【壓縮機(jī)網(wǎng)】1、引言

　　雙螺桿壓縮機(jī)是苯乙烯裝置的關(guān)鍵設(shè)備，其安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平直接影響著苯乙烯裝置的穩(wěn)定生產(chǎn)。軸封泄漏是雙螺桿壓縮機(jī)運(yùn)行過程中的主要故障之一。苯乙烯裝置C-3001機(jī)組由國內(nèi)某公司制造，是苯乙烯的關(guān)鍵設(shè)備，屬于特護(hù)機(jī)組，其軸封質(zhì)量和使用壽命是機(jī)組安穩(wěn)長運(yùn)行的重要因素。機(jī)組近期出現(xiàn)異常聲音，軸封處有摩擦異響。

　　2、機(jī)組概述

　　該螺桿壓縮機(jī)型號為LG448/0.028～0.163。機(jī)組為固定式抽真空機(jī)組，經(jīng)一級噴水抽吸壓縮，入口壓力為0.028MPa(A)，出口壓力為0.163MPa(A)，螺桿直徑為630mm，長度為1020mm，額定轉(zhuǎn)速為3050r/min，入口流量為448m3/min。由汽輪機(jī)（943kW）通過減速齒輪箱驅(qū)動螺桿壓縮機(jī)。盤車裝置設(shè)在壓縮機(jī)進(jìn)氣端陽轉(zhuǎn)子上，可連續(xù)盤車，盤車轉(zhuǎn)速為30r/min。

　　根據(jù)壓縮介質(zhì)的組分，采用噴工藝水內(nèi)冷，不僅使壓縮過程接近等溫壓縮而節(jié)能外，還能減少噪聲，又能增加機(jī)組的抽吸能力以提高入口真空度。

　　該尾氣螺桿壓縮機(jī)組由汽輪機(jī)通過金屬疊片撓性聯(lián)軸器直接驅(qū)動螺桿壓縮機(jī)，汽輪機(jī)和壓縮機(jī)安裝在共用底座上。螺桿壓縮機(jī)采用上進(jìn)下出形式，螺桿壓縮機(jī)的陰、陽螺桿轉(zhuǎn)子水平且平行地配置在殼體內(nèi)，靠進(jìn)、排氣端座內(nèi)的滑動軸承支撐。在陰、陽螺桿上的排氣端外側(cè)裝有滑動止推軸承，承受由吸入和排出壓力差而產(chǎn)生的軸向推力。在吸入側(cè)和和排出側(cè)的軸承與螺桿轉(zhuǎn)子之間設(shè)有軸封裝置，在軸封裝置靠近螺桿轉(zhuǎn)子端與靠近軸承端都充入氮?dú)庖苑乐菇橘|(zhì)氣體和潤滑油泄漏。

　　3、軸封故障

　　壓縮機(jī)在運(yùn)行中出現(xiàn)水平振動速度略有增大，軸封處有一定溫升，軸封系統(tǒng)排污管收集罐收集到黃色粉末狀雜質(zhì)。

　　4、分析檢查

　　停機(jī)后，檢查機(jī)組同步齒輪，同步齒輪設(shè)置在陰、陽螺桿轉(zhuǎn)子在吸氣端外側(cè)，同步齒輪的速比與螺桿轉(zhuǎn)子的速比相等。陰、陽螺桿轉(zhuǎn)子靠軸承支撐和同步齒輪厚薄片的調(diào)整來保證陰、陽轉(zhuǎn)子之間，轉(zhuǎn)子與氣缸之間，螺桿轉(zhuǎn)子端面與氣缸壁之間均有較小的間隙。螺桿轉(zhuǎn)子是壓縮機(jī)的關(guān)鍵部件，陽轉(zhuǎn)子有四個凸齒，陰轉(zhuǎn)子有六個與之相嚙合的凹槽。一對嚙合的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)運(yùn)動與殼體上的進(jìn)氣口、排氣口組成螺桿壓縮機(jī)的吸氣、壓縮和排氣三個過程。在吸氣與排氣之間形成三個壓縮腔，因此壓縮機(jī)的內(nèi)壓比大，抽吸介質(zhì)的真空度也大。依次清理檢查陰陽轉(zhuǎn)子上的同步齒輪各嚙合齒，未發(fā)現(xiàn)齒接觸異常。

　　檢查壓縮機(jī)螺桿，螺桿轉(zhuǎn)子型線為SRM-A型線，外徑為φ630mm，長度為1020mm，扭角為300o左右。螺桿轉(zhuǎn)子的齒頂和端面上制有密封棱邊，轉(zhuǎn)子與殼體之間的微小間隙就靠這些棱邊來保證。在拆裝時，維修人員用膠皮保護(hù)螺桿轉(zhuǎn)子型線和棱邊，未發(fā)現(xiàn)有摩擦痕跡。陽、陰螺桿轉(zhuǎn)子都是采用鍛件加工而成，轉(zhuǎn)子材質(zhì)為2Cr13，具有足夠強(qiáng)度和剛度，對于介質(zhì)有一定的抗腐蝕性能。

