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噪音异常:压缩机头拆解数次,换了两套转子找到问题根源

   【压缩机网背景
  炼油厂各装置所排放的低压瓦斯经分液罐以及沿途低点排凝后,进入气柜回收,经螺杆压缩机升压后,进入高压瓦斯管网至各用户中压瓦斯管网送至锅炉。
 
  洛阳炼油厂近几年因所炼原油高含硫,从而低压瓦斯富含酸性气体H2S。而装置的1#2#螺杆压缩机组是喷水式螺杆压缩机,介质中的酸性气和水化合后对主机转子造成很大的腐蚀,尤其是排气端端面。虽然在机头大修后,各装配尺寸和间隙都满足技术规范,但开机后,机组产生的噪音异常,导致机组无法正常运行。作为装置的核心特护设备,一旦机组出现故障停机,便会导致气柜瓦斯量大,只能放至火炬烧掉,不仅浪费而且会对环境造成污染。
 
  故障
  洛阳炼油厂气体车间气柜有1#2#两台螺杆压缩机组。1#2#机型号相同,为LG30/8.0。自2016年以来,1#2#机组开始频繁大修,其中1#机机头大修过程中发现压缩机排气端面腐蚀严重,腐蚀源自近年来原油中高含硫,导致瓦斯气中有大量H2S气体,由于1#2#机为喷水机组,喷淋水和H2S形成酸液腐蚀了转子。排气端面出现凹凸不平坑点,深度近2mm。虽然排气端端面间隙仍然调整至0.10mm,进气端端面间隙为1.1mm。符合机组排气端端面间隙标准0.09mm-0.11mm,但开机后出现进气端异常噪音和振动,无法正常运行。
 
  1#机组是喷水式螺杆压缩机,滚动轴承定位(角接触球轴承7315BECBM两套),径向轴承(NU315BECBM两套)。同步齿轮传动。
 
  1#机转子排气端端面腐蚀情况如图1。
噪音异常:压缩机头拆解数次,换了两套转子找到问题根源
  1#2#机主要技术参数:
 
  型号:LG30/8.0
 
  形式:撬装式喷液螺杆压缩机组
 
  螺杆公称直径:255毫米
 
  螺杆长径比:1.65
 
  主电机转速:3000rpm
 
  机组额定总功率:288kW
 
  机组冷却方式:水冷却机组
 
  润滑方式:压力润滑
 
  本机组性能参数如下:
 
  进气压力:-10kPa~10kPa;低于-5kPa报警;低于-10kPa联锁停机
 
  进气温度:10℃~45℃
 
  排气压力:≤0.8MPa;≥0.75MPa时报警;≥0.88MPa时联锁停机并关入口蝶
 
  排气温度:<85℃;≥75℃是报警;>85℃时联锁停机
 
  轴功率:<220kW
 
  安全泄放压力=0.88MPa
 
  润滑油系统:
  1、润滑油压力:机组允许启动油压≥0.4MPa;正常工作油压0.5~0.90MPa;
 
  ≤0.4MPa报警并启动辅助油;≤0.3MPa时联锁停机;油压≥0.5MPa时停辅助油;滤网前后压差≥0.1MPa是报警,应即时切换过滤器;
 
  2、润滑油温度:正常油温18℃~60℃;<18℃报警,应手动启动电加热器;油温≥27℃时自停加热;油温≥60℃时报警;
 
  3、油位:正常油位40~80%;油位≤50%时报警;
 
  水系统参数:
  流量:20~25T/h   压力:0.4MPa
 
  氮气参数:
  流量:3m3/h        压力:0.4MPa
 
  电机主要参数:
 
  电压:6000V        电流:31.5A
 
  前后轴承温度:
 
  正常温度:0~80℃;报警温度:大于等于80℃;
 
  各装配间隙及安装技术规范:
 噪音异常:压缩机头拆解数次,换了两套转子找到问题根源
  随后又拆解数次,对各部尺寸和间隙复查,均无问题,但噪音和振动始终无法消除。
 
  分析噪音与振动原因:
  1、转子排气端面腐蚀严重,转子动平衡破坏;
 
  2、转子排气端面腐蚀造成端面间隙值有假;
 
  3、转子排气端面腐蚀,所产生的凹凸坑点,相当于使排气口偏移。
 
  论证原因:
  原因1:转子排气端面腐蚀严重,转子动平衡破坏。对于本机组,转速近3000转,转子对动平衡有严格要求,通常是(0.05—1.0)N.m。排气端面的腐蚀坑点超出了要求,所以应当重新作动平衡。
 
