一、前言
【壓縮機(jī)網(wǎng)】雙螺桿壓縮機(jī)是我國石油化工的主要?dú)怏w壓縮設(shè)備之一,壓縮機(jī)是典型的旋轉(zhuǎn)機(jī)械,又是生產(chǎn)流程中的關(guān)鍵設(shè)備。作為核心設(shè)備的螺桿壓縮機(jī)組在工藝流程中占據(jù)著重要的地位,其運(yùn)行狀態(tài)的好壞將直接影響整個(gè)壓縮機(jī)組裝置的安全性和可靠性及生產(chǎn)效率,一旦發(fā)生故障,將極有可能引起整套裝置的癱瘓,嚴(yán)重降低生產(chǎn)效率并帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失。螺桿壓縮機(jī)組運(yùn)行條件苛刻:單機(jī)組、長周期連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)、高壓力、加上工況復(fù)雜多變。常常出現(xiàn)機(jī)組動不平衡、動靜碰擦、喘振等故障,造成非計(jì)劃停機(jī),增加停產(chǎn)損失和維修費(fèi)用。因此,對壓縮機(jī)進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測,及時(shí)發(fā)現(xiàn)和排除可能出現(xiàn)的故障,保證裝置的順利生產(chǎn),極其重要。
二、雙螺桿壓縮機(jī)工作原理
螺桿壓縮機(jī)屬容積型壓縮機(jī),工作原理和往復(fù)式壓縮機(jī)相同,它利用機(jī)腔內(nèi)一對相互齒合的陰陽轉(zhuǎn)子在機(jī)體內(nèi)作回轉(zhuǎn)運(yùn)行,周期性地改變轉(zhuǎn)子每對齒槽間的容積來完成吸入、壓縮和排出三個(gè)過程。
螺桿壓縮機(jī)內(nèi)氣體流動方向如圖1所示,吸氣口及排氣口兩者幾乎成對角線,但實(shí)際進(jìn)排氣方位為上進(jìn)上排形式。螺桿壓縮機(jī)具有兩個(gè)旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子(陽轉(zhuǎn)子與陰轉(zhuǎn)子)水平且平行地配置在氣缸體內(nèi),支于進(jìn)排氣座的軸承上。在陰、陽螺桿轉(zhuǎn)子上的排氣端外側(cè)裝有止推軸承,承受由吸入和排出壓力差而產(chǎn)生的軸向推力。在吸入側(cè)和排出側(cè)的軸承與螺桿轉(zhuǎn)子之間設(shè)有軸封裝置,在軸封裝置靠近螺桿轉(zhuǎn)子端充入氮?dú)庖苑乐馆S承的潤滑油漏入氣缸和氣缸內(nèi)氣體向外泄漏。
陰、陽螺桿轉(zhuǎn)子在吸氣端外側(cè)均設(shè)置有同步齒輪,同步齒輪的速比與螺桿轉(zhuǎn)子的速比相等。陰、陽螺桿轉(zhuǎn)子靠軸承支撐和同步齒輪厚薄片的調(diào)整來保證陰、陽轉(zhuǎn)子之間,轉(zhuǎn)子外圓與氣缸體之間以及轉(zhuǎn)子端面與氣缸端面之間均保持極小的間隙,工作時(shí)互不接觸,不會摩擦也不需要潤滑。為了獲得轉(zhuǎn)子之間的間隙z*小值,減小熱膨脹對間隙的影響,氣缸內(nèi)腔噴入適量的凝縮油,以控制因壓縮而升高的排氣溫度,使原本絕熱過程基本趨于等溫壓縮過程,并有效地提高容積效率和絕熱效率,從而減少功耗及降低噪聲。
機(jī)組主要由LG60/1.0型可燃?xì)饴輻U壓縮機(jī)、主電動機(jī)、工藝氣系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)、噴凝縮油系統(tǒng)、潤滑油系統(tǒng)、密封系統(tǒng)、排污系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等組成。其中工藝氣系統(tǒng)由吸氣、壓縮、排氣系統(tǒng)及旁路系統(tǒng)組成,各系統(tǒng)配備相應(yīng)的安全保護(hù)控制系統(tǒng);潤滑油系統(tǒng)設(shè)有粗油濾器、油泵、精油濾器、油冷卻器、油分配器。主要設(shè)備技術(shù)參數(shù)見表1、表2。
