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昆山飛馬特機(jī)電設(shè)備有限公司
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1壓縮(compression)機(jī)工作原理
運(yùn)轉(zhuǎn)過程中,陽轉(zhuǎn)子直接驅(qū)動(dòng)陰轉(zhuǎn)子。從進(jìn)氣過程開始,氣體在密封的齒槽容積(Capacity)中被壓縮,最后移至排氣過程。潤滑油泵將大量的潤滑油噴入機(jī)體內(nèi)起著潤滑,密封,冷卻和降低噪聲(noise)的作用。噴油螺桿式壓縮機(jī)(compressor)的優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)轉(zhuǎn)可靠,壽命長,易于實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制;同時(shí)螺桿式壓縮機(jī)還具有強(qiáng)制輸氣的特性,即排氣量幾乎不受排氣壓力的影響。噴油螺桿式壓縮機(jī)的缺點(diǎn)一是會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的中,高頻噪聲,其次螺桿齒面是一空間齒面,加工精度要求很高。另外,壓縮機(jī)是依靠間隙密封氣體,故運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)壓縮機(jī)內(nèi)不能帶液體。噴油螺桿式40壓縮機(jī)技術(shù)2000年第6期(總第164期)
壓縮機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中,因?yàn)殛?,陽轉(zhuǎn)子(rotor)間有一定間隙,當(dāng)有少量的丙烷液體進(jìn)入機(jī)體內(nèi),壓縮機(jī)在高速運(yùn)轉(zhuǎn)下能很快將液體排出,所以允許壓縮機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中進(jìn)入少量的液體。但壓縮機(jī)在起機(jī)前或運(yùn)轉(zhuǎn)過程中進(jìn)入了大量的液體,由于液體的不可壓縮性,將造成壓縮機(jī)陰,陽轉(zhuǎn)子間產(chǎn)生強(qiáng)烈的撞擊,輕者損壞(damage)軸密封靜環(huán)密封面,嚴(yán)重者造成陰,陽轉(zhuǎn)子齒面損壞,軸承損壞,軸折疊,甚至殼體產(chǎn)生裂紋。
2螺桿壓縮機(jī)(compressor)設(shè)計(jì)及設(shè)定參數(shù)
該壓縮機(jī)(compressor)設(shè)計(jì)參數(shù)為:設(shè)計(jì)壓力(最高)2500 kPa,轉(zhuǎn)速3600r/min.該壓縮機(jī)實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)在其微電腦上設(shè)定的工作(gōng zuò)參數(shù)為:進(jìn)氣壓力110kPa,最高停機(jī)排氣(Exhaust)壓力2100kPa,報(bào)警(Call the police)排氣壓力2050kPa,最高停機(jī)排氣溫度100,報(bào)警排氣溫度90,最高停機(jī)潤滑油溫度75,報(bào)警潤滑油溫度70,過濾(filter)器(作用:過濾雜質(zhì)等)壓差為172kPa.根據(jù)工藝設(shè)計(jì)要求,該設(shè)備在天然氣處理裝置工藝上運(yùn)轉(zhuǎn)正常后其工作參數(shù)應(yīng)達(dá)到:流量8480kg/h;入口(rù kǒu)壓力105bar*;出口壓力19 bar;入口溫度-392;潤滑油溫度控制(control)在55~ 6
5.
