螺桿式壓縮機組檢修實踐

李云瑞

(青海堿業有限公司,青海 德令哈 817000)

螺桿式壓縮機組檢修實踐

李云瑞

(青海堿業有限公司,青海 德令哈 817000)

LG435-0.06/0.44型螺桿壓縮機組頻繁開、停機,對設備性能影響極大,嚴重時不能重新開機。經過多次實踐,我們提出具體的檢修措施和使用措施,現基本解決了頻繁開、停機對設備的影響,也減少了對生產的影響,降低了設備維修費用。

螺桿壓縮機組;液體摩擦;轉子;動平衡;盤車

我廠年產120萬t純堿裝置,采用11臺上海壓縮機廠生產的LG435-0.06/0.44型螺桿壓縮機組壓縮并輸送CO2氣體。投入運行以來,設備運行平穩可靠,各項指標達到了說明書的要求,能長周期運行。但在生產過程中,壓縮機組因各種原因需頻繁開、停機對設備性能影響極大。為此,我們經過多次摸索,并對各次檢修工作進行整理和總結,現在已經徹底解決了上述問題。

1 設備介紹

LG435-0.06/0.44型螺桿壓縮機組由螺桿壓縮機主機、單級背壓式汽輪機、齒輪減速箱、油站、事故油箱及進出口消音器組成。

1)螺桿壓縮機主機主要技術參數如下:

排氣量,m3/min 435(吸入狀態)

吸氣壓力,MPa 0.06(絕壓)

吸氣溫度,℃ 40

排氣壓力,MPa ≤0.44(絕壓)

排氣溫度,℃ ≤100

壓縮機主機轉速,r/min 2985

壓縮機主機功率,kW 2000

2)配套用汽輪機主要技術參數如下:

型號 B2.3-35/5

進汽溫度,℃ 430

進汽壓力,MPa 3.5(A)

排汽壓力,MPa 0.37(A)

汽輪機轉速,r/min 5571

汽輪機功率,kW 2300

螺桿壓縮機主機是由2個旋轉螺桿(陰轉子與陽轉子)平行地配置在氣缸內部,并置于氣缸體和氣缸頭的軸承上,在吸入側、排出側,軸承與轉子之間有軸封裝置,它可防止軸承的潤滑油漏入氣缸及氣體由氣缸向外泄漏。兩個轉子在吸氣端外側均有同步齒輪,在排氣端外側均有主、副推力軸承,保證了轉子與轉子、轉子與殼體之間在工作時有較小的間隙,使壓縮過程中既沒有摩擦又起到密封氣體,提高氣體壓力的作用,使壓縮機達到較低的漏氣損失和機械損失,獲得較高的效率。

為了使轉子與轉子之間、轉子與殼體之間的間隙保持到最小值,并減少熱膨脹對間隙的影響,水平剖分式氣缸殼體采用循環水冷卻,轉子內注入壓力油冷卻,壓縮腔內噴入適量的冷卻軟水,以控制因壓縮而升高的排氣溫度。

2 存在的問題

螺桿壓縮機組在使用過程中,常因生產情況及其他車間設備故障需減產而緊急停機,待生產和設備故障處理后又需盡快開機。這種開機停機間隔時間有時是1～2h,有時是10h或更長時間。在這種開停機過程中經常出現如下情況:運行參數良好的壓縮機組,正常停機后,無法正常開機,即使能開機,其運行參數也發生很大改變,特別是軸承 Y軸振動明顯加大,不得不降低轉速運行,設備的能力得不到發揮,既影響生產,又增加了設備檢修成本。

3 檢修措施

保證壓縮機組各軸承(徑向軸承和推力軸承)處于液體摩擦狀態。

根據流體力學理論,潤滑油膜在油楔最狹窄處的厚度與配合間隙的大小、油的粘度、軸承的壓強和軸頸的尺寸之間的關系如下公式:

式中:h——楔形間隙最狹窄處的油膜厚度,mm;

