看到:振动发生波动时,x、y两个方向同时出现反向的低频成分;同时,高压缸驱动端振动存在明显的工频2倍频成分,且幅值较高。高压缸驱动端2倍频明显较高的情况说明,高压缸存在对中不良和转子同轴度不良情况【6】。
图4 调整负荷压缩机驱动端振动波动趋势频谱
图5(a)～图5(b)所示为高压缸驱动端2024年11月的振动趋势频谱【7】。由图5(a)～图5(b)可以看到,3/4/5/6倍频均有上升情况,且在超低倍频(约0.019X,X为基频,等于转速除以60)附近存在上下波动现象。低频波动具有一定的随机性,低频成分在x、y两个方向上为反向关系,由轴心位置出现横向晃动的现象判断,引起低频振动的激振力可能来自于轴瓦瓦块的不稳定状态【8】。
图5 高压缸驱动端2024年11月运行的振动趋势频谱
综合上述分析可知:油膜刚度、压缩机负荷、高压缸存在对中不良以及轴瓦瓦块处于不稳定状态等因素的共同作用造成了高压缸驱动端的异常波动;其中高压缸对中不良使振动值增大并不是导致振动上下波动的原因,而油膜刚度的减弱、压缩机负荷变化以及轴瓦瓦块的不稳定状态是直接造成高压缸驱动端异常波动的主要原因。
3 解决措施及效果
针对上述导致裂解气压缩机高压缸驱动端异常波动原因,同时,结合压缩机现场运行情况,提出如下在线改进措施:
1) 对于高压缸存在对中不良造成2倍频增大的情况,运行状态下无法在线进行处理,鉴于其振动波动最大值为40 μm,距离报警和联锁值较远,可以暂时采取监护运行的方式,待压缩机停车检修时再检查高、低压缸之间的对中及联轴器安装情况。
2) 在设计范围内通过提高油压、降低油温的方式提高油膜刚度,以加强轴瓦运行的稳定性。
3) 尽量减少对裂解气压缩机进行大的负荷调整,避免因负荷波动导致轴瓦的不稳定状态加剧。
4) 对润滑油进行在线监测,防止其在轴瓦不稳定状态下出现局部高温,使润滑油变质甚至生成漆膜。发生异常情况时,应及时在线更换润滑油或者增加除漆膜设备【1】。
采取改进措施后裂解气压缩机高压缸驱动端振动趋势如图6所示。由图6可见,经过上述改进后,振动趋势变化趋于平稳,未出现大幅度波动,压缩机轴振动波动问题得到有效解决。
图6 采取改进措施后裂解气压缩机高压缸驱动端振动趋势
4 结论
结合轴瓦进油压力调节、进油温度调节、状态监测分析【7】等方法对裂解气压缩机振动波动原因进行深入分析,发现油压、油温以及负荷调整都会造成压缩机高压缸驱动端异常振动,而高压缸存在对中不良造成2倍频增大只是增大了振动异常波动幅度。通过负荷调整和超低频率波动现象可以确定,该侧轴瓦处于不稳定状态且机组负荷调整产生扰动的综合作用造成了压缩机的振动波动,可以采取提高油压、降低油温进而提高油膜刚度以及尽可能地稳定压缩机运行负荷等处理措施解决压缩机振动异常问题,保证持续稳定的生产需求。
李坤， 胡壮， 李海波， 余江海
【作者机构】 中化泉州石化有限公司
为了提升石化行业本质安全，保障石化企业“安稳长满优”运行，解决设备运行与检维修“卡脖子”技术热点、痛点、难点问题，提高石化企业设备管理完整可靠性，设备智能化运维、预知性维修和检维修水平，引领我国石化智慧运维与检维修行业发展新质生产力，中国化工学会于2026年6月10-12日在陕西西安举办“2026年（第七届）石油化工设备智慧运维与检维修技术大会暨展览会”（IOMT CHEM 2026）。
一、大会主题
加快构建现代化石化产业智慧运维体系·AI驱动预测性维护实现新跨越
二、大会主办单位
中国化工学会
三、大会联合主办
西安陕鼓动力股份有限公司
浙江鹏飞绝热安装有限公司
四、大会协办单位
中石研石化设备安全运维专家服务（中心）专委会
西安交通大学机械工程学院
北京化工大学机电工程学院-国家危险化学品生产系统故障预防与监控基础研究实验室
中机维协石油石化建安检维修分会
中国石化集团石油化工设备防腐蚀研究中心
中石化炼化工程集团洛阳技术研发中心
中国石油集团安全环保技术研究院有限公司炼化设备技术研究与服务中心
