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    噪音異常:壓縮機(jī)頭拆解數(shù)次,換了兩套轉(zhuǎn)子找到問(wèn)題根源

       【壓縮機(jī)網(wǎng)背景
      煉油廠各裝置所排放的低壓瓦斯經(jīng)分液罐以及沿途低點(diǎn)排凝后,進(jìn)入氣柜回收,經(jīng)螺桿壓縮機(jī)升壓后,進(jìn)入高壓瓦斯管網(wǎng)至各用戶中壓瓦斯管網(wǎng)送至鍋爐。
     
      洛陽(yáng)煉油廠近幾年因所煉原油高含硫,從而低壓瓦斯富含酸性氣體H2S。而裝置的1#2#螺桿壓縮機(jī)組是噴水式螺桿壓縮機(jī),介質(zhì)中的酸性氣和水化合后對(duì)主機(jī)轉(zhuǎn)子造成很大的腐蝕,尤其是排氣端端面。雖然在機(jī)頭大修后,各裝配尺寸和間隙都滿足技術(shù)規(guī)范,但開(kāi)機(jī)后,機(jī)組產(chǎn)生的噪音異常,導(dǎo)致機(jī)組無(wú)法正常運(yùn)行。作為裝置的核心特護(hù)設(shè)備,一旦機(jī)組出現(xiàn)故障停機(jī),便會(huì)導(dǎo)致氣柜瓦斯量大,只能放至火炬燒掉,不僅浪費(fèi)而且會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。
     
      故障
      洛陽(yáng)煉油廠氣體車(chē)間氣柜有1#2#兩臺(tái)螺桿壓縮機(jī)組。1#2#機(jī)型號(hào)相同,為L(zhǎng)G30/8.0。自2016年以來(lái),1#2#機(jī)組開(kāi)始頻繁大修,其中1#機(jī)機(jī)頭大修過(guò)程中發(fā)現(xiàn)壓縮機(jī)排氣端面腐蝕嚴(yán)重,腐蝕源自近年來(lái)原油中高含硫,導(dǎo)致瓦斯氣中有大量H2S氣體,由于1#2#機(jī)為噴水機(jī)組,噴淋水和H2S形成酸液腐蝕了轉(zhuǎn)子。排氣端面出現(xiàn)凹凸不平坑點(diǎn),深度近2mm。雖然排氣端端面間隙仍然調(diào)整至0.10mm,進(jìn)氣端端面間隙為1.1mm。符合機(jī)組排氣端端面間隙標(biāo)準(zhǔn)0.09mm-0.11mm,但開(kāi)機(jī)后出現(xiàn)進(jìn)氣端異常噪音和振動(dòng),無(wú)法正常運(yùn)行。
     
      1#機(jī)組是噴水式螺桿壓縮機(jī),滾動(dòng)軸承定位(角接觸球軸承7315BECBM兩套),徑向軸承(NU315BECBM兩套)。同步齒輪傳動(dòng)。
     
      1#機(jī)轉(zhuǎn)子排氣端端面腐蝕情況如圖1。
    噪音異常:壓縮機(jī)頭拆解數(shù)次,換了兩套轉(zhuǎn)子找到問(wèn)題根源
      1#2#機(jī)主要技術(shù)參數(shù):
     
      型號(hào):LG30/8.0
     
      形式:撬裝式噴液螺桿壓縮機(jī)組
     
      螺桿公稱直徑:255毫米
     
      螺桿長(zhǎng)徑比:1.65
     
      主電機(jī)轉(zhuǎn)速:3000rpm
     
      機(jī)組額定總功率:288kW
     
      機(jī)組冷卻方式:水冷卻機(jī)組
     
      潤(rùn)滑方式:壓力潤(rùn)滑
     
      本機(jī)組性能參數(shù)如下:
     
      進(jìn)氣壓力:-10kPa~10kPa;低于-5kPa報(bào)警;低于-10kPa聯(lián)鎖停機(jī)
     
      進(jìn)氣溫度:10℃~45℃
     
      排氣壓力:≤0.8MPa;≥0.75MPa時(shí)報(bào)警;≥0.88MPa時(shí)聯(lián)鎖停機(jī)并關(guān)入口蝶
     
      排氣溫度:<85℃;≥75℃是報(bào)警;>85℃時(shí)聯(lián)鎖停機(jī)
     
      軸功率:<220kW
     
      安全泄放壓力=0.88MPa
     
      潤(rùn)滑油系統(tǒng):
      1、潤(rùn)滑油壓力:機(jī)組允許啟動(dòng)油壓≥0.4MPa;正常工作油壓0.5~0.90MPa;
     