μ——潤滑油的絕對粘度,kg·s/m2;

n——軸頸的轉速,r/min;

d——軸頸的直徑,mm;

p——軸承摩擦表面上的壓強,kgf/m2;

Δ——軸頸與軸承的配合間隙,mm;

c——軸承長度影響的修正系數,c=(d+l)/l。

其中,以配合間隙對油膜厚度的影響為最主要,潤滑油的粘度對油膜厚度的影響為第二。

從實踐結果得出,在軸承和軸頸的組合中,配合間隙與油楔最狹窄處油膜厚度之間能滿足下式時,其摩擦和磨損為最小。即 h最適宜=Δ最適宜/4,代入(1)式得,Δ最適宜=0.467d。在實踐中,重要的滑動軸承,Δ最適宜=0.0005d(d為軸承公稱直徑,在100～500mm范圍內)。軸承裝配后的初始間隙應等于Δ最適宜。在運行過程中,軸承間隙隨磨損而增大,當Δ最大=(2～5)Δ最適宜時,液體摩擦被破壞,必須進行檢修。

檢修措施:控制壓縮機和汽輪機的軸承間隙在說明書規定的下限。控制壓縮機陰陽轉子的嚙合間隙在上限。控制壓縮機和汽輪機軸承蓋過盈量在上限。縮短潤滑油油站油濾器濾芯清洗時間間隔,由原來的3～4個月變為2個月,并同時分析油質,以杜絕潤滑油中的雜質、粉塵和水分破壞軸承油膜。

4 使用措施

1)壓縮機轉子兩軸頸間距為1443mm,陰轉子重量為1595kg,陽轉子重量為1713kg,動平衡等級為G2.5～G6.3,陽轉子允許不平衡量為509g· cm,陰轉子允許不平衡量為633g·cm。正常運行時溫度為100℃。

2)汽輪機轉子兩軸頸間距為 944mm,動平衡要求是:2228rpm時振動值小于0.06mm,5571 rpm時振動值小于0.40mm,5978rpm時振動值小于0.66mm。正常運行時溫度為410～445℃。

3)機組壓縮機側聯軸器徑向偏差≤0.04mm,角向偏差(上、下和左、右開口)≤0.04mm,機組汽輪機側聯軸器徑向偏差≤0.04mm,角向偏差(上、下和左、右開口)≤0.02mm。

從以上參數可知,壓縮機組的安裝質量和轉子的動平衡精度,對壓縮機組的運行情況好壞起決定作用,安裝質量完全可以在檢修工作中保證,而轉子的動平衡精度一旦破壞,就必須返廠才能處理,維修時間長,維修費用大。在頻繁的開、停機過程中,保證壓縮機組各轉子的動平衡精度不變。

金屬材料在較高溫度下(300～500℃)易產生變形和蠕變,壓縮機組停機時,轉子溫度較高,轉子軸在受到較大徑向載荷時,極易產生微小變形而破壞原有動平衡精度。從而改變轉子的動平衡等級,加大轉子的振動。嚴重時壓縮機組不能開機。

使用措施:出現緊急停機情況時,盡量降低停機速度,防止反轉。停機后的最初4h,每隔15min手動盤車90°角并作記錄待查。停機4～12h,每隔1 h手動盤車180°角并作記錄待查。停機12h后,每隔4h手動盤車180°角并作記錄待查。

5 效 果

經過多次檢修和使用實踐,并對照螺桿壓縮機轉子和汽輪機轉子的檢測數據,現在壓縮機組緊急停機后,再也沒有出現不能開機的情況,消除了因檢修壓縮機而影響生產的情況。

[1] 張麥秋,朱愛霞.化工機械制造安裝修理技術[M].北京:化學工業出版社,2007

TQ051.21

B

1005-8370(2011)05-36-02

2011-06-07

李云瑞(1966—),1995年畢業于成都科技大學,工程師,一直從事化工機械的安裝修理。