3螺桿壓縮(compression)機(jī)軸轉(zhuǎn)不動(dòng)及殼體產(chǎn)生裂紋原因分析
31壓縮機(jī)(compressor)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)不動(dòng)的原因
一般情況下,引起壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)不動(dòng)的原因有以下幾種:311壓縮機(jī)長時(shí)間超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)。
壓縮機(jī)長時(shí)間超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)造成轉(zhuǎn)子齒面和軸承疲勞損壞(damage)卡死軸。這種情況可能(maybe)性不大,這是因?yàn)樵搲嚎s機(jī)在1998年10月至12月試運(yùn)轉(zhuǎn)期間,其排氣壓力最高只達(dá)到了19MPa,低于壓縮機(jī)設(shè)計(jì)的最高排氣壓力25MPa,也低于為保護(hù)壓縮機(jī)而在該機(jī)微電腦上設(shè)定的最高停機(jī)排氣壓力21MPa.而且在外方技術(shù)(technology)人員走后,該機(jī)運(yùn)行時(shí)其排氣壓力一直未能達(dá)到在正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)工藝上要求應(yīng)達(dá)到的排氣壓力19 MPa,一般都在16MPa以下,所以不存在超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)。
312壓縮機(jī)潤滑(lubricating)油變質(zhì)
壓縮機(jī)(compressor)潤滑(lubricating)油變質(zhì)造成壓縮機(jī)潤滑效果不好,引起陰,陽轉(zhuǎn)子及軸承過度磨損至損壞并卡死軸。該壓縮機(jī)使用的潤滑油型號(hào)是ISO-VG150,是約克指定用潤滑油。該潤滑油由約克經(jīng)過質(zhì)量(quality)認(rèn)證并長期使用,在使用周期內(nèi)是不會(huì)出現(xiàn)質(zhì)量問題的。
313壓縮(compression)機(jī)潤滑油管路堵塞
壓縮機(jī)潤滑(lubricating)油管路堵塞造成壓縮機(jī)缺油,引起陰,陽轉(zhuǎn)子及軸承溫度過高而損壞抱死。該壓縮機(jī)在微電腦上已設(shè)定了潤滑油液位,油壓及過濾(filter)器壓差等參數(shù),如果出現(xiàn)上述情況會(huì)自動(dòng)停機(jī)以保護(hù)壓縮機(jī)。
314壓縮機(jī)啟動(dòng)時(shí)進(jìn)入大量丙烷液體
壓縮機(jī)啟機(jī)時(shí)進(jìn)入了大量的丙烷液體,陰,陽轉(zhuǎn)子間產(chǎn)生強(qiáng)烈撞擊,造成陰,陽轉(zhuǎn)子軸彎曲或轉(zhuǎn)子齒面及軸承損壞使其無法轉(zhuǎn)動(dòng)。如果操作人員不嚴(yán)格按照操作規(guī)程操作壓縮機(jī),會(huì)造成這種情況發(fā)生。
315壓縮機(jī)多次帶液啟機(jī)
壓縮機(jī)多次帶液啟機(jī)造成壓縮機(jī)陰,陽轉(zhuǎn)子齒面疲勞損傷掉落卡死軸。昆山空壓機(jī)是回轉(zhuǎn)容積式壓縮機(jī),在其中兩個(gè)帶有螺旋型齒輪的轉(zhuǎn)子相互嚙合,使兩個(gè)轉(zhuǎn)子嚙合處體積由大變小,從而將氣體壓縮并排出。昆山空壓機(jī)維修軸承跑外圈一般是因?yàn)榕浜系木炔粔蛞约巴馊Χㄎ环绞皆O(shè)計(jì)不合理造成的。并非所有機(jī)頭都按這個(gè)時(shí)間進(jìn)行,如果保養(yǎng)好的可以延后,保養(yǎng)差的則需要提前。 壓縮機(jī)在帶液不多情況下啟機(jī),不會(huì)出現(xiàn)第4條情況,但如果多次帶液啟機(jī)就可能造成這種情況發(fā)生。
316操作原因
