透平压缩机本体仪表安装要点和故障分析

齐晋茁

（沈阳鼓风机集团安装检修配件有限公司，辽宁沈阳 110869）

0 引言

压缩机是一种从动流体机械，用于输送气体、增加气体压力，是工厂设备的心脏。涡轮压缩机是一种动力式压缩机，具有高速旋转叶轮，依靠旋转叶轮和气流之间的作用力来增加气流压力，同时通过气流的加速获得动能，然后气流在扩散器中减速，把动能转换成压力，进一步增加压力。在压缩过程中气体流动是连续的。

氨合成装置中有由汽轮机驱动的透平压缩机以及四合一、三合一这样的大型压缩机，化学工程施工中压缩机的安装是对施工单位技术力量的考验。压缩机性能参数的检测需要仪表提供数据，如压缩机振动、轴瓦温度、位移、转速等参数，如果仪表的性能检测安装不当，就会对一些参数产生测量误差，使数据不真实，容易造成误操作。所以，在压缩机安装过程中，本体仪表的正确安装至关重要。

1 压缩机本体仪表的安装特殊性

压缩机是高速旋转的机械设备，一旦发生故障就需要进行拆卸检修，所以其安装质量关系到整个设备能否顺利运行。与其他设备不同，压缩机本体仪表在安装方面有特殊性，主要表现在以下7个方面。

（1）装在机身内部的仪表连接电缆，通常由足够长度的软管连接。

（2）本装置位于非防爆场所，可以与防尘防水软管连接，软管可按实际需要截取长度；位于防爆区可以采用设计成成品、固定长度的防爆软管。

（3）机组机身内安装的检测仪表，必须在机组油循环合格、机械安装检查合格后，在压缩机试车前开始安装。

（4）压缩机在正常运行时，操作人员需经常对机组仪表安装的导压管、穿线管、槽盒等部位进行检查。所以安装要隐蔽，不妨碍操作人员检查和维修。

（5）仪表导压管在油路上的焊接要求为氩弧焊，管道安装完毕后应与油路管线一起清理，压缩机机身埋入式仪表则应严格按照设计位置进行安装。

（6）应了解压缩机内部结构，防止仪器探头与机器摩擦，造成仪器损坏。

（7）安装在现场显示的仪表，应根据操作者的实际需要来确定仪表显示面的方向。

2 安装要点及故障分析

本体仪表可以分为四大部分：

（1）温度检测仪表，主要包括对压缩机轴承温度、油箱温度、油冷器前后温度、压缩机进出口温度、润滑油总管温度、压缩机进出口温度等进行检测的仪表。

（2）压力检测仪表，主要包括压缩机进出口压力、润滑油总管压力、润滑油进出口压力、压缩机高低压缸级间压力、汽轮机部分调速器进出口压力等仪表的检测。

（3）轴振动、转速、位移检测仪表，可以检测前后轴振动、轴径向位移、键相、汽轮机转速等。

（4）其他测控仪表，主要包括测速仪、调速器、电液转换器、行程开关、油站液位、冷凝液位等。

2.1 温度检测仪表的安装

（1）铂热电阻尾线的检查。因为尾线较细、容易断，有些压缩机在出厂前就已经安装好。应注意到，尾线绝缘在运输途中或拆卸时易损坏。

（2）铂热电阻的测试，通常使用万用表在现场进行检验。

（3）接线箱安装。分线箱的安装位置由尾线长度决定，尾线到分线箱位置要足够长。分线箱体的位置应便于箱内接线，与工艺管道保持一定距离，且不妨碍运行和检修。

（4）铂热电阻本体的安装固定。铂电阻探头按图纸上标明的位置安装在预留孔中，如果孔口没有固定探头卡，则需用胶水固定。压缩机的固定方式因厂家不同而不同。

（5）尾线的固定。铂热阻固定完毕，待轴瓦装入槽内后将尾线卡在预留卡座上，从预留卡口穿出机壳外，再通过软管和穿线管进入接线盒。机架上的尾线应固定牢固、不留多余，以免尾线与轴线摩擦。

（6）机壳引线口的密封。引线口处装有胶皮垫，胶皮垫有穿线孔，在尾线从孔中穿出之后，上紧螺帽、压紧橡胶垫，使橡胶垫锁定尾线，防止机壳内漏油。

2.2 压力仪表的安装

（1）在压缩机机身上安装就地压力仪表，在机身上集中安装压力表或远传压力传感器，在油路上安装就地压力表。

（2）压力表台架安装位置应选择操作方便、易于观察的位置，安装前应与业主和操作者协商确定安装位置。

（3）测压管道由于压力较集中，排水量较大，安装时应考虑排水管的整齐美观，尽量避免交叉。两管间要留有一定距离，间距保持一致，压力管道安装位置应便于操作和维护。

（4）管道导压管的连接方式有焊接和夹紧两种。焊缝应采用氩弧焊的方法焊接，并保持管道内部干净。卡套连接时要正确装配卡套接头，压管要牢固，防止泄漏。

2.3 轴振动、位移、转速探头的安装

2.3.1 轴振动探头

安装前必须对轴振动探头进行性能测试，检测探头、尾线、前置器的型号是否匹配，检测合格后方可安装。通常在轴承座的上盖上安装轴振探头，每个轴承处各装两个轴振探头，两个探头互成90°、与轴承水平方向垂直45°，分别测量X、Y方向的振动。