三、振動故障特征、原因分析及解決措施
1.振動故障特征
制氫車間這兩套螺桿壓縮機(jī)組一直平穩(wěn)運(yùn)行,進(jìn)入2009年以來,機(jī)組振動烈度幅值穩(wěn)中有升,一直高居不下,同時(shí)伴有異常響聲,近期來還有加劇的趨勢,監(jiān)測中發(fā)現(xiàn)陽轉(zhuǎn)子的吸氣側(cè)和排氣側(cè)的振動振幅都增大。振動烈度幅值如表3所示,頻譜特征如圖2所示。
2.原因分析及解決措施
從振動故障特征分析可知,振動烈度幅值有明顯加劇的趨勢,頻譜圖中主要由轉(zhuǎn)子的嚙合頻率和工頻組成,根據(jù)機(jī)組實(shí)際運(yùn)行狀況,很明顯,雙螺桿壓縮機(jī)在頻譜圖中能量集中于工頻和嚙合頻率,并有突出的峰值,軸心軌跡似橢圓型(如圖3所示),同時(shí)并伴有多個(gè)尖點(diǎn)出現(xiàn),表明陰陽轉(zhuǎn)子在嚙合齒面發(fā)生磨損或點(diǎn)蝕,同時(shí)存在動不平衡問題。
產(chǎn)生的可能原因如下:
1、壓縮介質(zhì)存在大量雜質(zhì),對面產(chǎn)生摩擦。
2、同軸度偏差太大,造成轉(zhuǎn)子在缸內(nèi)竄動,與吸、排氣端面摩擦。
3、止推軸承磨損或定位不好,對陰陽轉(zhuǎn)子的支撐力不夠造成不平衡,而引起轉(zhuǎn)子的移動產(chǎn)生齒面磨損。
經(jīng)多方會診,決定停機(jī)解體檢修。隨后停機(jī)檢修,發(fā)現(xiàn)軸封盤根石墨環(huán)有磨偏現(xiàn)象,軸瓦滑動軸承有磨偏現(xiàn)象,決定全部更換。嚙合齒面發(fā)生輕度磨損。氣缸內(nèi)有固體顆粒進(jìn)入,并附著在轉(zhuǎn)子上。經(jīng)到動平衡機(jī)上檢驗(yàn),按螺桿轉(zhuǎn)子的技術(shù)要求,不平衡轉(zhuǎn)子誤差應(yīng)小于13g。而此陽轉(zhuǎn)子的實(shí)際不平衡量陽轉(zhuǎn)子差16g,陰轉(zhuǎn)子實(shí)際不平衡量差15g,存在嚴(yán)重的不平衡。經(jīng)加重減重,使轉(zhuǎn)子達(dá)到平衡要求。同時(shí)對凝縮油換熱器殼程進(jìn)行清理,以提高換熱效率,改善對介質(zhì)的冷卻效果。
四、結(jié)語
由于采用狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷技術(shù),對機(jī)組的拆卸與檢修做到有的放矢。本次檢修后一次開車成功,機(jī)組運(yùn)行平穩(wěn),振動烈度幅值顯著下降,達(dá)到振動要求。因此說,針對制氫車間螺桿壓縮機(jī)運(yùn)行過程中出現(xiàn)的故障的原因分析是準(zhǔn)確的,所采取的對策是有效的,檢修是成功的。
參考文獻(xiàn)
[1]張正松.旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動監(jiān)測及故障診斷[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1991.
[2]邢子文.螺桿壓縮機(jī)一理論、設(shè)計(jì)及應(yīng)用[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2003.
[3]韓麗娟.螺桿壓縮機(jī)組的噪音控制[J].流體機(jī)械,2000,28(10):39-41.
[4]岑鋼.軸流式壓縮機(jī)的振動故障分析[J].風(fēng)機(jī)技術(shù),2003(6):51-53.
