【壓縮機(jī)網(wǎng)】背景

　　煉油廠各裝置所排放的低壓瓦斯經(jīng)分液罐以及沿途低點(diǎn)排凝后，進(jìn)入氣柜回收，經(jīng)螺桿壓縮機(jī)升壓后，進(jìn)入高壓瓦斯管網(wǎng)至各用戶中壓瓦斯管網(wǎng)送至鍋爐。

 

　　洛陽(yáng)煉油廠近幾年因所煉原油高含硫，從而低壓瓦斯富含酸性氣體H2S。而裝置的1#2#螺桿壓縮機(jī)組是噴水式螺桿壓縮機(jī)，介質(zhì)中的酸性氣和水化合后對(duì)主機(jī)轉(zhuǎn)子造成很大的腐蝕，尤其是排氣端端面。雖然在機(jī)頭大修后，各裝配尺寸和間隙都滿足技術(shù)規(guī)范，但開(kāi)機(jī)后，機(jī)組產(chǎn)生的噪音異常，導(dǎo)致機(jī)組無(wú)法正常運(yùn)行。作為裝置的核心特護(hù)設(shè)備，一旦機(jī)組出現(xiàn)故障停機(jī)，便會(huì)導(dǎo)致氣柜瓦斯量大，只能放至火炬燒掉，不僅浪費(fèi)而且會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。

 

　　故障

　　洛陽(yáng)煉油廠氣體車(chē)間氣柜有1#2#兩臺(tái)螺桿壓縮機(jī)組。1#2#機(jī)型號(hào)相同，為L(zhǎng)G30/8.0。自2016年以來(lái)，1#2#機(jī)組開(kāi)始頻繁大修，其中1#機(jī)機(jī)頭大修過(guò)程中發(fā)現(xiàn)壓縮機(jī)排氣端面腐蝕嚴(yán)重，腐蝕源自近年來(lái)原油中高含硫，導(dǎo)致瓦斯氣中有大量H2S氣體，由于1#2#機(jī)為噴水機(jī)組，噴淋水和H2S形成酸液腐蝕了轉(zhuǎn)子。排氣端面出現(xiàn)凹凸不平坑點(diǎn)，深度近2mm。雖然排氣端端面間隙仍然調(diào)整至0.10mm，進(jìn)氣端端面間隙為1.1mm。符合機(jī)組排氣端端面間隙標(biāo)準(zhǔn)0.09mm-0.11mm，但開(kāi)機(jī)后出現(xiàn)進(jìn)氣端異常噪音和振動(dòng)，無(wú)法正常運(yùn)行。

 

　　1#機(jī)組是噴水式螺桿壓縮機(jī)，滾動(dòng)軸承定位（角接觸球軸承7315BECBM兩套），徑向軸承（NU315BECBM兩套）。同步齒輪傳動(dòng)。

 

　　1#機(jī)轉(zhuǎn)子排氣端端面腐蝕情況如圖1。

　　1#2#機(jī)主要技術(shù)參數(shù)：

 

　　型號(hào)：LG30/8.0

 

　　形式：撬裝式噴液螺桿壓縮機(jī)組

 

　　螺桿公稱直徑：255毫米

 

　　螺桿長(zhǎng)徑比：1.65

 

　　主電機(jī)轉(zhuǎn)速：3000rpm

 

　　機(jī)組額定總功率：288kW

 

　　機(jī)組冷卻方式：水冷卻機(jī)組

 

　　潤(rùn)滑方式：壓力潤(rùn)滑

 

　　本機(jī)組性能參數(shù)如下：

 

　　進(jìn)氣壓力：－10kPa～10kPa；低于－5kPa報(bào)警；低于－10kPa聯(lián)鎖停機(jī)

 

　　進(jìn)氣溫度：10℃～45℃

 

　　排氣壓力：≤0.8MPa；≥0.75MPa時(shí)報(bào)警；≥0.88MPa時(shí)聯(lián)鎖停機(jī)并關(guān)入口蝶閥。

 

　　排氣溫度：＜85℃；≥75℃是報(bào)警；＞85℃時(shí)聯(lián)鎖停機(jī)

 

　　軸功率：＜220kW

 

　　安全閥泄放壓力＝0.88MPa

 

　　潤(rùn)滑油系統(tǒng)：

　　1、潤(rùn)滑油壓力：機(jī)組允許啟動(dòng)油壓≥0.4MPa；正常工作油壓0.5～0.90MPa；

 