操作工不嚴(yán)格按照操作規(guī)程操作壓縮機(jī),在啟動(dòng)壓(Dynamic)縮機(jī)前未認(rèn)真檢查壓縮機(jī),如閥門是否開啟,準(zhǔn)備工作是否做好等,啟機(jī)后在潤滑油溫度未達(dá)到30以上就對(duì)壓縮機(jī)快速加載,加速陰,陽轉(zhuǎn)子齒面和軸承(bearing)磨損當(dāng)磨損達(dá)到一定程度就會(huì)損壞齒面和軸承,造成轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)不動(dòng)。
317維修質(zhì)量差
?。?)如果維修壓縮機(jī)時(shí)拆卸了軸承和陰,陽轉(zhuǎn)子后裝配質(zhì)量差,裝配精度未達(dá)到要求,造成陰,陽轉(zhuǎn)子軸線不平行而使陰,陽轉(zhuǎn)子不能轉(zhuǎn)動(dòng)。昆山空壓機(jī)維修軸承跑外圈一般是因?yàn)榕浜系木炔粔蛞约巴馊Χㄎ环绞皆O(shè)計(jì)不合理造成的。并非所有機(jī)頭都按這個(gè)時(shí)間進(jìn)行,如果保養(yǎng)好的可以延后,保養(yǎng)差的則需要提前。
?。?)維修壓縮(compression)機(jī)時(shí)方法不當(dāng)對(duì)轉(zhuǎn)子施加外力時(shí)采取了不正確的方法,改變了陰,陽轉(zhuǎn)子間軸向和徑向間隙而使其無法轉(zhuǎn)動(dòng)。
32壓縮機(jī)殼體產(chǎn)生裂紋的原因。
321殼體質(zhì)量原因
這基本上是不可能(maybe)的因?yàn)閴嚎s機(jī)(compressor)在出廠前已進(jìn)行了水壓及氣密性試驗(yàn)和試機(jī)。昆山空壓機(jī)保養(yǎng)冷卻水通過管道進(jìn)入空壓機(jī)中間冷卻器對(duì)一級(jí)壓縮排出的氣體進(jìn)行冷卻降溫,再進(jìn)入后冷器對(duì)排氣進(jìn)行冷卻,另一路冷卻水進(jìn)水管道經(jīng)過主電機(jī)上部的兩組換熱器冷卻電機(jī)繞組,還有一路對(duì)油冷卻器進(jìn)行冷卻。
322壓縮機(jī)起機(jī)時(shí)進(jìn)入了丙烷液體
壓縮機(jī)起機(jī)時(shí)進(jìn)入了大量的丙烷液體,陰,陽轉(zhuǎn)子間產(chǎn)生強(qiáng)烈撞擊,其撞擊能量通過軸和軸承(bearing)傳遞到壓縮機(jī)殼體使其產(chǎn)生裂紋。
323操作不當(dāng)
如果操作工在壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)(Operation)前未嚴(yán)格按照操作規(guī)程檢查壓縮機(jī),起機(jī)時(shí)排氣閥未開啟造成壓縮機(jī)憋壓,或則是壓縮機(jī)起機(jī)前進(jìn)入了大量的丙烷液體又沒有進(jìn)行排液,以至陰,陽轉(zhuǎn)子間產(chǎn)生強(qiáng)烈撞擊,其負(fù)荷超過了殼體承受能力。
324維修質(zhì)量差
?。?)維修壓縮機(jī)時(shí)對(duì)壓縮機(jī)殼體施加外力時(shí)采取了不正確的方法。
?。?)維修壓縮(compression)機(jī)時(shí)拆卸了軸承和陰,陽轉(zhuǎn)子后裝配(assemble)質(zhì)量差,造成陰,陽轉(zhuǎn)子相憋而使其產(chǎn)生的負(fù)荷超過了殼體承受能力。
4丙烷液體進(jìn)入壓縮機(jī)的原因
從上面的分折可以看出,螺桿壓縮機(jī)無論是轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)不動(dòng)還是殼體產(chǎn)生裂紋,其中都與壓縮機(jī)帶液啟機(jī)或運(yùn)轉(zhuǎn)過程中進(jìn)入了大量的液體有關(guān),下面就該機(jī)帶液啟機(jī)的原因分析如下:41設(shè)計(jì)失誤。