每一个振动探头都有一个带内外螺纹的保护套，先将保护套固定，插人深度要符合随机数据要求，然后将保护套安装在保护套上。在探头穿过套管接近机组测量轴时，将探头连接到前置器，送入电源，用万用表测量前置器的输出，调节探头与轴间的间隙，使输出为指示器的零点基准电压+9～+10 V，探头固定。基准电压零点的调整十分重要，前驱体输出电压和间隙在很大范围内呈线性比例关系。在安装探针时，该范围可允许有较大的间隙误差，可用于测量轴向位移。

例如，本特利3300系列5 mm和8 mm探头，其线性测量范围大约为2 mm，从距离探头表面0.25 mm开始，至距离探头表面2.28 mm时该系统对间隙或输出电压与间隙曲线之间的斜率为7.87 V/mm。通常的零间隙是1.27 mm，因此可以得到+7.87×1.27≈+10 V的零电压。该系统在大温度范围内均可保持测量精度，而且在几乎所有机械设备所在的环境下均能稳定工作，提高了测量的分辨率。

2.3.2 轴位移探头

轴移动探头安装前必须进行性能试验，检查其尾线与前置器的型号、是否匹配，试验合格后方可安装。对某透平压缩机而言，轴向位置是重要的测量参数。止推轴承的故障很可能是最严重的故障。轴位置测量可用于描述推力盘与止推轴承之间的相对位置，防止机械转子与定子之间的轴向摩擦。单元轴均具有合适的轴向窜动，在单元运行中，当工艺条件或单元轴因机组原因被推向末端时，会产生“烧瓦”现象，而推力瓦则受到损坏，用轴移法测量出轴偏离中心的间隙。因此，轴位移的零点是轴位移的中心位置。

在安装过程中，首先要确定设备的工作表面和非工作表面，测量推力轴承的轴向，然后把转子推到非工作表面或工作表面一侧的极限位置。一般而言，零点在中间位置（各厂家规定可能不一样），安装前置探头时，应由设备专业人员将探头调至校准量中间位置，连接探头和前置探头，用万用表测量前置探头的输出电压，调整前置探头与轴间的间隙，使前置探头的输出为显示器零到此为止的基准电压。参考电压应与位移参考电压相同，一旦确定就固定探针。

安装位移探头的方法简单而实用：由于它涉及到轴的轴向窜动，安装时可先将轴调至经验窜动位置，再将轴振动探头调至经验窜动中间位置，此时测得前置放大器输出值为+10 V即可。

2.3.3 键相及转速探头

键相测量与转速测量原理相同，都是通过测量齿轮箱的键槽（孔或齿槽）来产生脉冲频率，然后转换显示。键相和转速探头的安装可按轴式振动探头安装步骤进行，调整探头和发讯设备间距达到所需值。

2.3.4 探头安装注意事项

安装轴线振动、位移、转速探头时应注意：①探头安装时应有适当间隙；②传感器的探针与被测物体垂直；③被测物体的表面比传感器探头表面大1.5倍以上；④感应器周围应该没有强磁场；⑤在电缆引出孔处应密封并与压缩机主体相绝缘，探头尾线中间接头应牢固连接；⑥探针的安装支架应牢固地固定。

2.4 前置器的安装

前置器配有振动、位移、按键等探头，是整个传感器系统的信号处理部分，安装在现场的保护箱中。保护盒一般采用铝铸材料，避免机械损伤和污染。为了降低安装成本，可在同一箱体中配置多个前置装置，但不得改变前置探头至电缆长度。保护盒应该安装在测量探头接近轴线的地方，并且不能超过专用探头电缆长度的限制，以保证专用探头电缆的正常使用。保护箱内应安装防机械伤害、防腐蚀及强电磁干扰的保护装置，防止高温环境中明显的蒸气和水珠的产生。保护盒的安装位置应避免影响使用和维修。探测器与前驱器用专用同轴线连接，同轴线穿入金属软管内，尾线与尾线的螺纹扣点应牢固连接，并用绝缘胶带包裹。

2.5 旋转机械量仪表系统故障对策

（1）轴振动、位移（胀差）显示跳动。可能原因是探头安装支架的强度不够或者没有固定好。如果检查探头固定正常，则应进一步检查前置器外壳、延长电缆高频接头、信号地线是否与外壳或大地相连接，以排除短路点使其绝缘。

（2）轴振动显示不变化。这类故障通常是由于传感器损坏或信号线路短路造成的。

（3）无转速显示。可能原因是传感器接线有误或损坏。当测速与实际不一致时，应检查仪表设置的齿数和系数是否与机组参数一致。

（4）转速显示跳动。可能是由于传感器与仪表的连接断开或接头接触不良引起，或者屏蔽效果不佳。

3 结语

压缩机本体仪表最独特的安装方式主要有轴瓦温度探头、振动、位移、转速、键相等。在安装中要与设备安装保持良好的配合。测试中，当某些性能指标超过规定时，需要打开压缩机的盖子进行检查，这样就需要拆除机身内部已经安装的探头重新安装，所以在施工中探头可能需要多次重复安装。在重复拆除安装时，要注意保护探头和尾线，安装前要重新测试，在保证探头性能正常后再安装使用。