　　≤0.4MPa報(bào)警并啟動(dòng)輔助油泵；≤0.3MPa時(shí)聯(lián)鎖停機(jī)；油壓≥0.5MPa時(shí)停輔助油泵；濾網(wǎng)前后壓差≥0.1MPa是報(bào)警，應(yīng)即時(shí)切換過(guò)濾器；

 

　　2、潤(rùn)滑油溫度：正常油溫18℃～60℃；＜18℃報(bào)警，應(yīng)手動(dòng)啟動(dòng)電加熱器；油溫≥27℃時(shí)自停加熱；油溫≥60℃時(shí)報(bào)警；

 

　　3、油位：正常油位40～80％；油位≤50％時(shí)報(bào)警；

 

　　水系統(tǒng)參數(shù)：

　　流量：20～25T/h   壓力：0.4MPa

 

　　氮?dú)鈪?shù)：

　　流量：3m3/h        壓力：0.4MPa

 

　　主電機(jī)主要參數(shù)：

 

　　電壓：6000V        電流：31.5A

 

　　前后軸承溫度：

 

　　正常溫度：0～80℃；報(bào)警溫度：大于等于80℃；

 

　　各裝配間隙及安裝技術(shù)規(guī)范：

　

　　隨后又拆解數(shù)次，對(duì)各部尺寸和間隙復(fù)查，均無(wú)問(wèn)題，但噪音和振動(dòng)始終無(wú)法消除。

 

　　分析噪音與振動(dòng)原因：

　　1、轉(zhuǎn)子排氣端面腐蝕嚴(yán)重，轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡破壞；

 

　　2、轉(zhuǎn)子排氣端面腐蝕造成端面間隙值有假；

 

　　3、轉(zhuǎn)子排氣端面腐蝕，所產(chǎn)生的凹凸坑點(diǎn)，相當(dāng)于使排氣口偏移。

 

　　論證原因：

　　原因1：轉(zhuǎn)子排氣端面腐蝕嚴(yán)重，轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡破壞。對(duì)于本機(jī)組，轉(zhuǎn)速近3000轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子對(duì)動(dòng)平衡有嚴(yán)格要求，通常是（0.05—1.0）N.m。排氣端面的腐蝕坑點(diǎn)超出了要求，所以應(yīng)當(dāng)重新作動(dòng)平衡。

 

　　原因2：轉(zhuǎn)子排氣端面腐蝕造成端面間隙值有假。轉(zhuǎn)子排氣端端面間隙要求在0.09mm～0.11mm。數(shù)值要求嚴(yán)格，但腐蝕造成的凹凸坑點(diǎn)深度有近2mm，在壓縮終了，凹凸坑里的存氣會(huì)沿著轉(zhuǎn)子泄漏三角形返回到入口端，產(chǎn)生噪音與振動(dòng)。

 

　　原因3：轉(zhuǎn)子排氣端面腐蝕，所產(chǎn)生的凹凸坑點(diǎn)，相當(dāng)于使排氣口偏移。而螺桿壓縮機(jī)吸排氣口的位置和形狀決定了內(nèi)壓力比。運(yùn)行工況和工藝流程中所要求的吸排氣壓力，決定了外壓力比。與一般活塞式壓縮機(jī)不同，螺桿壓縮機(jī)的內(nèi)外壓力比可以不相等。在當(dāng)排氣壓力大于內(nèi)壓縮終了壓力的情況下，齒間容積與排氣孔口連通的瞬時(shí)，排氣孔口中的氣體將迅速倒流入齒間容積中，使其中的壓力從Pi突然升至Pd，然后再隨著齒間容積的不斷縮小，排出氣體。而排氣孔口的偏移導(dǎo)致改變了機(jī)組固有的內(nèi)外壓力比，會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的周期性排氣噪音。

 

　　最后總結(jié)出轉(zhuǎn)子排氣端端面腐蝕是噪聲與振動(dòng)的根源。但如何處理是個(gè)問(wèn)題，沒(méi)有先行成功的經(jīng)驗(yàn)。近幾年1#2#機(jī)組已經(jīng)換了兩套轉(zhuǎn)子。之后隨煉廠煉量擴(kuò)展，車(chē)間增上了3#機(jī)。

 

　　2018年，3#機(jī)組的機(jī)封泄漏故障檢修，但在更換新機(jī)封時(shí)，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)子竄動(dòng)量3.5mm，隨即轉(zhuǎn)入大修。

 

　　3#機(jī)組主要技術(shù)參數(shù)如下：

 

　　型號(hào)及型式：

 

　　WLVIT321/16550(11605) 螺桿壓縮機(jī)

 

　　FES編號(hào)：04495103—050

 