青海民族大学化学与材料科学学院
中石研石化设备安全运维服务（西安）有限公司
大连东方亿鹏设备制造有限公司
五、大会承办单位
碳索视界（北京）企业管理咨询有限公司
盛融华创（北京）能源科技发展有限公司
六、会议时间及地点
会议时间：2026年6月10-12日（6月10日全天报到）
会议地点：陕西西安（详见报到通知）
七、会议日程及报告
（一）会议日程
6月10日：大会报到
6月11日：全体大会
6月12日：全天分论坛
分论坛一：石化企业转动设备智慧运维与检维修技术论坛
分论坛二：石化设备密封、润滑与装置节能降碳改造论坛
分论坛三：石化企业腐蚀防护与管道罐区安全技术论坛
（二）报告安排
报告题目：高端装备智能运维——“抽血化验”实现故障溯源 报告人：雷亚国 西安交通大学机械工程学院教授/常务副院长 |
报告题目：先进润滑技术与实践前沿 报告人：何承厚 中国石油化工集团有限公司高级专家 |
报告题目：强化“监、检、查”作用，科学做好“维、管、修” 报告人：陈 轩 中国石油炼油化工和新材料分公司副处长 |
报告题目：石化载荷离心泵节能技术 报告人：熊建新 中国石油化工集团有限公司高级专家 |
报告题目：化工装备智能预测维护与健康监控关键技术及应用 报告人：屈定荣 中国化安全工程研究院有限公司首席专家、设备安全研究室主任 |
报告题目：数智化引领设备运维提质增效 报告人：赵 岩 中石研石化设备安全运维专家服务（中心）专委会常务副主任委员、中海石油炼化有限责任公司原安全总监 |
报告题目：陕鼓全生命周期系统解决方案服务介绍 报告人：西安陕鼓动力股份有限公司 |
报告题目：绝热工艺解析及效能评估 报告人：浙江鹏飞绝热安装有限公司 |
报告题目：精工细造赋能石化装备安全智慧运维 报告人：大连东方亿鹏设备制造有限公司 |
报告题目：炼油化工装置腐蚀防控技术现状与发展趋势 报告人：段永锋 中石化炼化工程集团洛阳技术研发中心副总经理 |
报告题目：大修管理专业化服务的现状与发展 报告人：上海安恪技术股份有限公司 |
报告题目：基于设备服役状态预测的预防性维护策略 报告人：王晓静 青海民族大学化学化工学院（曾任天津大学化工学院过控系系主任）院长/教授/博导 |
报告题目：降低泄漏与失效风险：机械密封隔离液解决方案分享 报告人：克鲁勃润滑剂（上海）有限公司 |
报告题目：螺杆筒体国产化助力大型挤压造粒机长周期平稳运行 报告人：都江堰市江宁机械有限公司 |
报告题目：AI赋能石化装置智能防腐：从精准预测到科学检修的实践路径 报告人：刘小辉 中国石油化工集团公司首批高级专家、中国石化青岛安全工程研究院原副总工程师/首席专家 |
报告题目：设备智能监测发展展望 报告人：李迎丽 中国石油天然气集团有限公司设备专家 |
报告题目：石油化工设备的“养生之道” 报告人：西安国联质量检测技术股份有限公司 |
报告题目：Si@SiC/Si@Si3N4材料在化工、石油行业中的应用 报告人：陕西新兴热喷涂技术有限责任公司 |
报告题目：石化关键装备智能监测检测与事故防控技术 报告人：王 峰 北京化工大学机电工程学院教授，国家危险化学品生产系统故障预防与监控基础研究实验室主任 |
|
报告题目：石化化工装置零泄漏密封、高效密封技术以及密封状态监测技术展望 报告人：孟 剑 中国石化青岛炼化公司正高级工程师/高级专家 |
报告题目：炼化装置工艺防腐蚀技术研究 报告人：佘 锋 中国石化工程建设公司正高级工程师/专业副总 |
报告题目：数字化转型下的转动设备智慧运维与检维修 报告人：王红超 山东东明石化集团有限公司炼化公司设备经理 |
报告题目：实时优化技术在炼油化工多单元协调优化及关键设备智能监测中的应用研究 报告人：赵 毅 中石化石油化工科学研究院有限公司正高级工程师/院专家 |
报告题目：ZERUST石油石化行业全生命周期防锈保护综合解决方案 报告人：北美防锈技术(上海)有限公司 |
