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          案例分析羅茨壓縮機操作與維護保養

            【壓縮機網】2016年12月20日晚18:00左右,青島美高集團有限公司一生產車間JSFR-200三葉羅茨壓縮機突然因軸承損壞,電機跳閘。由于沒有備用機,停機意味著停產,而當時生產時間緊,任務重。于是車間組織維修人員進行搶修,大約22:00,檢修完畢,開機運行不到半小時,隨著一聲悶響,電機跳閘。經檢查,發現轉子破碎,卡死在機體內,機殼也出現裂紋,齒輪輪齒脫落,機器報廢,被迫停產。所幸未造成人員傷害,本次事故造成公司直接和間接損失10多萬元。

            分析這起事故,主要是由于維修人員缺乏必要的羅茨壓縮機維修知識,操作人員缺乏日常巡檢,管理人員缺乏相應地設備管理。這絕不僅僅是個個例,目前很多中小微企業,雖然用到羅茨壓縮機的地方不少,但在操作、維修保養以及管理等方面還存在著很多問題,導致事故頻發,給企業造成了不小的經濟損失。輕則設備損壞,重則出現人員傷亡事故,甚至導致停產。因此,羅茨壓縮機的使用管理規范顯得尤為重要。

            那么,如何避免事故的發生呢?下面我們從羅茨壓縮機的原理、操作和維保方面來詳細分析一下:

            羅茨壓縮機,又名羅茨(鼓)風機,是容積式壓縮機的一種。羅茨壓縮機的輸氣量與回轉數成正比,壓縮機出口阻力的變化,對輸氣時的影響不大,但會導致壓力的波動。羅茨壓縮機不但可以用于輸送加壓氣體,也可用于抽真空(此種叫羅茨真空),主要根據壓縮機在工藝中所處的位置和功能決定,結構原理是一致的。目前,壓縮機按結構型式分為立式和臥式兩種,壓力范圍一般在9.8-196kPa,流量范圍一般在:0.15-1200m3/min。

            一、羅茨壓縮機結構

            羅茨壓縮機的結構簡單,體積緊湊,運行平穩,效率高,維護保養方便。如果維保到位,最少可連續運行15000小時以上。機體內部不需要潤滑,輸送氣體干燥、清潔。因此得到了廣泛的應用,在石油、化工、化肥、水產養殖、污水處理、電力冶煉、建材、礦山、食品、紡織、造紙、鑄造、面粉、環保等諸多方面。

            羅茨壓縮機主要由機殼、轉子、前后墻板、同小齒輪、軸承、軸封、消音器、出口止回、安全泄壓、皮帶輪(聯軸器)等組成。其中:機殼主要起固定安裝作用,并支撐前后墻板、轉子及入口消音器。機殼與墻板形成一個密封室,有整體式和剖分式兩種。

            墻板:羅茨壓縮機有前后兩塊墻板,起連接機殼與轉子的作用,并安放軸承和密封(較大機型有單獨的軸承座體,軸承和密封安裝在軸承座體,座體安裝在墻板上),支撐轉子的旋轉,同時起到端面密封作用。

            轉子:又稱葉輪。是主要的旋轉部件,有8字型截面雙葉和星型截面三葉兩種,軸向有平直和扭曲兩種。轉子中間部分位于機殼內部,是氣體過流部件,也是重要的工作部件。轉子與機體的間隙決定壓縮機的排氣性能。

            同步齒輪:齒輪成對使用,反向旋轉。是確保兩轉子同步運轉的關鍵部件。有直齒圓柱輪、斜齒圓柱齒輪和人字齒輪等結構型式。齒輪有整體式也有齒圈與輪轂組合式,內孔有圓柱和圓錐兩種。齒輪精度應達到GB/T10095規定的7-7-7級,壽命不小于25000小時。

            軸承:承載轉子的運轉。軸承質量的好壞直接關系到壓縮機是否平衡、長周期運行。常用的有圓柱滾子軸承、圓錐滾子軸承、滾珠軸承及滑動軸承等。運行過程確保軸承溫度不大于95℃。

            潤滑系統主要包括齒輪與軸承的潤滑,一般有油箱和黃油杯兩種方式。小型壓縮機多采用潤滑脂(軸承)-潤滑油(齒輪箱)系統,大中型壓縮機多采用雙套潤滑油系統,有兩個油箱。由油箱、油、油管、油過濾器、冷卻器及儀表報警裝置等組成。正常運行時,油溫不應超過65℃。

            密封圈:用以密封氣體或潤滑油,防止泄漏。小型壓縮機氣體密封多采用迷宮或活塞環式密封,潤滑油密封多采用氟膠圈或骨架油封;大中型壓縮機多采用骨架油封或專用密封環來實現氣、油密封。

