一、前言
大慶油田一臺型號為VF-2.4/4-240的往復式壓縮機，電機功率150KW，轉速為980RPM/Min，公稱容積為2.4 m2/min，工作介質為天然氣，吸氣壓力:0.4Mp,額定排氣壓力24Mp。壓縮機的結構布置如圖1所示。
圖1 壓縮機的結構布置圖
該壓縮機自從2007年1月5日安裝后，壓縮機的振動一直很大，直至2009.5機組因振動超標導致管線破裂停機，在此期間曾對機組同心度進行調整，并更換壓縮機的曲軸、刮油環、活塞桿、密封填料和氣缸等部件，且返廠整修，為機組增加橡膠墊片，開機運行，機組的振動值仍然達到60mm/s。針對這一情況，于2009年大慶油田有限公司委托對該往復式壓縮機進行全面的系統的振動檢測和故障診斷分析。
二、開機前“敲擊試驗”診斷測試
根據客戶提供的情況，首先在機組停機的狀態下,對其底座、缸體、支架等部位進行“敲擊試驗”測試，以確認各個測點的自然頻率。如圖2所示。
一、前言
大慶油田一臺型號為VF-2.4/4-240的往復式壓縮機，電機功率150KW，轉速為980RPM/Min，公稱容積為2.4 m2/min，工作介質為天然氣，吸氣壓力:0.4Mp,額定排氣壓力24Mp。壓縮機的結構布置如圖1所示。
圖1 壓縮機的結構布置圖
該壓縮機自從2007年1月5日安裝后，壓縮機的振動一直很大，直至2009.5機組因振動超標導致管線破裂停機，在此期間曾對機組同心度進行調整，并更換壓縮機的曲軸、刮油環、活塞桿、密封填料和氣缸等部件，且返廠整修，為機組增加橡膠墊片，開機運行，機組的振動值仍然達到60mm/s。針對這一情況，于2009年大慶油田有限公司委托對該往復式壓縮機進行全面的系統的振動檢測和故障診斷分析。
二、開機前“敲擊試驗”診斷測試
根據客戶提供的情況，首先在機組停機的狀態下,對其底座、缸體、支架等部位進行“敲擊試驗”測試，以確認各個測點的自然頻率。如圖2所示。
圖2 “敲擊試驗”測試圖
根據“敲擊試驗”測試結果，經計算，發現機組存在的32.5HZ自然頻率及其諧頻正好與壓縮機旋轉工頻的2倍重合，據此，懷疑機組是否存在32.5HZ處的共振頻率。
三、開機時“升速試驗”診斷測試
在壓縮機啟動過程中，對機組進行“升速試驗”測試，以確認機組在不同轉速下的振動情況。如圖3所示。
圖3 “升速試驗”測試圖
根據“升速試驗”測試結果，如上圖所示能明顯看出，機組存在2倍工頻的振動變化趨勢，但在800rpm/min時，機組的振動趨勢明顯變小，據此，懷疑機組在2倍工頻處存在共振的現象。
四、正常運行時的數據采集
在壓縮機正常運行時，對機組進行振動數據的采集，以確認機組存在的潛在故障。如圖4、5所示。
圖4 3級氣缸垂直方向頻譜圖
圖5 4級氣缸垂直方向頻譜圖
從圖4-5可以看出，振動主要以二倍工頻為主，且振動總值達到67.83mm/s,根據“敲擊試驗和升速試驗”兩步確認，分析認為較高的2倍工頻應為不對中或機組的共振導致，根據現場提供的信息，基本鎖定為共振導致。同時因較大的振動導致機組出現松動現象。
五、相位分析
為進一步分析導致共振的根本原因，于是對機組進行相位測試。測試位置及角度變化如圖6、7所示：
圖6 相位測試的位置
圖7 相位測試的角度的變化
根據相位的測試結果分析，發現壓縮機底座與地面存在明顯的相位變化，據此，判斷導致共振的原因為基礎剛度不足。
六、變頻應用
為排除共振導致的振動，筆者建議在不影響工藝和生產的情況下，使用變頻裝置，避開其共振點，客戶現場直接調用備用變頻裝置，將速度避開共振點運行，最終鎖定在650rpm/min，振動值的大小在＜9mm/s。其變化結果見圖8、9所示：
圖8 3級氣缸垂直方向趨勢圖
圖9 4級氣缸垂直方向趨勢圖
七、結論
盡管在不影響工藝生產的情況下，通過變頻的方式將往復式壓縮機的振動降下來，但筆者認為地基強度的不足是導致共振的根本原因，要想徹底解決共振問題，需要對基礎重新改造。
