螺杆式压缩机组检修实践

李云瑞

(青海碱业有限公司,青海 德令哈 817000)

螺杆式压缩机组检修实践

李云瑞

(青海碱业有限公司,青海 德令哈 817000)

LG435-0.06/0.44型螺杆压缩机组频繁开、停机,对设备性能影响极大,严重时不能重新开机。经过多次实践,我们提出具体的检修措施和使用措施,现基本解决了频繁开、停机对设备的影响,也减少了对生产的影响,降低了设备维修费用。

螺杆压缩机组;液体摩擦;转子;动平衡;盘车

我厂年产120万t纯碱装置,采用11台上海压缩机厂生产的LG435-0.06/0.44型螺杆压缩机组压缩并输送CO2气体。投入运行以来,设备运行平稳可靠,各项指标达到了说明书的要求,能长周期运行。但在生产过程中,压缩机组因各种原因需频繁开、停机对设备性能影响极大。为此,我们经过多次摸索,并对各次检修工作进行整理和总结,现在已经彻底解决了上述问题。

1 设备介绍

LG435-0.06/0.44型螺杆压缩机组由螺杆压缩机主机、单级背压式汽轮机、齿轮减速箱、油站、事故油箱及进出口消音器组成。

1)螺杆压缩机主机主要技术参数如下:

排气量,m3/min 435(吸入状态)

吸气压力,MPa 0.06(绝压)

吸气温度,℃ 40

排气压力,MPa ≤0.44(绝压)

排气温度,℃ ≤100

压缩机主机转速,r/min 2985

压缩机主机功率,kW 2000

2)配套用汽轮机主要技术参数如下:

型号 B2.3-35/5

进汽温度,℃ 430

进汽压力,MPa 3.5(A)

排汽压力,MPa 0.37(A)

汽轮机转速,r/min 5571

汽轮机功率,kW 2300

螺杆压缩机主机是由2个旋转螺杆(阴转子与阳转子)平行地配置在气缸内部,并置于气缸体和气缸头的轴承上,在吸入侧、排出侧,轴承与转子之间有轴封装置,它可防止轴承的润滑油漏入气缸及气体由气缸向外泄漏。两个转子在吸气端外侧均有同步齿轮,在排气端外侧均有主、副推力轴承,保证了转子与转子、转子与壳体之间在工作时有较小的间隙,使压缩过程中既没有摩擦又起到密封气体,提高气体压力的作用,使压缩机达到较低的漏气损失和机械损失,获得较高的效率。

为了使转子与转子之间、转子与壳体之间的间隙保持到最小值,并减少热膨胀对间隙的影响,水平剖分式气缸壳体采用循环水冷却,转子内注入压力油冷却,压缩腔内喷入适量的冷却软水,以控制因压缩而升高的排气温度。

2 存在的问题

螺杆压缩机组在使用过程中,常因生产情况及其他车间设备故障需减产而紧急停机,待生产和设备故障处理后又需尽快开机。这种开机停机间隔时间有时是1～2h,有时是10h或更长时间。在这种开停机过程中经常出现如下情况:运行参数良好的压缩机组,正常停机后,无法正常开机,即使能开机,其运行参数也发生很大改变,特别是轴承 Y轴振动明显加大,不得不降低转速运行,设备的能力得不到发挥,既影响生产,又增加了设备检修成本。

3 检修措施

保证压缩机组各轴承(径向轴承和推力轴承)处于液体摩擦状态。

根据流体力学理论,润滑油膜在油楔最狭窄处的厚度与配合间隙的大小、油的粘度、轴承的压强和轴颈的尺寸之间的关系如下公式:

式中:h——楔形间隙最狭窄处的油膜厚度,mm;

μ——润滑油的绝对粘度,kg·s/m2;

n——轴颈的转速,r/min;

d——轴颈的直径,mm;

p——轴承摩擦表面上的压强,kgf/m2;

Δ——轴颈与轴承的配合间隙,mm;

c——轴承长度影响的修正系数,c=(d+l)/l。

其中,以配合间隙对油膜厚度的影响为最主要,润滑油的粘度对油膜厚度的影响为第二。

从实践结果得出,在轴承和轴颈的组合中,配合间隙与油楔最狭窄处油膜厚度之间能满足下式时,其摩擦和磨损为最小。即 h最适宜=Δ最适宜/4,代入(1)式得,Δ最适宜=0.467d。在实践中,重要的滑动轴承,Δ最适宜=0.0005d(d为轴承公称直径,在100～500mm范围内)。轴承装配后的初始间隙应等于Δ最适宜。在运行过程中,轴承间隙随磨损而增大,当Δ最大=(2～5)Δ最适宜时,液体摩擦被破坏,必须进行检修。

检修措施:控制压缩机和汽轮机的轴承间隙在说明书规定的下限。控制压缩机阴阳转子的啮合间隙在上限。控制压缩机和汽轮机轴承盖过盈量在上限。缩短润滑油油站油滤器滤芯清洗时间间隔,由原来的3～4个月变为2个月,并同时分析油质,以杜绝润滑油中的杂质、粉尘和水分破坏轴承油膜。

4 使用措施

1)压缩机转子两轴颈间距为1443mm,阴转子重量为1595kg,阳转子重量为1713kg,动平衡等级为G2.5～G6.3,阳转子允许不平衡量为509g· cm,阴转子允许不平衡量为633g·cm。正常运行时温度为100℃。

2)汽轮机转子两轴颈间距为 944mm,动平衡要求是:2228rpm时振动值小于0.06mm,5571 rpm时振动值小于0.40mm,5978rpm时振动值小于0.66mm。正常运行时温度为410～445℃。

3)机组压缩机侧联轴器径向偏差≤0.04mm,角向偏差(上、下和左、右开口)≤0.04mm,机组汽轮机侧联轴器径向偏差≤0.04mm,角向偏差(上、下和左、右开口)≤0.02mm。

从以上参数可知,压缩机组的安装质量和转子的动平衡精度,对压缩机组的运行情况好坏起决定作用,安装质量完全可以在检修工作中保证,而转子的动平衡精度一旦破坏,就必须返厂才能处理,维修时间长,维修费用大。在频繁的开、停机过程中,保证压缩机组各转子的动平衡精度不变。

金属材料在较高温度下(300～500℃)易产生变形和蠕变,压缩机组停机时,转子温度较高,转子轴在受到较大径向载荷时,极易产生微小变形而破坏原有动平衡精度。从而改变转子的动平衡等级,加大转子的振动。严重时压缩机组不能开机。

使用措施:出现紧急停机情况时,尽量降低停机速度,防止反转。停机后的最初4h,每隔15min手动盘车90°角并作记录待查。停机4～12h,每隔1 h手动盘车180°角并作记录待查。停机12h后,每隔4h手动盘车180°角并作记录待查。

5 效 果

经过多次检修和使用实践,并对照螺杆压缩机转子和汽轮机转子的检测数据,现在压缩机组紧急停机后,再也没有出现不能开机的情况,消除了因检修压缩机而影响生产的情况。

[1] 张麦秋,朱爱霞.化工机械制造安装修理技术[M].北京:化学工业出版社,2007

TQ051.21

B

1005-8370(2011)05-36-02

2011-06-07

李云瑞(1966—),1995年毕业于成都科技大学,工程师,一直从事化工机械的安装修理。