　　陰陽轉(zhuǎn)子是依靠一對同步齒輪，使陰陽轉(zhuǎn)子不接觸的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，同步齒輪為中硬齒面齒輪，材質(zhì)為42CrMo，經(jīng)熱處理后，硬度HRC45，齒面經(jīng)過磨齒，精度等級為655LM。從油站來的壓力潤滑油，噴到齒面上冷卻潤滑齒輪。小齒輪、大齒輪分別安裝于壓縮機(jī)吸入端外側(cè)的陽轉(zhuǎn)子和陰轉(zhuǎn)子軸頸上。調(diào)整大齒輪的厚齒片與小齒輪嚙合時，使螺桿齒型各處的嚙合間隙均勻，再將大齒輪的薄齒片與厚齒片錯位，使薄齒片齒型的另一面與大齒輪嚙合時，具有0.05～0.07mm間隙，在大齒輪上打定位銷孔，固定兩片齒輪的相對位置，螺桿轉(zhuǎn)子之間都具有一定的間隙，以確保壓縮機(jī)正常工作。
檢查壓縮機(jī)的滑動軸承，本機(jī)進(jìn)氣端在陽、陰螺桿轉(zhuǎn)子的密封裝置與同步齒輪之間，設(shè)有徑向滑動軸承。排氣端在陽、陰螺桿轉(zhuǎn)子的密封裝置外側(cè)，設(shè)有止推徑向滑動軸承和止推滑動軸承。所有軸承都由油站輸送來的壓力潤滑油冷卻潤滑。

　　徑向滑動軸承支撐螺桿承受徑向力。軸承間隙對螺桿嚙合間隙，螺桿外圓與殼體之間的間隙都有影響，必須嚴(yán)格控制。

　　止推滑動軸承中的止推塊承受壓縮機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時，由吸入和排出的壓力差而產(chǎn)生的推力。另外，止推徑向滑動軸承中的止推軸承還可承受壓縮機(jī)啟動時同步齒輪引起的推力以及因緊急停車時螺桿反轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的推力。

　　止推軸承軸向間隙，直接影響螺桿轉(zhuǎn)子端面與殼體的間隙。當(dāng)軸承因磨損間隙增大時，可以重新調(diào)整軸承的軸向間隙。

　　檢查螺桿壓縮機(jī)的軸封裝置，再吊開壓縮機(jī)上蓋，陽、陰轉(zhuǎn)子的進(jìn)端和排端都采用碳環(huán)密封結(jié)構(gòu)。其中在陽、陰轉(zhuǎn)子的進(jìn)端填料箱中裝有4個整體的石墨密封環(huán)，在陽、陰轉(zhuǎn)子的排端填料箱中裝有6個整體的石墨密封環(huán)，石墨密封環(huán)的外圓處有保護(hù)環(huán)。吊開上蓋后，發(fā)現(xiàn)進(jìn)氣端軸封外殼體處有大量黃色粉末堆積，排氣端也有少量積聚。如圖所示：

　　按照廠家技術(shù)要求，石墨環(huán)與螺桿軸之間有微小的間隙，環(huán)是靜止?fàn)顟B(tài)，軸與環(huán)接觸時，環(huán)能自由地徑向移動，避免損傷軸表面。該碳環(huán)密封結(jié)構(gòu)設(shè)有兩級緩沖氣，靠近壓縮腔的第一級可采用蒸氣或氮?dú)庾鳛榫彌_氣，靠近軸承端的第二級采用氮?dú)庾鳛榫彌_氣，以阻止介質(zhì)氣體泄漏。另外，在石墨環(huán)之間設(shè)有回氣環(huán)，它與高位放空管接通，殘余混合氣體經(jīng)高位管放空。

　　第一級氮?dú)饷芊夤芟担旱谝患壍獨(dú)饪偣軌毫?.2～0.3MPa，經(jīng)100目濾網(wǎng)過濾后，分成管徑DN25的兩路管子，經(jīng)自立式調(diào)節(jié)閥調(diào)壓后，一路進(jìn)入螺桿壓縮機(jī)組進(jìn)端的密封裝置的兩個氮?dú)馊肟?。另一路進(jìn)入螺桿壓縮機(jī)排端的密封裝置的兩個氮?dú)膺M(jìn)入口。進(jìn)端的氮?dú)鈮毫?.02MPa左右，排端的氮?dú)鈮毫?.05 MPa左右。

　　壓縮機(jī)排端有4個高位放空口，進(jìn)氣端有2個高位放空口，所有第一級高位放空口集中到一根總管上，再分成兩路，一路DN50，接至高位放空管；另一路DN25為排凝管。排端兩個第二級放空口集中到一個總管上，接至高位放空管。高位放空管和排凝管由用戶制作安裝。

　　第二級氮?dú)饷芊夤芟担旱诙壍獨(dú)饪偣軌毫?.2～0.3MPa，經(jīng)過100目濾網(wǎng)過濾后，經(jīng)自力調(diào)節(jié)閥降壓后，壓力為0.02MPa，分成兩路DN25的管子，進(jìn)入進(jìn)端和排端密封裝置的氮?dú)馊肟凇Ｔ谶M(jìn)端分成兩路進(jìn)入進(jìn)端的兩個密封裝置，在排端也分成兩路進(jìn)入排端的兩個密封裝置。

