Excel在机组找正中的设计与应用
罗伟雄，张彩文
（中海石油化学股份有限公司，海南 东方 572600）
［摘 要］ 化工装置压缩机组检修中，对中找正是一项重要的内容，常规找正与激光对中仪找正存在诸多不便或不足之处，探讨如何基于常规找正之单表法和三表法采集的数据，利用Excel设计出设备对中找正软件，并验证其准确性，同时提出应用中的注意事项。这为设备找正提供了新思路，可提高检修质量、效率和加快检修进度。
［关键词］ 机组检修；常规找正；激光对中仪；Excel找正；操作方法；准确性验证；注意事项
［中图分类号］ TP 391.13 ［文献标志码］ B ［文章编号］ 1004-9932（2017）02-0063-05
0 引 言
化工装置中压缩机组属核心设备，机组的安全稳定运行与否直接关系着装置能否长周期运行，影响着企业的生产经营效益。每次机组检修，企业都会组织骨干人员负责，确保检修质量和检修进度。机组检修是严格按程序步骤进行的，检修时会进行2次对中找正：第一次对中找正在检修前期联轴器断开后进行，主要是检查两转子当前对中与设计值的吻合程度，复查上次检修对中数据发生的变化，进而判断设备的运行状态与对中情况的关系；第二次对中找正在检修后期，联轴器回装之前进行，要将两转子对中值控制在设计范围内，保证设备有良好的运行状态。
常规找正过程涉及较复杂的几何数学计算和调整方向的判断，但由于人为因素和受人员熟练程度的影响，实际找正过程中往往不能很好地控制时间，不但增加了检修人员的劳动强度，也使检修进度迟缓。目前，激光对中仪虽然能提高检修质量和效率，但由于价格昂贵，很难普及，而且也存在一些不足和局限性。鉴于此，我们利用电脑Windows操作系统Microsoft Office办公软件中的Excel作为平台，基于常规找正法采集的数据，开发出自动计算调整量和调整方向的程序小软件（简称Excel找正法）。现就Excel在设备检修找正中的应用作一介绍。
1 常规找正及激光找正法简介
动设备基本上由驱动机和从动机组成，驱动机和从动机的转子由联轴器联接在一起，驱动机通过联轴器带动从动机旋转。如果两转子同轴度超差，运转过程中将引起激烈的振动，严重时将造成轴承损坏、转子弯曲、动静部件摩擦等，甚至会导致设备损坏。而精确的轴系对中能避免同轴度超差引起的振动，尤其是对于高速运转的设备而言。
轴系对中找正方法有刀口尺法、双表法、三表法、单表法和激光对中仪法。刀口尺法仅靠眼睛或塞尺判断两轴的偏差方向和偏差量来进行调整，人为影响因素太大，找正质量无法保证，仅适用于对中要求不高的小机泵。双表法为一块表测量径向偏差、另一块表测量角度偏差的对中方法，适用于轴向窜动量小、两轮毂间距小、轮毂直径较大的一般机泵。三表法为一块表测量径向偏差、另外两块表测量角度偏差的对中方法，两块表同时打表测量轴向角度偏差的目的是为了消除盘动转子时转子的轴向窜动造成的测量误差，三表法适用于轴向窜动量较大、轮毂间距较小、轮毂直径较大的重要设备及机组。单表法只有一块表测量径向偏差，找正过程要分别打表测量两个转子的径向偏差，转子的轴向窜动对找正没有影响，适合于轮毂间距大、直径小及轴窜动量较大的设备，日本设计制造的压缩机组均采用此法。
常规找正之单表法、双表法和三表法，其对中都是依据三角形相似原理，通过计算得出调整量，计算过程相对复杂和繁琐，尤其是还涉及小数点二位数计算和调整方向的判断，容易出错。因此，许多检修人员嫌计算麻烦，通常据经验进行调整，这就容易造成调整量和调整方向的错误，进而导致检修进度延误和劳动强度增加。
