离心式制冷压缩机（共8篇）
离心式制冷压缩机 篇1
大庆炼化公司聚合物一厂丙烯腈装置离心式制冷机组, 是重庆通用工业集团有限责任公司生产的LDC250-3-P型离心式冷水机组[1], 机组参数如表1。
离心式冷水机组是丙烯腈装置的重要设备, 结构示意图见图1。
1 故障现象及分析
该机组2001年8月投产, 始终运转平稳。2009年5月16日电机检修后投用, 制冷量不足, 同时振动异常, 对压缩机进行振动监测, 状态监测结果显示机组最高振幅2.42mm/s, 振动值合格, 但振动频谱有异常频率, 如图2所示。
由图2知, 压缩机振动频率以电机的1、2倍频50Hz、100Hz及高速轴转频160Hz为主, 同时压缩机有733Hz、783H频率的峰值, 733Hz、783Hz频率为压缩机的非整数倍频, 从压缩机的结构及常见故障分析, 可能存在齿轮啮合状态不良或紊流[2]。
啮合故障
按啮合不良的故障程度, 啮合故障激起的频率有三种情况:
a.轻微的啮合不良, 可激起以啮合频率为载频的故障特征。
b.中度的啮合不良, 可激起以齿轮自振频率为载频的故障特征。
c.严重的啮合不良, 可激起以齿轮箱部件自振频率为载频的故障特征。
紊流故障
紊流为压缩机正常的气体流动受到某些干扰或阻止时, 出现的流动现象, 紊流可产生随机的高频振动, 有时激起低频振动。
2 故障处理
按上述分析, 首先调整压缩机的流量、出入口温度及压力, 机组制冷量仍无改善, 可排除流体存在紊流现象。进一步确定为压缩机存在齿轮啮合状态不良故障, 压缩机需解体检查齿轮的啮合情况。
3 解体检查情况
2009年5月17日, 维修人员对机组解体大修, 发现存在主要故障如下:
3.1 高低速齿几乎磨平, 无法啮合, 即高速轴根本无法旋转。
3.2 高速轴瓦主推力面严重磨损。
结合压缩机损坏现象, 检查维修记录, 确定为电机反转, 致使齿轮啮合不良, 产生异常磨损。 (见图3、4)
4 故障原因的进一步分析
4.1 齿轮磨损原因分析
齿轮理想啮合接触线如图56所示。
维修工人在 安装过程中，对齿 轮正转啮合面进 行过精心调整，如 图 5 所示，齿面受 力均匀。而齿轮反 向啮合线由于没 有经过调整，若反 向旋转，齿面必然 产生点接触，如图 6 所示，齿面应力 集中，最终导致齿 轮严重损伤，如图 3 所示。
4.2 主推力瓦磨损原因分析
如 图 7 所 示，转子正转时， 高速轴由于叶轮 出入口压差而产 生 的 轴 向 力 为 F1，低速轴斜齿施 加于高速轴产生 的轴向力为 F2， 二者方向相反，合 力∑F=F1- F2 作 用于主推力轴瓦。
图8所示, 转子反转时, 高速轴由于叶轮出入口压差产生的轴向力为F1', 低速轴斜齿施加于高速轴产生的轴向力为F2', 二者方向相同, 叠加, 合力∑F'=F1'+F2'作用于主推力轴瓦[3]。
∑F'明显远大于∑F, 超过轴瓦承载能力, 致使主推力轴瓦严重磨损。
5 结论
应用状态监测与故障诊断知识, 分析振动产生的原因, 进行有针对性的检修。更换了齿轮及轴瓦, 2009年5月25日启动压缩机, 机组振动为1.2mm/s, 振动正常。
摘要：应用状态监测与故障诊断知识, 诊断离心制冷压缩机变速产生故障的原因, 确定为齿轮磨损故障, 更换损坏部件后, 机组运转正常。
关键词：压缩机,频谱,故障诊断,齿轮,推力轴瓦
参考文献
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离心式压缩机噪声源分析 篇2
关键词：压缩机；噪声；频谱分析
1 概述
离心式压缩机是石化企业中的关键设备，随着人们对压缩机工作能力需求的不断提高，压缩机的设计制造能力有了很大的提高。但随着环境保护的提高，对其噪声的要求也越来越严格。
通过对离心式压缩机的噪声测试、分析确定噪声源，进一步研究压缩机噪声的产生机理和分布，为压缩机的减振降噪设计提供支持和借鉴，也有助于提高企业的经济效益和市场竞争力。
2 噪声测试分析与噪声源确定