      ≤0.4MPa報(bào)警并啟動(dòng)輔助油;≤0.3MPa時(shí)聯(lián)鎖停機(jī);油壓≥0.5MPa時(shí)停輔助油;濾網(wǎng)前后壓差≥0.1MPa是報(bào)警,應(yīng)即時(shí)切換過(guò)濾器;
     
      2、潤(rùn)滑油溫度:正常油溫18℃~60℃;<18℃報(bào)警,應(yīng)手動(dòng)啟動(dòng)電加熱器;油溫≥27℃時(shí)自停加熱;油溫≥60℃時(shí)報(bào)警;
     
      3、油位:正常油位40~80%;油位≤50%時(shí)報(bào)警;
     
      水系統(tǒng)參數(shù):
      流量:20~25T/h   壓力:0.4MPa
     
      氮?dú)鈪?shù):
      流量:3m3/h        壓力:0.4MPa
     
      電機(jī)主要參數(shù):
     
      電壓:6000V        電流:31.5A
     
      前后軸承溫度:
     
      正常溫度:0~80℃;報(bào)警溫度:大于等于80℃;
     
      各裝配間隙及安裝技術(shù)規(guī)范:
     噪音異常:壓縮機(jī)頭拆解數(shù)次,換了兩套轉(zhuǎn)子找到問(wèn)題根源
      隨后又拆解數(shù)次,對(duì)各部尺寸和間隙復(fù)查,均無(wú)問(wèn)題,但噪音和振動(dòng)始終無(wú)法消除。
     
      分析噪音與振動(dòng)原因:
      1、轉(zhuǎn)子排氣端面腐蝕嚴(yán)重,轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡破壞;
     
      2、轉(zhuǎn)子排氣端面腐蝕造成端面間隙值有假;
     
      3、轉(zhuǎn)子排氣端面腐蝕,所產(chǎn)生的凹凸坑點(diǎn),相當(dāng)于使排氣口偏移。
     
      論證原因:
      原因1:轉(zhuǎn)子排氣端面腐蝕嚴(yán)重,轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡破壞。對(duì)于本機(jī)組,轉(zhuǎn)速近3000轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)子對(duì)動(dòng)平衡有嚴(yán)格要求,通常是(0.05—1.0)N.m。排氣端面的腐蝕坑點(diǎn)超出了要求,所以應(yīng)當(dāng)重新作動(dòng)平衡。
     
      原因2:轉(zhuǎn)子排氣端面腐蝕造成端面間隙值有假。轉(zhuǎn)子排氣端端面間隙要求在0.09mm~0.11mm。數(shù)值要求嚴(yán)格,但腐蝕造成的凹凸坑點(diǎn)深度有近2mm,在壓縮終了,凹凸坑里的存氣會(huì)沿著轉(zhuǎn)子泄漏三角形返回到入口端,產(chǎn)生噪音與振動(dòng)。
     
      原因3:轉(zhuǎn)子排氣端面腐蝕,所產(chǎn)生的凹凸坑點(diǎn),相當(dāng)于使排氣口偏移。而螺桿壓縮機(jī)吸排氣口的位置和形狀決定了內(nèi)壓力比。運(yùn)行工況和工藝流程中所要求的吸排氣壓力,決定了外壓力比。與一般活塞式壓縮機(jī)不同,螺桿壓縮機(jī)的內(nèi)外壓力比可以不相等。在當(dāng)排氣壓力大于內(nèi)壓縮終了壓力的情況下,齒間容積與排氣孔口連通的瞬時(shí),排氣孔口中的氣體將迅速倒流入齒間容積中,使其中的壓力從Pi突然升至Pd,然后再隨著齒間容積的不斷縮小,排出氣體。而排氣孔口的偏移導(dǎo)致改變了機(jī)組固有的內(nèi)外壓力比,會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的周期性排氣噪音。
     
      最后總結(jié)出轉(zhuǎn)子排氣端端面腐蝕是噪聲與振動(dòng)的根源。但如何處理是個(gè)問(wèn)題,沒(méi)有先行成功的經(jīng)驗(yàn)。近幾年1#2#機(jī)組已經(jīng)換了兩套轉(zhuǎn)子。之后隨煉廠煉量擴(kuò)展,車(chē)間增上了3#機(jī)。
     
      2018年,3#機(jī)組的機(jī)封泄漏故障檢修,但在更換新機(jī)封時(shí),發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)子竄動(dòng)量3.5mm,隨即轉(zhuǎn)入大修。
     
      3#機(jī)組主要技術(shù)參數(shù)如下:
     
      型號(hào)及型式:
     
      WLVIT321/16550(11605) 螺桿壓縮機(jī)
     
      FES編號(hào):04495103—050
     
      壓縮級(jí)數(shù):?jiǎn)渭?jí)
     