报告题目：AI驱动TSI‑PHM融合技术与石化机组智慧运维实践 报告人：重庆川仪自动化股份有限公司 |
报告题目：再电气化驱动石化设备升级路 报告人：谢国学 中国石化工程部原首席专家 |
报告题目：双碳目标下化工设备的一些绿色节能技术 报告人：付大春 中国石油中国寰球工程有限公司北京分公司正高级工程师/动设备专家 |
报告题目：光弘科技声学成像技术在石化行业气体泄漏监测中的应用 报告人：惠州光弘科技股份有限公司 |
报告题目：RENK高效传动产品在石化旋转设备智慧运维和检修实践分享 报告人：韧客(上海)商贸有限公司 |
报告题目：设备润滑管理内容 报告人：马 彦 中石研石化设备安全运维专家服务（中心）专委会常务委员、设备润滑管理专家原中国兵器工业集团北方华锦集团设备部润滑油管理中心管理专家/原处长 |
报告题目：炼化装置停工大检修标准化实践 报告人：李家鹏 中海石油宁波大榭石化有限公司机械动力部高级工程师/副经理 |
报告题目：压缩机汽改电与行星齿轮调速技术 报告人：哈尔滨广瀚动力传动有限公司 |
报告题目：能源行业输电-电缆事故与安全防护措施应用分析及建议 报告人：广东安诺新材料科技有限公司 |
报告题目：石化电气化率提升有效途径 报告人：蔡玉田 中石化节能技术服务有限公司高级工程师/副总经理 |
报告题目：炼化企业设备完整性管理体系建设与风险防控实践 报告人：钱广华 中国石化天津分公司化工部正高级工程师/原设备专家 |
报告题目：石化关键设备润滑数智化长效管理（油液在线监测+旁路超微过滤除漆膜） 报告人：预维工坊(上海)物联技术有限公司 |
报告题目：新形势下腐蚀一体化管控与炼化装置长周期运行 报告人：刘雪梅 中国石油兰州石化分公司研究院（科技创新中心）高级工程师 |
报告题目：紫外光固化防护层适用性评价 报告人：张永强 陕西延长石油（集团）有限责任公司研究院正高级工程师/副所长 |
报告题目：精准定位严苛工况 筑牢设备防腐屏障 助力石化行业智慧运维高质量发展 报告人：江苏邦杰防腐保温科技有限公司 |
报告题目：无溶剂聚硅氧烷涂料介绍 报告人：深圳市易珑科技有限公司 |
报告题目：炼化企业防腐工程完整性管理与苛刻工况涂层选用 报告人：李晓炜 中石化炼化工程（集团）股份有限公司洛阳技术研发中心高级工程师/专业副总 |
报告题目：炼化及罐区管道检维修决策及可视化交互管理技术 报告人：崔凯燕 中石化（大连）石油化工研究院有限公司副研究员/主任师 |
报告题目：仪表设备大检修质量管理及技术要求 报告人：董殿臣 延长石油延安能源化工有限责任公司装备管理部副经理 |
报告题目：从传统检维修到智慧运维：WTPM体系下石化设备的全周期保障之路 报告人：岳建峰 万达控股集团有限公司技术装备部经理 |
报告题目：机电仪专业一体化管理与提升 报告人：谢施展 广东九丰能源有限公司高级工程师/工程技术总监 |
报告题目：化工行业设备全生命周期创新技术解决方案 报告人：淄博福世蓝高分子复合材料技术有限公司事业部 |
报告题目：炼厂节能降碳技术改造路径 报告人：薛小波 山东京博石油化工有限公司生产运营专家 |
报告题目：先进腐蚀电化学无损检测技术及其应用 报告人：赵 博 中国特种设备检测研究院正高级工程师/科创团队带头人 |
报告题目：化工企业可燃液体常压储罐区安全管理规范 报告人：孙新宇 中石化（河南）炼油化工有限公司副处长 |
报告题目：炼化行业大型机组检维修的难点与困境 报告人：崔钟续 中化泉州石化有限公司高级工程师/动设备专业经理 |
报告题目：试运期间突发事故与泄压罐泄压设施标准选择案例解析 报告人：任洪理 原中油工程建设公司阿布扎比公司ADCOP项目正高级工程师 |
八、参会注册
中国石化、中国石油、中国海油、国能集团、中化集团、国家管网、陕西延长、民营炼化企业及煤化工、罐区、码头、化工、氯碱、纯碱、磷肥、轮胎、精细化工生产企业设备部门管理与技术人员。（免会议注册费）