离心式压缩机是一种高噪声设备，其噪声主要包括空气动力性噪声和机械性噪声。空气动力性噪声主要有旋转噪声和涡流噪声，机械性噪声则是由于压缩机转子的摩擦、不平衡量和共振等因素所产生的，一般具有显著的周期性和特征频率。
本次研究振动噪声使用的设备为NI USB-9234数据采集卡，软件使用北京东方振动与噪声技术研究所的DASP软件、传感器使用DYTRAN 3023A2和3623A2T三向加速度传感器和传声器。
压缩机的主要特征参数为转速4125r/min，基频68.75Hz，叶片数为17、19、21，对应的叶频为1168.75Hz、1306.25 Hz和1443.75 Hz。
如何布置测点直接影响到数据的测量结果和有效性，是测试成功与否的关键，根据实际环境和噪声测试要求，对机组噪声测点布置如图2.1所示。
采集噪声信号之后，采用频谱分析法进行信号处理，由于本次测试主要关注低压缸的噪声辐射问题，所以主要选取低压缸测点进行频谱分析，图2.2为测点4频谱图和三分之一倍频程图。
此外也分析了3、5、13、14等测点，可以看出这几个测点的主要噪声频率集中在转频64.1Hz和叶频1215.6Hz，另外受中压缸和高压缸影响，叶频附近也存在1087.5Hz和1343.8Hz两个主要频率；另从幅值上可以看出，叶频1215.6Hz的声压值贡献量最大，初步可以判断低压缸的主要噪声源来自排气蜗壳。
为进一步定位低压缸的噪声源，需要同时对低压缸各部位进行振动测试分析，并与噪声测试结果对比，来确定主要噪声源。首先需要定位频率为1215.6Hz的振动源，然后找出振动幅值最大的测点以确定最大噪声辐射部位，即主要噪声源的位置。
表2.1为利用DASP软件的CPB分析和时域分析功能，得到的8个测点噪声信号极值和振动信号的时域有效值。
从表2.1中可以看出，测点6的声压总极值最大，测点7的振动有效值最大，其次为测点6和8。
测点6和8位于低压缸末级蜗壳出风筒的中间肋板两侧， 测点7位于出风筒中间肋板上。
3 结论
通过上述分析，可以判定低压缸的主要振动噪声源位于测点6、7、8位置附近，其主要噪声频率为叶频1215.6Hz。因此可以确定此压缩机机组低压缸的主要噪聲源为压缩机的排气末级蜗壳部分。
为了降低机组的噪声辐射，采用声压与振动测试相结合的方式，采用频谱分析方法，最终确定了低压缸的主要噪声源位置，在接下来的工作中，通过对末级蜗壳的改进优化设计，尤其是出风筒肋板的尺寸和布置方式，可以对蜗壳的噪声控制起到一定效果，也对压缩机的设计与降噪应用有一定指导价值。
参考文献：
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离心式压缩机安装调整 篇3
在某氧气厂, 我们安装了一台离心式压缩机, 由于这台设备放置了多年, 机体各零部件都有不同程度的锈蚀。为了满足轧钢、炼钢等单位的用气, 急需安装这台离心压缩机。经过我们和生产单位的配合, 达到安装技术要求。
这台离心式压缩机是三相异步电动机带动增速机, 传递压缩机叶子转轮。由于增速机具有转速高的特点, 安装调不好往往会产生很大的震动, 甚至使设备不能正常运行。我们在安装中尽量消除可能引起设备震动的各种原因, 达到一次试车成功的效果。压缩机震动小于0.03 mm, 增速机震动小于0.05 mm。
一、增速机安装调整
在安装以电机——增速机——压缩机这样一种布置方式的离心压缩机组时, 一般都以增速机作为安装基准。为了使整个机组平稳工作, 力求使机组安装过程中所产生的应力和不可避免的偏差不出现在增速机上, 即先安装增速机并调整至设计水平标高位置, 然后以增速机为基准, 通过联轴节对电动机和压缩机进行调整。
(1) 安装增速机时, 由于机体底面有锈蚀现象, 进行了研磨, 使其均匀接触双合楔板。当地脚螺栓拧紧后, 达到设计标高前提下, 测量纵向和横向水平度。测量时, 纵向水平以机体瓦窝为基准, 横向水平以壳体中分面为基准。水平尺检测位置如图1所示。
(2) 增速机的轴瓦和齿轮在转动时, 润滑油输入多少是关系到机械能否正常运转的大问题。我们在一轴和二轴车轮啮合处增设喷油管路;在二轴瓦加大油孔增加适当的输油量;改进原来不合理的给油方式, 在进口处增加大小不同多孔调节油流量板, 根据润滑的需要随意调节油量。这样可使增速机的高速轴在轴瓦里转动时能保持恰当的油膜, 起到良好的润滑和降温作用。
