螺杆压缩机维修方法的探讨

(青海发投碱业有限公司，青海德令哈 817099)

1 螺杆压缩机的技术参数与主要结构

1.1 技术参数

排气量：435 m3/min

吸入温度：≤40 ℃

吸气压力：0.06～0.093 MPa

排气压力：0.28～0.44 MPa

排气温度：≤120 ℃

转速：2 000～2 985 r/min

轴功率：1 775 kW

驱动机功率：2 000 kW

1.2 结构

螺杆压缩机主要部件是：转子(阳、阴转子)，定子(机壳)，同步齿轮，轴承和进排气密封等。

1.2.1 定子

定子是由上下两部分组成，定子中间是空心的，注入循环水对定子进行水冷却；在压缩机工作时保证有效的冷却效果。

1.2.2 转子

转子是螺杆压缩机的核心部件。转子动平衡等级为G2.5-G6.3,阳转子重量为1 713 kg，阳转子不平衡力矩不得超过5.09 g·cm，阴转子重量为1595 kg，阴转子不平衡力矩不得超过6.33 g·cm；阳转子和阴转子相互啮合，水平并排地安放在缸体中。阳转子有四个凸齿，阴转子有六个与阳转子凸齿相啮合的凹槽。阴阳转子凸齿顶端分别有1.5 mm高的密封筋，从而保证压缩机的做功效率，转子轴是空心的，工作时注入冷却油冷却转子，以减少其热膨胀的间隙的影响。转子是由2Gr13锻制加工而成，主轴与转子通过镶嵌定位装配，主轴材质40CrMnMo锻制加工而成。

1.2.3 同步齿轮

同步齿轮装设在压缩机吸入端螺杆外侧的轴颈上，同步齿轮分为三部分组成。轮毂：轮毂与螺杆主轴过硬盈配合；主齿(厚齿)：用来保证阳转子与阴转子运转时的同步性；副齿(薄齿)：压缩机在正常运行时副齿与阳转子同步齿轮是不接触，其间隙为0.05～0.07 mm，只有压缩机出现异常反转时才接触，它的作用是用来保证阳转子与阴转子反转时转子不互相咬合，从而保证转子的安全性。

1.2.4 轴承

轴承分为整体径向轴承、径向止推联合轴承及推力轴承三种，其材质为巴氏合金。径向止推联合轴承是径向轴承和止推轴承组合在一起的轴承，其作用保证转子的径向跳动及转子的轴向游隙，径向止推联合轴承的推力轴承只在压缩机启动不带压的情况下工作，而在压缩机正常运行时它是不接触，不工作的，即称为副推力瓦；推力轴承(主推力轴承)则是承受压缩机正常运转时由进气和排气压力差而产生的轴向推力。推力轴承由止推轴承和推力盘组成，止推轴承的内侧是球面座，它的作用是自动定位找正，使推力轴承与推力盘处于最佳的接角度，从而使接触面形成均匀的油膜，使推力瓦达到最佳的运行状态。轴承的润滑形式均为强制润滑。由于转子之间的间隙，转子外圆与气缸的间隙、转子两端面与气缸壁之间的间隙分别与径向轴承、径向止推联合轴承及推力轴承有着直接关系，所以在测量压缩机各轴承间隙时，测量数据一定要准确无误，即是压缩机维修重要环节之一。

1.2.5 轴封装置

进气端轴封装置由石墨环、波型弹簧、保护圈、支撑圈、填料盒等组成。填料盒顶端有左右旋向螺纹密封，以防止润滑油及气体渗漏，波型弹簧是使石墨环平面产生预紧力，以密封气体，防止渗漏。排气端轴封装置由前置密封、石墨环、保护环、支撑环、隔板、螺旋密封、填料压盖、填料盒等组成。

2 压缩机主机及各部件的装配

2.1 主机安装

1)首先检查减速机的中心线，并以此为准检查压缩机中心线及汽轮机中心线的位置，然后把汽轮机、压缩机的底座预埋螺栓进行二次灌浆。

2)调整压缩机机座要采用不同厚度的垫铁、斜铁，垫铁、斜铁的结合面不能有间隙，为保证调整误差建议垫铁小于四层为最佳。

3)压缩机主机安装主要调整压缩机的水平度和同心度。调整时以汽轮机为基准点，水平偏差不大于0.05 mm/m，左右偏差不大于0.025 mm，调整合格后需将所有垫铁点焊固定。