來源:■文/錦州石化公司設(shè)備研究所 申大勇
一、前言
【壓縮機(jī)網(wǎng)】雙螺桿壓縮機(jī)是我國石油化工的主要?dú)怏w壓縮設(shè)備之一,壓縮機(jī)是典型的旋轉(zhuǎn)機(jī)械,又是生產(chǎn)流程中的關(guān)鍵設(shè)備。作為核心設(shè)備的螺桿壓縮機(jī)組在工藝流程中占據(jù)著重要的地位,其運(yùn)行狀態(tài)的好壞將直接影響整個(gè)壓縮機(jī)組裝置的安全性和可靠性及生產(chǎn)效率,一旦發(fā)生故障,將極有可能引起整套裝置的癱瘓,嚴(yán)重降低生產(chǎn)效率并帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失。螺桿壓縮機(jī)組運(yùn)行條件苛刻:單機(jī)組、長周期連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)、高壓力、加上工況復(fù)雜多變。常常出現(xiàn)機(jī)組動不平衡、動靜碰擦、喘振等故障,造成非計(jì)劃停機(jī),增加停產(chǎn)損失和維修費(fèi)用。因此,對壓縮機(jī)進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測,及時(shí)發(fā)現(xiàn)和排除可能出現(xiàn)的故障,保證裝置的順利生產(chǎn),極其重要。
二、雙螺桿壓縮機(jī)工作原理
螺桿壓縮機(jī)屬容積型壓縮機(jī),工作原理和往復(fù)式壓縮機(jī)相同,它利用機(jī)腔內(nèi)一對相互齒合的陰陽轉(zhuǎn)子在機(jī)體內(nèi)作回轉(zhuǎn)運(yùn)行,周期性地改變轉(zhuǎn)子每對齒槽間的容積來完成吸入、壓縮和排出三個(gè)過程。
螺桿壓縮機(jī)內(nèi)氣體流動方向如圖1所示,吸氣口及排氣口兩者幾乎成對角線,但實(shí)際進(jìn)排氣方位為上進(jìn)上排形式。螺桿壓縮機(jī)具有兩個(gè)旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子(陽轉(zhuǎn)子與陰轉(zhuǎn)子)水平且平行地配置在氣缸體內(nèi),支于進(jìn)排氣座的軸承上。在陰、陽螺桿轉(zhuǎn)子上的排氣端外側(cè)裝有止推軸承,承受由吸入和排出壓力差而產(chǎn)生的軸向推力。在吸入側(cè)和排出側(cè)的軸承與螺桿轉(zhuǎn)子之間設(shè)有軸封裝置,在軸封裝置靠近螺桿轉(zhuǎn)子端充入氮?dú)庖苑乐馆S承的潤滑油漏入氣缸和氣缸內(nèi)氣體向外泄漏。
陰、陽螺桿轉(zhuǎn)子在吸氣端外側(cè)均設(shè)置有同步齒輪,同步齒輪的速比與螺桿轉(zhuǎn)子的速比相等。陰、陽螺桿轉(zhuǎn)子靠軸承支撐和同步齒輪厚薄片的調(diào)整來保證陰、陽轉(zhuǎn)子之間,轉(zhuǎn)子外圓與氣缸體之間以及轉(zhuǎn)子端面與氣缸端面之間均保持極小的間隙,工作時(shí)互不接觸,不會摩擦也不需要潤滑。為了獲得轉(zhuǎn)子之間的間隙z*小值,減小熱膨脹對間隙的影響,氣缸內(nèi)腔噴入適量的凝縮油,以控制因壓縮而升高的排氣溫度,使原本絕熱過程基本趨于等溫壓縮過程,并有效地提高容積效率和絕熱效率,從而減少功耗及降低噪聲。
機(jī)組主要由LG60/1.0型可燃?xì)饴輻U壓縮機(jī)、主電動機(jī)、工藝氣系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)、噴凝縮油系統(tǒng)、潤滑油系統(tǒng)、密封系統(tǒng)、排污系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等組成。其中工藝氣系統(tǒng)由吸氣、壓縮、排氣系統(tǒng)及旁路系統(tǒng)組成,各系統(tǒng)配備相應(yīng)的安全保護(hù)控制系統(tǒng);潤滑油系統(tǒng)設(shè)有粗油濾器、油泵、精油濾器、油冷卻器、油分配器。主要設(shè)備技術(shù)參數(shù)見表1、表2。