(3) 这台增速机是一级加速机, 由于转速高, 齿轮啮合不好将会产生噪音和震动。因此对两齿轮的平行度要给予极大重视。将两齿轮轴同时放在瓦膛孔里, 测量出两齿轮轴两端中心距偏差 (这是不水平度) 为0.12 mm, 这时以二轴为基准、一轴两瓦着刮研, 边刮研边检查, 用内径千分尺测量两轴的间距。最后调整结果, 两齿轮轴在水平面上不平行度为0.015 mm。
(4) 增速机一轴接手装配轴处有较严重锈蚀, 经处理后测量接手轴外径φ90+0.095 mm, 超出了加工标准误差范围φ90+0.159~φ90+0.124 mm, 测量齿轮接手为φ90+0.015 mm。这样过盈配合的过盈量只有0.08 mm。而齿轮接手的配合为无键连接传递扭矩, 按实际过盈量装配, 会产生相对滑动。为了避免不必要的损失, 笔者应用了《机械零件》过盈传递扭矩进行分析。通过电动机的功率传递出的扭矩, 计算需要多大盈量装配才能满足轴孔之间不产生相对滑动。
(5) 一轴装上齿轮接手后要经过动平衡检查, 以防转动的不平衡会产生机体振动。
二、压缩机安装中几点防止振动的做法
由于这台压缩机放置已久, 机件腐蚀严重 (前后底座平面锈蚀、麻点) 。将机座翻过来, 底座扣在机座上对着磨研, 消除腐蚀和不平度, 达到底座面均匀接触。
(1) 机座落在底座上能否达到密合接触, 是压缩机安装好后是否产生振动的关键。底座就位后用双合楔垫铁校正设备标高, 轴向位置, 纵向中心线及排气口中心线, 调整到符合技术要求。仔细检查底座与机座垫板接触的各部分间隙。要求用0.03塞尺不得塞入, 为消除振动创造条件。
为了更严格一些, 将机座吊起, 在机座地底面涂上薄层红章丹, 再落在底座上进行微微往复拉动研磨, 然后吊起机座垫稳, 将机座上着有红章丹处刮研, 循环几次即可做到机座与底座之间密合。
(2) 机座与附属设备与出入管道的连接, 也是这台设备安装中的重要部分。如果连接配合不好, 会导致机座与底座之间出现间隙。中间冷却器在工作时会传给汽缸附加载荷, 中间冷却器是用弹性支座固定的。第一次安装冷却器出入管道法兰时, 法兰有些反口, 管道有些将劲, 机座与底座之间出现间隙。我们将联结螺栓卸掉, 并且使冷却器处于冲水状态, 将管道接口法兰调到适当的程度, 间隙达到技术要求, 均匀填料后联接。另外管道与汽缸连接出入风口法兰必须对正, 不得有径向的错位, 即各法兰有安装不到位时, 只能调整, 不能过眼冲子冲。在连接法兰时必须使管道保持自由状态, 连接前不能强制顶、拉、楔。否则在应力存在将会导致机械位置发生变化, 并产生振动。
(3) 压缩机转子叶轮安装前需检查平衡状况, 由于转速高, 转子叶轮平衡不好, 机座会发生振动。因此, 要把动不平衡压缩到最小限度。叶轮轴向推力瓦光洁度不好, 要进行磨光处理。轴向推力瓦如有厚度不均的现象, 要全部进行研磨调整, 使每块推力瓦都能均匀接触。这些工作完后, 转子在高速情况下不发热、振动小、正常进行满负荷生产。
三、定心
增速机、压缩机两机对轮接手的同心度要保持良好, 否则运转时会产生振动。测量联轴节不同轴度, 在联轴节端面和圆周上均匀分部的四个位置, 即0°、90°、180°、270°, 四个位置上进行测量, 装设专用工具和百分表顺次转至位置进行计算和调整。
做了一系列工作后, 这台离心压缩机试运转时, 电动机、增速机振动小于0.05 mm, 压缩机振动小于0.03 mm。投产后运行稳定、保持着正常生产。
四、结语
以上是关于离心压缩机安装调整工作经验, 是从实践中总结出来的, 对于检修安装工作有很好的指导作用。但是, 对于各部件安装、测量、调整是一项技术水平要求高而复杂的工作, 需要对工作中的每个环节认真对待, 这样才能保证整体安装的顺利完成, 延长设备的使用寿命。以上所述, 是笔者的一些个人体会, 不足之处还很多, 需要认真总结、不断学习。
参考文献
[1]机械设计手册[S].