      機(jī)組冷卻方式:強(qiáng)制油冷卻機(jī)組
     
      潤(rùn)滑方式:稀油壓力潤(rùn)滑
     
      瓦斯流量(入口狀態(tài)):3600m3/h
     
      螺桿陽(yáng)轉(zhuǎn)子齒數(shù):4
     
      螺桿陰轉(zhuǎn)子齒數(shù):6
     
      壓縮機(jī)軸封:集成機(jī)械密封
     
      機(jī)組載荷調(diào)節(jié)方式:滑閥調(diào)節(jié)(0%~100%)
     
      功率:Horsepower  845(630kW)
     
      電壓:Vottage :6000V
     
      轉(zhuǎn)速rpm:3000
     
      頻率Frequency:50

      正常運(yùn)行的工藝參數(shù):
     
      介質(zhì):火炬氣介質(zhì)分子量:26(平均)
     
      瓦斯入口壓力:0.0~0.202MPa
     
      (0.0~2.02bar表壓)
     
      瓦斯入口溫度:≯45℃
     
      瓦斯出口溫度:≤115℃
     
      瓦斯出口設(shè)計(jì)壓力:1.24MPa(表壓)
     
      3#機(jī)組是噴油式螺桿壓縮機(jī),軸承采用滑動(dòng)軸承,軸向止推是推力軸瓦,陰陽(yáng)轉(zhuǎn)子無(wú)同步齒輪。當(dāng)發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)子可竄動(dòng)3.5mm時(shí),基本可判定推力瓦磨損非常嚴(yán)重了。為此決定大修。解體后發(fā)現(xiàn),推力瓦架都已磨損,巴氏合金完全磨掉。轉(zhuǎn)子進(jìn)氣端面有明顯磨損,但還顯平整。進(jìn)氣端蓋磨出一個(gè)圓環(huán),有3.5mm深。轉(zhuǎn)子排氣端面完好。進(jìn)氣端蓋磨損見(jiàn)圖2。
    噪音異常:壓縮機(jī)頭拆解數(shù)次,換了兩套轉(zhuǎn)子找到問(wèn)題根源
      最后更換了所有軸承及推力瓦,并且轉(zhuǎn)子做了動(dòng)平衡,進(jìn)氣端蓋的深槽未做處理。轉(zhuǎn)子排氣端面間隙為0.28mm,符合標(biāo)準(zhǔn)間隙0.25mm—0.30mm,轉(zhuǎn)子進(jìn)氣端面間隙已達(dá)4.5mm,各項(xiàng)數(shù)值見(jiàn)下表:
     
      壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子各部間隙:
    噪音異常:壓縮機(jī)頭拆解數(shù)次,換了兩套轉(zhuǎn)子找到問(wèn)題根源
      安裝后,開(kāi)機(jī)一切正常,負(fù)荷可以從0—100%自由調(diào)整,壓力正常。這從實(shí)踐中證明了進(jìn)氣端端面間隙對(duì)螺桿壓縮機(jī)機(jī)組影響甚小。這次檢修故障的消除為1#2#機(jī)當(dāng)時(shí)的噪音振動(dòng)故障提供了借鑒作用。
     
      之前我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了1#2#機(jī)產(chǎn)生振動(dòng)和噪音的原因:是轉(zhuǎn)子排氣端端面因腐蝕而產(chǎn)生的凹凸的坑點(diǎn)。如果把排氣端端面上車(chē)床修平,并車(chē)出密封齒,這樣排氣端面既消除了表面的坑點(diǎn),又增加了密封齒,減少了排氣端面的內(nèi)泄漏。通過(guò)對(duì)排氣端端面的重新定位,讓其間隙仍然保證在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。相當(dāng)于轉(zhuǎn)子在氣缸里的總竄量增大,但排氣端端面間隙保證了,那么就意味著進(jìn)氣端端面間隙增大了,增大值即為排氣端端面在車(chē)床上的軸向切削值。即2.0mm。
     
      通過(guò)3#機(jī)組已經(jīng)看出,進(jìn)氣端端面間隙對(duì)機(jī)組的影響很小。所以1#機(jī)進(jìn)氣端增大的2.0mm應(yīng)當(dāng)可行,最終將1#機(jī)轉(zhuǎn)子排氣端面在車(chē)削后將轉(zhuǎn)子重新做動(dòng)平衡,通過(guò)調(diào)整保證陰陽(yáng)轉(zhuǎn)子排氣端端面間隙在標(biāo)準(zhǔn)范圍以內(nèi)。這樣通過(guò)3#機(jī)組的故障檢修,找到了解決1#機(jī)噪音與振動(dòng)的方法,并在實(shí)際中證明是可行的。

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    標(biāo)簽: 機(jī)頭轉(zhuǎn)子拆解  

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