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螺杆壓縮機振動故障的分析及處理

螺杆壓縮機是工作部件作高效回轉運動的容積式壓縮機械, 通過工作容積縮小進行氣體壓縮, 除了兩個高速回轉的螺杆轉子外, 沒有其它運動部件, 同時具備回轉式壓縮機和往復式壓縮機的優點, 如體積小、重量輕、運轉平穩、易損件少、效率高以及能量無級調節等, 在現代化工業及壓縮機行業得到迅速發展和應用。

1、設備基本情況

某石化企業為滿足油田採油需要.驅油聚合物產品生產擴能, 使用螵杆壓縮機用於製冷劑R134a的壓縮, 壓縮機型號為RwB26761.製冷量為1 090.2kw, 轉速為2 950r/min, 陰陽齒數分別為6、4.通過膜片聯軸器與電機連接。

2010年4月10日投入運行後, 應用本特利可擕式數采器進行監測, 壓縮機振動合格, 運行到6月29日, 壓縮機振動突然增大, 為分析振動原因和便於比較, 繼續採用本特利可擕式數采器對其進行監測, 測點佈置如圖1所示。 測點3、4各向振動值比較見表1。 壓縮機振動達到9.5mm/s, 超過標準7.1mm/s, 監測結果顯示, 壓縮機徑向振動變化不大, 而軸向振動大幅增加, 說明存在故障。 為便於全面分析, 同時監測壓縮機底角振動, 底角1一4的振動值分別為3.49、1.84、1.78、1.74mm/s。

2、故障分析

壓縮機驅動側徑向和前後軸承軸向振動相對較大, 首先分析壓縮機前軸承水準、垂直、軸向和後軸承軸向頻譜.如圖2—6所示。

由圖2—6可得到如下資訊:

a.從振動方向看, 軸向振動是產生強烈振動的主要原因;

b.從軸向振動頻譜看, 絕對主導頻率均為198Hz(為嚙合頻率), 其它頻率分量如陰陽轉子的轉頻及倍頻可忽略不計;

c.從振動值看,

軸向振動遠遠大於徑向振動;

d.從底角振動值及頻譜看, 頻率以嚙合頻率為主, 且4個底角振動不一致。

噴油螺杆壓縮機是依靠螺旋狀的陰陽轉子的相互嚙合運轉的, 轉子的軸向振動要比其它類型的壓縮機大。 但本案例中, 壓縮機在運行初期振動良好, 軸向振動是機組運行一段時間後增大的, 說明壓縮機存在故障。 在頻譜分析的基礎上, 結合螺杆壓縮機的工作原理和有關資料及生產流程, 為避免診斷結果不確定, 產生漏診和誤診的現象, 採用正向推理的方法.認為引起壓縮機振動的原因有:

a.機組操作不當.噴人過量的潤滑油;

b.壓縮機地腳螺栓鬆動或地腳鋼架剛度小:

c.壓縮機與電機不對中;

d.壓縮機管道共振使振動加劇;

e.壓縮機推力軸承間隙不當或磨損.陰陽轉子在運轉時, 受到附加的不平衡力作用。

3、故障處理

產生振動的原因較多, 根據分析結論.採取由易到難的措施、逐步排出的方法進行消振。 對機組進行全面檢查後, 按正常啟機程式啟動壓縮機, 調整各工藝參數至正常值, 主要檢查是否吸人過量的潤滑油, 若吸入過量, 則振動劇烈, 需停機排液;檢查壓縮機底角和支承鋼架.由振動值知, 壓縮機驅動側底角振動大且有偏差, 說明地腳螺栓鬆動, 螺栓需重新緊固;驅動側地腳工字鋼架在垂直方向振動大, 加固地腳鋼架並重新找正;複查聯軸器對中, 壓縮機採用膜片聯軸器與電機相聯接, 為判斷對中情況, 監測電機驅動側振動, 頻譜以1×倍頻為主。在壓縮機驅動側頻譜中2×倍頻振動幅值相對較高,可能是綜合不對中,複查聯軸器對中並重新調整對中量;檢查出入口工藝管線,出人口工藝管線採用硬管與壓縮機連接,調整原管道的支吊架或改變位置及加固管線,消除共振引起的振動過大。

採取每一項措施後,檢查、監測機組振動情況,發現機組振動暫時有所好轉,但運行幾小時後,振動值仍然上升,說明還沒有從根本上消除振動,上述幾方面並不是引起壓縮機振動的主要原因,需從壓縮機本身尋找振動原因。

軸承檢查,螺杆壓縮機是依靠陰陽螺杆的嚙合而輸送介質的容積式壓縮機.壓縮機運轉時,轉子在排氣端受到的軸向推力遠大於吸氣端的軸向力,為平衡此推力採用向心軸向推力軸承。通過對機組結構及陰陽轉子運轉過程的受力進行了分析,認為推力軸承間隙不當,轉子運轉時,溫度升高,間隙變化引起摩擦、撞擊或嚙合衝擊。拆卸軸承後,發現排氣側軸承軸向定位間隙變大,是轉子運行中產生不平衡力的主要原因,由機組運行一段時間後.機組溫度升高,振動增大的現象來看,也說明了這一故障。按壓縮機說明書及相關標準調整了軸承壓蓋和軸承外圈端面的間隙及轉子與排氣端貼合面間隙,使其在標準間隙範圍內,以減少軸向方上轉子在運轉過程中的不平衡力。經處理後機組啟動運行各點振動均在合格範圍內

頻譜以1×倍頻為主。在壓縮機驅動側頻譜中2×倍頻振動幅值相對較高,可能是綜合不對中,複查聯軸器對中並重新調整對中量;檢查出入口工藝管線,出人口工藝管線採用硬管與壓縮機連接,調整原管道的支吊架或改變位置及加固管線,消除共振引起的振動過大。

採取每一項措施後,檢查、監測機組振動情況,發現機組振動暫時有所好轉,但運行幾小時後,振動值仍然上升,說明還沒有從根本上消除振動,上述幾方面並不是引起壓縮機振動的主要原因,需從壓縮機本身尋找振動原因。

軸承檢查,螺杆壓縮機是依靠陰陽螺杆的嚙合而輸送介質的容積式壓縮機.壓縮機運轉時,轉子在排氣端受到的軸向推力遠大於吸氣端的軸向力,為平衡此推力採用向心軸向推力軸承。通過對機組結構及陰陽轉子運轉過程的受力進行了分析,認為推力軸承間隙不當,轉子運轉時,溫度升高,間隙變化引起摩擦、撞擊或嚙合衝擊。拆卸軸承後,發現排氣側軸承軸向定位間隙變大,是轉子運行中產生不平衡力的主要原因,由機組運行一段時間後.機組溫度升高,振動增大的現象來看,也說明了這一故障。按壓縮機說明書及相關標準調整了軸承壓蓋和軸承外圈端面的間隙及轉子與排氣端貼合面間隙,使其在標準間隙範圍內,以減少軸向方上轉子在運轉過程中的不平衡力。經處理後機組啟動運行各點振動均在合格範圍內

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