[2]机械零件[Z].
离心式压缩机常见故障分析 篇4
在离心式压缩机的各种故障中, 经常碰到的, 影响最大的就是振动问题。振动是造成工程结构损坏及寿命降低的原因。引起振动的因素很多, 最重要的就是找出各种振动的特点和规律, 当出现振动故障时, 能迅速找出原因, 提出相应的对策。
1 压缩机常见故障产生原因、振幅、振动效率
下面就压缩机常见的机械振动故障进一一列举, 以便在生产实践中对离心压缩机产生的振动原因做出迅速而正确的判断:
1.1 故障产生原因、振幅、振动效率及特征 (见表1)
一般说来, 对于因操作转速接近临界转速而引起的压缩机振动故障我们常采取变换操作转速或变更临界转速的方法加以校正。而结构性共振我们则采取改变部件的设计, 改变部件的自振频率来进行优化, 另外, 像不同心、轴弯曲、不见松动、齿轮缺陷、密封片摩擦、基础不坚等常见普通故障, 我们一般采取重新找正、直轴、紧固松动部件加防松部件、重新检查安装、修补基础等一般方法即可解决, 但是像油膜振荡、喘振、转子不平衡等这几种比较复杂且典型的振动故障, 则需要细致分析、加以处理。
2 压缩机典型振动故障分析
离心压缩机是一种高转速、高功率, 是制造精度非常高的动力机械。压缩机的振动故障诊断技术经过多年的发展, 已经形成了比较完整的一套方法, 下面就几种典型的压缩机振动故障进行进一步分析:
2.1 油膜振荡
油膜振荡是高速滑动轴承的一种特有故障, 它是由油膜力产生的自激振动。转子发生油膜振荡时输入的能量很大, 引起转子轴承系统零部件的损坏, 甚至整个机组的毁坏, 其防治措施主要有以下几种:
1) 避开油膜共振区:使压缩机工作转速避免在一阶临界转速的两倍附近运转。
2) 增加轴承比压:即增加轴瓦工作面上单位面积所承受的载荷。增加比压就等于增加轴颈的偏心率, 提高油膜的稳定性。
3) 减少轴承间隙:轴承间隙减小, 侧可提高发生油膜振荡的转速。
4) 控制适当的轴瓦预负荷:预负荷为正值, 就是轴瓦内表面上的曲率半径大于轴承内圆半径, 等于起到增大偏心距的作用。
5) 选用抗振好的轴承:圆柱轴承抗抗性最差, 其次是椭圆轴承最好的是三油楔和四油楔轴承。
6) 调整油温:升高油温, 减小油的粘度, 可以增加轴颈在轴承的偏心率, 有利于轴颈稳定。
2.2 旋转脱离
旋转脱离的机理:当离心式压缩机工况发生变化时如果流过压缩机的量减小到一定程度, 进入叶轮或扩压器的气流方向发生变化, 气流向着叶片工作面产生冲击, 在叶片非工作面上产生很多气流旋涡, 旋涡逐渐增多。使流道流通面积减少。假如2流道中旋涡较多, 多余的气体就会进1和3叶道, 进入1叶道的气体正好冲击叶片非工作面, 使旋涡减少, 而进入了叶道的气体冲击工作面使旋涡增多, 堵塞流道的有效流通面积, 迫使气流折向其他流道如此发展下去, 旋涡组成的气团转速反向传播, 并产生振动。
2.2.1 类型
旋转失速有渐进型和突变型两种。渐进型失速是随气量的减小, 气流堵塞区所占的面积是逐渐扩大的;突变型失速是在气量减少到一定程度后失速区迅速扩大, 占据较大面积, 更容易产生较大的气流脉冲, 会引起强烈的机器和管道的振动。
2.2.2 特征
(1) 失速区内气体减速流动, 依次在各个叶道内出现与旋转方向相反做环向移动, 叶轮内压力是轴不对称的。
(2) 旋转失速产生的振动基本频率, 叶轮失速0.5～0.8转速频率扩压失速在0.1～0.5转速频率。
(3) 压缩进入旋转速后, 压力发生脉动, 但流量基本不变。
(4) 旋转失速引起的振动, 强度比喘振小。
2.3 喘振