從螺桿壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理可以看出,螺桿壓縮機(jī)在啟動(dòng)時(shí)要求吸入的氣體(gas)里不能帶液體。塔中120萬m3天然氣處理裝置的3臺(tái)螺桿壓縮機(jī)的入口管線均安裝有液體收集器,以防止丙烷液體進(jìn)入機(jī)體內(nèi)(in vivo)。但是,由于設(shè)計(jì)失誤,該裝置4-K1螺桿壓縮機(jī)本應(yīng)水平放置的入口管線被設(shè)計(jì)成了高約2m的垂直放置,而液體收集器在這段垂直入口管線之前約4m處,這樣,在壓縮機(jī)每次停機(jī)后丙烷蒸汽就會(huì)在這段垂直入口管線內(nèi)冷凝成液體,并通過(tōng guò)入口管線進(jìn)入壓縮機(jī)內(nèi)。由于壓縮機(jī)入口處及機(jī)體內(nèi)己積聚了大量的丙烷液體,當(dāng)啟動(dòng)壓縮機(jī)時(shí),會(huì)造成壓縮機(jī)陰,陽轉(zhuǎn)子間產(chǎn)生強(qiáng)烈的撞擊,這在1998年10月~12月試運(yùn)轉(zhuǎn)(Operation)時(shí)已證實(shí)了這一點(diǎn)。為了避免這一失誤,在制定螺桿壓縮機(jī)操作規(guī)程時(shí)特別增加了2條,即:
?。?)在壓縮機(jī)每次停機(jī)后立即關(guān)閉壓縮機(jī)進(jìn)口閥;
?。?)在壓縮機(jī)每次起機(jī)后緩慢打開進(jìn)口閥。第一條的作用是為了避免壓縮機(jī)停機(jī)后在入口管線冷凝的丙烷液體進(jìn)入壓縮機(jī)機(jī)體;第二條的作用是在啟動(dòng)壓縮機(jī)后再打開入口閥,讓丙烷液體在壓縮機(jī)入口處充分汽化,以避免丙烷液體進(jìn)入壓縮機(jī)。打開入口閥的速度要緩慢,均勻,過快會(huì)造成丙烷液體汽化不足,部分液體進(jìn)入機(jī)體內(nèi)(in vivo),使機(jī)體內(nèi)產(chǎn)生雜音,并且易使陰,陽轉(zhuǎn)子齒面損壞;過慢易使入口處產(chǎn)生真空,引起壓縮機(jī)停機(jī)。
42操作不當(dāng)
根據(jù)壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn),壓縮機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中允許進(jìn)入少量的液體,大部分液體進(jìn)入液體收集器。昆山空壓機(jī)是回轉(zhuǎn)容積式壓縮機(jī),在其中兩個(gè)帶有螺旋型齒輪的轉(zhuǎn)子相互嚙合,使兩個(gè)轉(zhuǎn)子嚙合處體積由大變小,從而將氣體壓縮并排出。只是圖1RWB-676螺桿(Screw)壓縮機(jī)示意圖當(dāng)收集器的液位超過極限值時(shí)壓縮機(jī)會(huì)自動(dòng)(automatic)停機(jī)保護(hù)。而若操作工違反操作規(guī)程,在壓縮機(jī)停機(jī)后未關(guān)閉入口閥,或啟機(jī)前先打開了入口閥,使得壓縮機(jī)內(nèi)進(jìn)入了大量的丙烷液體,在起機(jī)時(shí)將造成陰,陽轉(zhuǎn)子間產(chǎn)生強(qiáng)烈的撞擊。
43因停產(chǎn),維修或其它原因造成壓縮機(jī)停機(jī)時(shí)間過長,造成丙烷在壓縮機(jī)機(jī)體內(nèi)冷凝
這種情況一般發(fā)生在冬天。冬天氣溫較低,壓縮機(jī)停機(jī)后,機(jī)體內(nèi)的丙烷蒸汽會(huì)冷凝成液體。如果停機(jī)時(shí)間過長,機(jī)體內(nèi)的丙烷液體會(huì)越來越多,直至充滿整個(gè)壓縮機(jī)。理論上,當(dāng)壓縮機(jī)機(jī)體內(nèi)的丙烷液體液位超過陰,陽轉(zhuǎn)子軸線后,就不能啟機(jī)。由于丙烷液體是無色透明的,從壓縮機(jī)潤滑油液位觀察孔不易看出,如果操作控制人員觀察不仔細(xì),沒有及時(shí)將機(jī)體內(nèi)的丙烷液體排除,就很容易造成帶液啟機(jī),而在這種情況下啟機(jī)會(huì)造成非常嚴(yán)重的后果。
5總結(jié)
綜上所述,造成壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子不能轉(zhuǎn)動(dòng)的最大原因可能是壓縮機(jī)停機(jī)后未及時(shí)關(guān)閉入口閥,而啟機(jī)前又未排除機(jī)體和入口管線內(nèi)冷凝的丙烷液體,致使壓縮機(jī)啟機(jī)時(shí)其陰,陽轉(zhuǎn)子間發(fā)生強(qiáng)烈的撞擊,引起陰,陽轉(zhuǎn)子軸齒面損壞或軸彎曲。而壓縮機(jī)殼體產(chǎn)生裂紋的最大原因可能是壓縮機(jī)多次帶液啟機(jī)后引起或在維修壓縮機(jī)時(shí)對(duì)其殼體采用了不正確的方法,施加外力并且過大所致。