激光对中仪找正法原理类似单表法，主要区别是激光对中仪不需百分表，通过激光光束测量生成数据，并自动计算调整量和调整方向，具有安装方便、快速、准确、高效等优势，但激光对中仪价格昂贵，1台从几万到20万～30万元不等，还不包括日后的保养费用和维修费用，与常规找正采用的几百元一块的百分表相比，昂贵的成本让很多企业却步，甚至有些企业即使买了也舍不得用或基本不用。此外，激光对中仪还存在如下不足：① 易燃易爆场合不能用，高温尤其是蒸汽氛围下会使激光和目标之间的空气密度发生改变，导致射线发生折射，不能正确读数；② 基础或管道振动会影响激光对中的准确度；③ 为消除盘车时不同步带来的测量误差，找正过程联轴器保持安装状态，存在很大隐患，加减垫片顶起设备时有可能损坏联轴器，此外，当转子的重量较轻时，转子有可能相互拉扯而产生偏移，造成测量数据不真实；④ 当厂家提供的找正设计值是三表时（欧美国家设备及国产欧美技术设备基本上均采用三表法），厂家通常不允许用单表法和激光找正法将三表设计值转换为单表找正数据，尤其是机组由于高温产生热胀冷缩时，冷态找正设计值有偏差要求；⑤ 当出现一转子重载无法盘动等问题时，激光对中仪就无法使用，只能使用百分表打表测量的单表法和双表法。
2 Excel找正法的原理与特点
Excel找正法所需装备简单，只需1台笔记本电脑（或者智能手机）和3块百分表，是介于常规找正和激光找正之间的轴系对中找正方法。Excel找正法建立在常规找正之单表法和三表法数据采集的基础上，设计出Excel数据处理程序软件，对采集的数据进行处理，从而自动显示垂直、水平方向的调整方案，能有效避免常规找正法中人为计算和判断易出错的问题，同时可弥补激光找正法的一些不足。Excel找正法操作简单，使用的是常见的普通设备，只要会常规找正法的数据采集，会使用Excel基本操作即可；编辑好的程序软件可不受次数限制地复制给各检修小组使用；携带方面，1台笔记本电脑或复制安装了该程序的智能手机即可进行现场检修，尤其适用于厂家外派技术人员到现场指导工作。
3 Excel找正法的界面及操作方法
Excel找正法是以电脑Windows操作系统，微软Office办公软件中Excel为平台开发的自动计算程序。该程序利用了Excel表中强大的运算功能，首先在Excel单元格中编辑公式和函数等，然后将单元格有序地排列起来并链接形成对中找正的自动计算程序。另外，该程序操作界面简单明了，用Excel的一个工作表即可完成数据输入，需调整的方向及调整量在同一界面显示。Excel找正之三表法界面分5个区，单表法界面分4个区，其操作界面分别见图1和图2。
3.1 Excel找正三表法的操作方法
Excel找正三表法就是将常规三表找正法的检测数据输入Excel找正软件，再根据Excel找正软件的提示进行调整的过程，具体操作如下。
（1）将找正表架牢固地安装在基准机上（如下文图3所示），如机组的蒸汽轮机或机泵，3块百分表打在调整机的轮毂上，其中2块轴向百分表的间距d1在轮毂直径范围内尽可能远离。
（2）以调整机轮毂正上方为起点，按工作方向盘动转子，读出每转动90°时百分表的数值，即上、下、左、右4个方向的百分表读数。
（3）进入Excel找正三表法界面（如图1），本界面可同时进行2台调整机（Ⅰ和Ⅱ）的三表法找正操作。
（4）在A区输入两轴向百分表间距d1的尺寸。
（5）在B区输入径向表测量点到调整机前脚L2的尺寸，及调整机前支脚与后支脚L1的尺寸。
（6）在C区分别输入调整机Ⅰ和调整机Ⅱ的三表法对中找正设计值。
（7）在D区输入调整机Ⅰ的实际测量数值，或在E区输入调整机Ⅱ的实际测量数值。
更多内容详见《中氮肥》2017年第2期