喘振是突变型失速的进一步发展。当气量进一步减小时, 压缩机整个流量被气体旋涡区所占据, 这时压缩机出口压力会突然下降。但是有较大容量的管网压力并不会马上下降, 出现管网气体向压缩机倒流现象。当管网压力下降到低于压缩机出口压力时, 气体倒流停止, 压缩机又恢复到原来压力后, 又会出现整个流道内的旋涡区。这样周而复始, 出现了压力和流量周期性的脉动, 并发出低频吼叫, 机组产生剧烈振动。其产生的原因可分为以下几类:
(1) 压缩机转速下降而出口压力未下降引起的喘振; (2) 管网压力升高引起的喘振; (3) 压缩机流量下降引起的喘振; (4) 压缩进气温度高引起的喘振; (5) 分子量减小引起的喘振; (6) 压缩机进气压力下降或入口管网阻力增大引起的喘振。这些情况都能使性能曲线下移而使工作点落到喘振动线上而使机组发生喘振。
2.4 转子不平衡
旋转机械的转子由于受到材料质量和加工技术等各方面的影响, 转子上的质量分布对中心线不可能绝对地轴对称, 转子质量中心与旋转中心线之间总是有偏心距存在。我们把旋转质量沿旋转中心线的不均匀分布称为不平衡。它又分为:
2.4.1 固有不平衡
即使制造过程中各个转子已做了动平衡, 但是在连接起来的转子系统中还是不可避免地出现某些固有不平衡。这种不平衡将引起稳定的每转一次的转速频率振动其幅值不随时间而变, 只是随某一给定转速下操作条件 (温度、压力、负荷等) 的变化, 这种固有的不平衡, 最有效的防治方法就是改善转子的平衡条件来降低激振力。
2.4.2 转子的飞缺
离心压缩机转子飞缺最常见的是转子结疤大量不均匀脱落, 使转子产生阶越式不平衡变化。在修理时单独测振幅不能确定区缺的发生, 因此还必须同时测向位。
3 改进措施
结合笔者在压缩机保养、维修的研究中所发现的如叶轮及隔板结疤、气封材料腐蚀、喘振、找正精确度低等问题, 建议对压缩机的使用做出如下改进:
(1) 压缩机的叶轮及隔板结疤较快, 严重影响打气量和转子的动平衡, 需经常揭盖清理。对生产影响较大, 造成很大的损失和浪费, 建议在进气口机组运行过程中加水, 利用转子的离心力把疤冲掉。但转速很高易产生水冲击破坏叶轮, 需对入气口所加水进行高压雾化, 使水均匀进入压缩机流道。
(2) CO2气在进入压缩机前进行充分除尘, 需要增加两台电除尘, 确保气体除尘量10mg/m3以下, 减少压缩机的结疤。
(3) 现在用的气封材料为铝, 在机组运行过程中易被氧化腐蚀, 且不耐冲刷, 经常断裂变形, 与转子产生摩擦引起压缩机振动。建议气封材料改为浸四氟, 这样可避免上述问题出现。
(4) 建议一、二段冷却器改为波纹管换热器, 这种冷却器使气体和水能够加剧湍流, 管内外不易结疤, 提高换热效果。从而避免因气体得不到充分冷却而使压缩机稳定工作范围变窄发生喘胀节, 避免压缩机受到外力作用, 在运行过程中不能自由膨胀而引起振动。
(5) 建议在压缩机进出管上安装波纹管膨胀节, 避免压缩机受到外力作用, 在运行过程中不能自由膨胀而引起振动。
(6) 为了提高机组检修时的找正精度, 建议使用激光找正仪, 使找正误差控制在0.02mm之内, 并且避免了找正过程中的视觉误差。并在每台压缩机上安装在线检测系统, 以便在机组运行过程中进行连续而有效的检测, 掌握它们的运行状态, 为操作、检修和改造提供依据。
4 结束语
随着石油化工技术的发展, 离心压缩机越来越多地应用到生产中, 并不断朝高速、高压力、大流量方向发展。对离心压缩机的振动原因、机理、故障等进行深入地分析有着重要的意义和价值。在实践中应妥善维护和检修, 改善压缩机的运行状况, 减少非计划停车的次数, 从而保证压缩机的长周期安全稳定运行。
摘要：详细地分析了引起压缩机振动的几种主要原因, 包括转子不平衡产生的振动的机理、轴系不对中产生的振动机理、油膜振荡与喘振产生的振动的机理等, 并结合笔者研究经验, 提出了改进措施。