　　壓縮機(jī)進(jìn)端和排端的兩個密封裝置的排污孔分別并成DN25管子與兩個收集器接通。收集器頂上接DN50高放位空管，收集器下端接排污管。

　　通過外部觀察已經(jīng)判斷石墨環(huán)的保護(hù)環(huán)已經(jīng)磨損，材質(zhì)為黃銅，軸封外圓積存的粉末是磨損后堆積在殼體和軸封體之間，因?yàn)辄S銅保護(hù)環(huán)直徑約320mm，環(huán)寬約12mm，壁厚0.3mm，是依靠8條M10內(nèi)六角螺絲緊固軸向位置，緊固力矩的不平衡，保護(hù)銅環(huán)壁厚設(shè)計強(qiáng)度的偏低，最終導(dǎo)致環(huán)在上緊后傾斜與軸偏磨是故障產(chǎn)生的原因，最終經(jīng)與現(xiàn)場廠家技術(shù)人員溝通、測量，將銅環(huán)材質(zhì)替換成不銹鋼材質(zhì)，將環(huán)壁厚調(diào)整為1.5mm，規(guī)范緊固螺栓上緊力矩。

　　依照壓縮機(jī)技術(shù)要求，壓縮機(jī)在進(jìn)行大修后，轉(zhuǎn)子的嚙合間隙、軸向間隙均應(yīng)復(fù)測和調(diào)整。通過組裝后，檢查軸封密封石墨環(huán)，浮動良好。軸封裝置的拆檢回裝保證各項技術(shù)要求：
a) 組裝次序：按順序氮?dú)膺M(jìn)氣環(huán)，密封環(huán)(碳環(huán))，氮?dú)饣貧猸h(huán)等，壓緊填料后蓋；

　　b) 檢查測量密封環(huán)與軸頸之間的間隙不得超過0.25mm，若超過則需更換。

　　c) 軸封裝置成套總組裝成后，再裝入壓縮機(jī)殼體內(nèi)。

　　壓縮機(jī)關(guān)鍵質(zhì)量控制點(diǎn)：軸向間隙的調(diào)整

　　拆下排氣端壓蓋，將陰、陽螺桿轉(zhuǎn)子推向進(jìn)氣側(cè)，微微托起球面止推軸承，使其對中均勻緊密貼合，當(dāng)按工作轉(zhuǎn)向盤動陽轉(zhuǎn)子時，兩轉(zhuǎn)子應(yīng)無軸向竄動。

　　壓縮機(jī)關(guān)鍵質(zhì)量控制點(diǎn)：螺桿轉(zhuǎn)子嚙合間隙的調(diào)整

　　陰、陽螺桿轉(zhuǎn)子在圖示位置測量轉(zhuǎn)子嚙合間隙，分吸氣端、中段和排氣端三部分測量。一般上、下間隙之和為0.50～0.70，上、下間隙大致相等。

　　若所測得的間隙不符合技術(shù)要求，應(yīng)松掉同步齒輪銷釘及鎖緊螺栓，重新調(diào)整到規(guī)定數(shù)值。

　　在蓋上氣缸體上蓋后，首先要擰緊兩轉(zhuǎn)子中間的軸承螺栓，然后按對角線將其它軸承螺栓擰緊。

　　5、壓縮機(jī)啟動前對軸封系統(tǒng)的調(diào)試檢查

　　氮?dú)庀到y(tǒng)調(diào)試：開啟氮?dú)膺M(jìn)氣閥，通過自力調(diào)節(jié)閥調(diào)整氮?dú)膺M(jìn)入排端第一級密封裝置的壓力為0.05 MPa，其余各密封氣入口的壓力為0.02MPa。并檢查各氮?dú)夤苈肥欠裢〞常呶环趴展苁欠裢〞?，排污閥是否完好。確認(rèn)通暢、完好、無泄漏。開啟氮?dú)忾y門，查看氮?dú)膺M(jìn)入密封裝置的壓力是否正常。

　　6、壓縮機(jī)日常維護(hù)巡檢注意事項

　　通過對壓縮機(jī)軸封局部零件石墨浮動環(huán)保護(hù)環(huán)的改進(jìn)，使壓縮機(jī)軸封更為可靠，軸封檢修更為穩(wěn)定可控。通過此次故障使運(yùn)行人員和檢修人員在日常壓縮機(jī)巡檢時針對軸封有的放矢若：若壓縮機(jī)有黑色煙逸出，且伴隨著殼體對應(yīng)軸封部位發(fā)熱，極有可能是軸封碳環(huán)旋轉(zhuǎn)所至，應(yīng)停機(jī)檢查排除故障。若出現(xiàn)藍(lán)煙，可能是填料壓蓋螺紋與螺桿軸有輕微接觸，或者是軸承損壞所至，也應(yīng)停機(jī)檢查排除故障，提高壓縮機(jī)的巡檢質(zhì)量。

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