　　壓縮級(jí)數(shù)：?jiǎn)渭?jí)

 

　　機(jī)組冷卻方式：強(qiáng)制油冷卻機(jī)組

 

　　潤(rùn)滑方式：稀油壓力潤(rùn)滑

 

　　瓦斯流量（入口狀態(tài)）：3600m3/h

 

　　螺桿陽(yáng)轉(zhuǎn)子齒數(shù)：4

 

　　螺桿陰轉(zhuǎn)子齒數(shù)：6

 

　　壓縮機(jī)軸封：集成機(jī)械密封

 

　　機(jī)組載荷調(diào)節(jié)方式：滑閥調(diào)節(jié)（0%～100%）

 

　　功率：Horsepower  845（630kW）

 

　　電壓：Vottage ：6000V

 

　　轉(zhuǎn)速rpm：3000

 

　　頻率Frequency：50

　　正常運(yùn)行的工藝參數(shù)：

 

　　介質(zhì)：火炬氣介質(zhì)分子量：26（平均）

 

　　瓦斯入口壓力：0.0～0.202MPa

 

　　（0.0～2.02bar表壓）

 

　　瓦斯入口溫度：≯45℃

 

　　瓦斯出口溫度：≤115℃

 

　　瓦斯出口設(shè)計(jì)壓力：1.24MPa（表壓）

 

　　3#機(jī)組是噴油式螺桿壓縮機(jī)，軸承采用滑動(dòng)軸承，軸向止推是推力軸瓦，陰陽(yáng)轉(zhuǎn)子無(wú)同步齒輪。當(dāng)發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)子可竄動(dòng)3.5mm時(shí)，基本可判定推力瓦磨損非常嚴(yán)重了。為此決定大修。解體后發(fā)現(xiàn)，推力瓦架都已磨損，巴氏合金完全磨掉。轉(zhuǎn)子進(jìn)氣端面有明顯磨損，但還顯平整。進(jìn)氣端蓋磨出一個(gè)圓環(huán)，有3.5mm深。轉(zhuǎn)子排氣端面完好。進(jìn)氣端蓋磨損見(jiàn)圖2。

　　最后更換了所有軸承及推力瓦，并且轉(zhuǎn)子做了動(dòng)平衡，進(jìn)氣端蓋的深槽未做處理。轉(zhuǎn)子排氣端面間隙為0.28mm，符合標(biāo)準(zhǔn)間隙0.25mm—0.30mm，轉(zhuǎn)子進(jìn)氣端面間隙已達(dá)4.5mm，各項(xiàng)數(shù)值見(jiàn)下表：

 

　　壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子各部間隙：

　　安裝后，開(kāi)機(jī)一切正常，負(fù)荷可以從0—100%自由調(diào)整，壓力正常。這從實(shí)踐中證明了進(jìn)氣端端面間隙對(duì)螺桿壓縮機(jī)機(jī)組影響甚小。這次檢修故障的消除為1#2#機(jī)當(dāng)時(shí)的噪音振動(dòng)故障提供了借鑒作用。

 

　　之前我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了1#2#機(jī)產(chǎn)生振動(dòng)和噪音的原因：是轉(zhuǎn)子排氣端端面因腐蝕而產(chǎn)生的凹凸的坑點(diǎn)。如果把排氣端端面上車(chē)床修平，并車(chē)出密封齒，這樣排氣端面既消除了表面的坑點(diǎn)，又增加了密封齒，減少了排氣端面的內(nèi)泄漏。通過(guò)對(duì)排氣端端面的重新定位，讓其間隙仍然保證在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。相當(dāng)于轉(zhuǎn)子在氣缸里的總竄量增大，但排氣端端面間隙保證了，那么就意味著進(jìn)氣端端面間隙增大了，增大值即為排氣端端面在車(chē)床上的軸向切削值。即2.0mm。

 

　　通過(guò)3#機(jī)組已經(jīng)看出，進(jìn)氣端端面間隙對(duì)機(jī)組的影響很小。所以1#機(jī)進(jìn)氣端增大的2.0mm應(yīng)當(dāng)可行，最終將1#機(jī)轉(zhuǎn)子排氣端面在車(chē)削后將轉(zhuǎn)子重新做動(dòng)平衡，通過(guò)調(diào)整保證陰陽(yáng)轉(zhuǎn)子排氣端端面間隙在標(biāo)準(zhǔn)范圍以內(nèi)。這樣通過(guò)3#機(jī)組的故障檢修，找到了解決1#機(jī)噪音與振動(dòng)的方法，并在實(shí)際中證明是可行的。

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