            消音器:消除氣體流動脈沖產生的噪音,減小職業傷害。入口消音器內加設過濾網,到過濾氣體的作用。

            二、壓縮機工作原理

            羅茨壓縮機一般由電機驅動,通過皮帶輪或聯軸器帶動主動轉子,由同步齒輪帶動從動轉子,從而實現主、從動轉子高速反向同步旋轉。轉子、機殼及墻板三者形成兩個腔,且相互之間保持一定的間隙。入口腔的氣體,隨著轉子旋轉,工作容積不斷減小,最后進入出口腔,從而實現氣體的吸入、壓縮、排出的過程,最終通過出口(止回)閥排出。由于氣體被壓縮,產生熱量。因此壓縮機各部之間必須保證合適的間隙,以防止相互間因熱脹而發生接觸碰撞摩擦,造成機器的損壞。間隙過小,也會因機器異常反轉時產生碰撞,損壞轉子。間隙過大則會導致腔室密封不嚴發生氣體倒流,打氣量不足,機體過熱造成損壞。

            三、羅茨壓縮機的操作運行

            雖然羅茨機得到了廣泛的應用,但在實際生產使用過程中,存在著操作不當等諸多因素,直接影響機器的運行安全與使用周期,制定切實有效的操作規程必不可少。

            1.機器運行前檢查

            檢查油位,確保保持在1/2-2/3,潤滑油必須按規定的型號添加,油位過高過低都會造成油溫過高。

            檢查地腳螺栓、各部連接螺栓是否有松動現象。

            手動盤車一圈以上,不得有卡阻現象、磕碰聲音。皮帶松緊適中,聯軸器或皮帶輪牢固,不松動無歪斜,聯軸器銷及彈性圈應無磨損、破碎現象。

            入口消音器是否完好,內部過濾網清潔、干燥,無雜物。

            檢查入口閥,出口閥及近路閥開關狀態,應保持近路閥全開。

            開啟潤滑系統,水冷系統,保證暢通,油壓達標。

            檢查安全防護裝置、設施是否到位。

            2.試運行和投入運行

            在準備工作全部就緒后,點動電機(有條件的情況下配備變頻系統),檢查壓縮機旋轉方向及有無異常聲音。接著壓縮機進入空載運行狀態,運行幾分鐘。此時注意檢查壓縮機各部的溫度有無快速上升現象,運行聲音是否正常,油位油壓是否達標,機器有無振動,電流是否波動、超標。一切正常后方可緩慢打開出口閥,關閉近路閥,機器投入正常運行。此過程一旦出現異常,立即停機處理。

            3.滿負載運行及日常檢查內容

            a. 檢查機器及管道的振動情況(振動速度不大于11.2mm/s),地腳、連接、固定螺栓是否松動。

            b. 檢測機殼、前后墻板、軸承、出入口的溫度

            c. 聽轉子、齒輪、軸承等運行聲音是否平穩,有無異音。

            d. 檢查軸封、油封、管道、閥門、冷卻系統及潤滑系統有無泄漏。

            e. 檢查壓縮機進出口壓力、油壓是否達標。

            f. 檢查電流是否波動,在額定工作范圍。

            g. 定期添加潤滑油、脂。

            h. 根據生產及實際情況,定期定人進行巡檢。一旦發現異常,立即聯系相關人員停機處理。

            4.停機

            打開近路閥,關閉出、入口閥(有入口消音器而無閥門的,不需要此步驟)。

            按停止開關,停機。

            關閉油循環系統,冷卻系統(冬天注意防凍)。

            四、常見故障及處理

            1、轉子、機殼及墻板之間產生摩擦(表1)

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            2、壓縮機排氣溫度或潤滑油溫度過高(表2)

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            3、打氣量不足(表3)

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            4、異常振動和噪聲(表4)

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            五、結語

            以上對羅茨壓縮機的日常操作、維護保養方面的介紹,一方面是理論知識的學習心得,另一方面主要是日常的工作經驗積累。通過這樣的方式,讓更多的用戶可以更加科學的使用設備,從而避免不必要的損失。同時,也向同行們交流、學習,讓我們在這一行業共同提高。

            參考文獻

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          [8]《羅茨鼓風機轉子各部間隙的分析與計算》化工機械 2010 37(6) 宋健強

            作者簡介

            李玉發,男,中級工程師。研究方向為機械設備設計/制作/管理/維修 ,職業衛生與安全檢測評價。1995-2013年,在陽煤集團青島恒源化工有限公司,從事化工機械設備的操作、安裝、制作、維修及管理工作。2013-2016年,在多家公司任兼職,主要從事非標機械設備的設計、制作,并申請兩項國家專利。現在青島華通檢測評價有限公司,從事職業衛生檢測評價、安全標準化及環保設備的設計開發等工作。

          標簽: 羅茨維護保養壓縮機  

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