三、振動故障特征、原因分析及解決措施
1.振動故障特征
制氫車間這兩套螺桿壓縮機(jī)組一直平穩(wěn)運(yùn)行,進(jìn)入2009年以來,機(jī)組振動烈度幅值穩(wěn)中有升,一直高居不下,同時(shí)伴有異常響聲,近期來還有加劇的趨勢,監(jiān)測中發(fā)現(xiàn)陽轉(zhuǎn)子的吸氣側(cè)和排氣側(cè)的振動振幅都增大。振動烈度幅值如表3所示,頻譜特征如圖2所示。
2.原因分析及解決措施
從振動故障特征分析可知,振動烈度幅值有明顯加劇的趨勢,頻譜圖中主要由轉(zhuǎn)子的嚙合頻率和工頻組成,根據(jù)機(jī)組實(shí)際運(yùn)行狀況,很明顯,雙螺桿壓縮機(jī)在頻譜圖中能量集中于工頻和嚙合頻率,并有突出的峰值,軸心軌跡似橢圓型(如圖3所示),同時(shí)并伴有多個(gè)尖點(diǎn)出現(xiàn),表明陰陽轉(zhuǎn)子在嚙合齒面發(fā)生磨損或點(diǎn)蝕,同時(shí)存在動不平衡問題。
產(chǎn)生的可能原因如下:
1、壓縮介質(zhì)存在大量雜質(zhì),對面產(chǎn)生摩擦。
2、同軸度偏差太大,造成轉(zhuǎn)子在缸內(nèi)竄動,與吸、排氣端面摩擦。
3、止推軸承磨損或定位不好,對陰陽轉(zhuǎn)子的支撐力不夠造成不平衡,而引起轉(zhuǎn)子的移動產(chǎn)生齒面磨損。
經(jīng)多方會診,決定停機(jī)解體檢修。隨后停機(jī)檢修,發(fā)現(xiàn)軸封盤根石墨環(huán)有磨偏現(xiàn)象,軸瓦滑動軸承有磨偏現(xiàn)象,決定全部更換。嚙合齒面發(fā)生輕度磨損。氣缸內(nèi)有固體顆粒進(jìn)入,并附著在轉(zhuǎn)子上。經(jīng)到動平衡機(jī)上檢驗(yàn),按螺桿轉(zhuǎn)子的技術(shù)要求,不平衡轉(zhuǎn)子誤差應(yīng)小于13g。而此陽轉(zhuǎn)子的實(shí)際不平衡量陽轉(zhuǎn)子差16g,陰轉(zhuǎn)子實(shí)際不平衡量差15g,存在嚴(yán)重的不平衡。經(jīng)加重減重,使轉(zhuǎn)子達(dá)到平衡要求。同時(shí)對凝縮油換熱器殼程進(jìn)行清理,以提高換熱效率,改善對介質(zhì)的冷卻效果。
四、結(jié)語
由于采用狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷技術(shù),對機(jī)組的拆卸與檢修做到有的放矢。本次檢修后一次開車成功,機(jī)組運(yùn)行平穩(wěn),振動烈度幅值顯著下降,達(dá)到振動要求。因此說,針對制氫車間螺桿壓縮機(jī)運(yùn)行過程中出現(xiàn)的故障的原因分析是準(zhǔn)確的,所采取的對策是有效的,檢修是成功的。
參考文獻(xiàn)
[1]張正松.旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動監(jiān)測及故障診斷[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1991.
[2]邢子文.螺桿壓縮機(jī)一理論、設(shè)計(jì)及應(yīng)用[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2003.
[3]韓麗娟.螺桿壓縮機(jī)組的噪音控制[J].流體機(jī)械,2000,28(10):39-41.
[4]岑鋼.軸流式壓縮機(jī)的振動故障分析[J].風(fēng)機(jī)技術(shù),2003(6):51-53.
來源:■文/錦州石化公司設(shè)備研究所 申大勇
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