2.2 轴封装置的配装

用外径千分尺测量气封轴径，内径千分尺测量石墨环的内径，算出其间隙，即保证石墨环间隙在0.10～0.15 mm；螺旋密封间隙在0.35～0.4 mm；油封间隙在0.25～0.30 mm；前置密封间隙0.5～0.55 mm；石墨环保护圈与支撑环径向间隙0.50～1.00 mm；与支撑环轴向间隙0.05～0.08 mm；如各部件径向间隙偏差过小可用刮刀进行刮研，如间隙偏差过大则需要上车床进行车削。

2.3 径向轴承、推力瓦的装配

1)径向轴承的装配，首先检查轴承的油楔面是否合适，确定轴承的运转方向，油楔面与轴承垂直中心线角度不能大于120°，先将轴承座加热至80～120 ℃，然后将轴承装入轴承座内，待冷却后打油眼、定位销固定；径向轴承径向轴承间隙0.18～0.24 mm。

2)推力瓦在出厂时，设计的瓦面为平瓦，在运行当中出现瓦温偏高的状况，当推力轴承温度大于75 ℃报警，当高于80 ℃时连锁跳车，轴承可能就会由于过热发生烧损现象。因此若推力轴承温度上升到此值时，就应立即停车并进行检查检修。

3)推力瓦的改进，主瓦面用刮刀修出井字形油网，接触要达到70%，用着色法检查，使色点要均匀，轻重要一致；球面接触要达到80%，在用刮刀刮研球面时，刮刀轻重一定要均匀、平滑，不能有台阶、倒刺，要达到球瓦可以自由摆动，以致达到自动调节角度的目的；即推力轴承间隙0.15～0.17 mm；通过改进后压缩机推力瓦温度降至75 ℃的安全工作界限内，避免了因压缩机推力轴承温度高，而停机检修的频率、节约检修成本、提高了压缩机的使用周期。

2.4 转子端面间隙的调整

阴阳转子排气端间隙为0.26～0.28 mm；因为阴阳转子排气端间隙过大直接影响到压缩机的打气量，过小转子端面密封与机壳磨损，损伤转子机壳，所以压缩机排气端间隙的调整是压缩机维修的关键之一 。

以往传统调整方法：将转子装入机壳内，采用塞尺来测量转子的端面间隙，采用这种方法维修时，在我厂暴露出了缺陷；在每次更换转子后，试车时发现排气端温度随着转速的升高，排气端温度也会随之升高，检查发现排气端有磨损现象，对这一问题进行了反复思索，终于找出了问题的所在。

改进调整方法：我厂压缩机主要输送的气体为窑气，窑气具有腐蚀性，气体中含有少量风尘，压缩机端面出现了不同程度的腐蚀、冲刷，端面已失去了出厂时的基准点，所以在用塞尺进行测量，得到的是一个假数据；采用百分表，自制一个转子轴向预推工具，将转子轴向推动进行测量转子端面间隙，得到的数据真实准确，从而杜绝了压缩机排气端磨损的现象。

检修费用：按更换一台压缩机转子计算，即：转子排气端修复费用120 000元/台，排气端密封24 000元/台，送修运费40 000元/台，合计费用18.4万元。如杜绝压缩机排气端磨损的现象，节约了维修费用，降低工人劳动强度，减少了压缩机非计划停车时间，提高设备有效利用率。

2.5 转子啮合间隙的调整

转子啮合间隙的调整主要靠同步齿轮来进行调整，如现场条件不允许，也可以用转子的轴向游隙来微调，但用转子的轴向游隙来调整转子的啮合间隙，存在一个弊端，改变了转子排气端端面间隙，必然影响压缩机的做功，所以一般不建议用转子的轴向游隙来调整转子的啮合间隙。阳转子与阴转子啮合间隙分吸气端、中段及排气端三部分测量，转子上下间隙之和为0.55～0.60 mm；调整上下间隙大致相等，且考虑压缩机在运行时，受气流的影响转子会出现向后的推力，所以转子啮合间隙调整时尽量保证上间隙大于下间隙，即：上间隙0.30～0.35 mm，下间隙0.25～0.30 mm为最佳。

3 结 语

如何提高压缩机的维修质量，是备受关注探讨的课题，从2016年5月开始，我公司逐步对压缩机的推力瓦面、转子调整方法进行了上述改进试验。从检修后运行情况看，各项指标都在安全工作界限内，达到了非常好的效果。因此不但节约了维修费用，降低工人劳动强度，还延长压缩机的使用寿命。