  原因2:转子排气端面腐蚀造成端面间隙值有假。转子排气端端面间隙要求在0.09mm~0.11mm。数值要求严格,但腐蚀造成的凹凸坑点深度有近2mm,在压缩终了,凹凸坑里的存气会沿着转子泄漏三角形返回到入口端,产生噪音与振动。
 
  原因3:转子排气端面腐蚀,所产生的凹凸坑点,相当于使排气口偏移。而螺杆压缩机吸排气口的位置和形状决定了内压力比。运行工况和工艺流程中所要求的吸排气压力,决定了外压力比。与一般活塞式压缩机不同,螺杆压缩机的内外压力比可以不相等。在当排气压力大于内压缩终了压力的情况下,齿间容积与排气孔口连通的瞬时,排气孔口中的气体将迅速倒流入齿间容积中,使其中的压力从Pi突然升至Pd,然后再随着齿间容积的不断缩小,排出气体。而排气孔口的偏移导致改变了机组固有的内外压力比,会产生强烈的周期性排气噪音。
 
  最后总结出转子排气端端面腐蚀是噪声与振动的根源。但如何处理是个问题,没有先行成功的经验。近几年1#2#机组已经换了两套转子。之后随炼厂炼量扩展,车间增上了3#机。
 
  2018年,3#机组的机封泄漏故障检修,但在更换新机封时,发现转子窜动量3.5mm,随即转入大修。
 
  3#机组主要技术参数如下:
 
  型号及型式:
 
  WLVIT321/16550(11605) 螺杆压缩机
 
  FES编号:04495103—050
 
  压缩级数:单级
 
  机组冷却方式:强制油冷却机组
 
  润滑方式:稀油压力润滑
 
  瓦斯流量(入口状态):3600m3/h
 
  螺杆阳转子齿数:4
 
  螺杆阴转子齿数:6
 
  压缩机轴封:集成机械密封
 
  机组载荷调节方式:滑阀调节(0%~100%)
 
  功率:Horsepower  845(630kW)
 
  电压:Vottage :6000V
 
  转速rpm:3000
 
  频率Frequency:50

  正常运行的工艺参数:
 
  介质:火炬气介质分子量:26(平均)
 
  瓦斯入口压力:0.0~0.202MPa
 
  (0.0~2.02bar表压)
 
  瓦斯入口温度:≯45℃
 
  瓦斯出口温度:≤115℃
 
  瓦斯出口设计压力:1.24MPa(表压)
 
  3#机组是喷油式螺杆压缩机,轴承采用滑动轴承,轴向止推是推力轴瓦,阴阳转子无同步齿轮。当发现转子可窜动3.5mm时,基本可判定推力瓦磨损非常严重了。为此决定大修。解体后发现,推力瓦架都已磨损,巴氏合金完全磨掉。转子进气端面有明显磨损,但还显平整。进气端盖磨出一个圆环,有3.5mm深。转子排气端面完好。进气端盖磨损见图2。
噪音异常:压缩机头拆解数次,换了两套转子找到问题根源
  最后更换了所有轴承及推力瓦,并且转子做了动平衡,进气端盖的深槽未做处理。转子排气端面间隙为0.28mm,符合标准间隙0.25mm—0.30mm,转子进气端面间隙已达4.5mm,各项数值见下表:
 
  压缩机转子各部间隙:
噪音异常:压缩机头拆解数次,换了两套转子找到问题根源
  安装后,开机一切正常,负荷可以从0—100%自由调整,压力正常。这从实践中证明了进气端端面间隙对螺杆压缩机机组影响甚小。这次检修故障的消除为1#2#机当时的噪音振动故障提供了借鉴作用。
 
  之前我们已经发现了1#2#机产生振动和噪音的原因:是转子排气端端面因腐蚀而产生的凹凸的坑点。如果把排气端端面上车床修平,并车出密封齿,这样排气端面既消除了表面的坑点,又增加了密封齿,减少了排气端面的内泄漏。通过对排气端端面的重新定位,让其间隙仍然保证在标准范围内。相当于转子在气缸里的总窜量增大,但排气端端面间隙保证了,那么就意味着进气端端面间隙增大了,增大值即为排气端端面在车床上的轴向切削值。即2.0mm。
 
  通过3#机组已经看出,进气端端面间隙对机组的影响很小。所以1#机进气端增大的2.0mm应当可行,最终将1#机转子排气端面在车削后将转子重新做动平衡,通过调整保证阴阳转子排气端端面间隙在标准范围以内。这样通过3#机组的故障检修,找到了解决1#机噪音与振动的方法,并在实际中证明是可行的。

来源:本站原创

标签: 机头转子拆解  

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