关键词：压缩机,故障,分析
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离心式压缩机油膜振荡分析 篇5
关键词：离心压缩机,诊断,油膜振荡
1. 概述
辽阳石化公司尼龙厂醇酮一车间新鲜空气压缩机为大型离心式压缩机 (法国RATEAU生产) , 型号CCMS4-27-6。该压缩机分低压段和高压段, 低压段4个叶轮、高压段6个叶轮, 入口压力0.098 MPa, 出口压力2.6 MPa, 电机功率2 700 k W, 压缩机通过增速器增速转速15 000 r/min, 一阶临界转速8 000 r/min, 二阶临临界转速1 7000 r/min。高、低压段轴承都采用4块可倾瓦轴承。
2011年8月4日装置碱洗结束后准备开车, 在碱洗过程中没有对机组进行检修。22点35分左右机组启动, 运行后机组振动值都在允许范围内, 但运行大约10 min后, 机组振动值开始上升, 直到22点55分时振动达到最高点接近50μm。如果>50μm机组将联锁停车。振动历史趋势如图1所示。
2. 故障分析与诊断
分析机组实时振动频谱图 (图2) , 主要表现为工频、1/2倍频及2倍频。机组停用以前振动值不超标, 再开车后前10 min振动值也没有超标, 说明机组停车前没有问题, 停车后只维修了机组油系统中的一个换向阀。
机组22点35分左右开机振动平稳, 开机后10 min机组振动值快速上升, 接近了联锁停车报警值50μm。图2频谱图有明显的1/2ω成分, 还伴有倍频成分及低次谐波, 同时图3轴心轨迹也比较紊乱。大检修期间做了转子动平衡试验没有超标, 开车后的前10 min内也没有明显的2倍频成分, 说明不是转子对中的问题。根据频谱图分析该故障应该是共性故障, 不是某个轴承的故障, 因为所有轴承的振动值都上升, 而且没有稳定的趋势。考虑此前检修只对油路进行了维修, 有可能是油系统的问题。综上分析, 机组有可能发生了油膜振荡。油膜振荡是一种非线性的油膜共振, 激烈的振动会激发起油膜振荡频率和转速频率的多倍成分以及这两个主振频率和的和差组合频率成分, 同时也会伴有动静件摩擦的频谱出现, 频谱图中的2倍频表明, 机组发生油膜振荡的同时发生了动静件碰摩。
现场检查压缩机润滑油入口温度, 发现油温为80℃, 正常要求润滑油温度控制在39~40℃, 检查油路系统发现是换向阀位置不正确导致润滑油冷却效果不好, 进入机组轴承油温迅速上升, 使之发生油膜振荡, 振动值快速上升。
3. 结论
离心式压缩机的喘振原因及控制 篇6
一、喘振机理
1.1 工作原理
离心压缩机工作的原理相对简单, 主要是利用汽轮机带动高速旋转的叶轮, 气体在流过叶轮时, 一方面气体的压力有所提高, 另一方面速度也极大增加, 使得气体获得了动能;从叶轮流出的高速气体在扩压器内速度急速降低, 使气体的部分动能转变为压力能。可见, 离心压缩机的压缩过程主要在叶轮和扩压器内完成。即离心式压缩机通过叶轮首先将原动机的机械能转变为气体的静压能和动能。
1.2 喘振机理
离心压缩机在运行过程中由于系统工况变化或人为误操作产生气体流量减小的状况, 使得进人叶轮或扩压器管道的气流方向发生逆转, 当气流量降到很低时, 分离现象则达到最大化。当气流发生旋转脱离时阻碍了气流的通过, 这就使得另一端有着较高压力的气体返流到级里来。此时级里面气体压力增加, 流量增加, 又会重新把倒流回来的气体重新压出去。因此气体在级与管道间往复徘徊, 这就使得系统中产生了周期性的气流振荡现象, 这种现象称为“喘振”。
1.3 影响喘振的因素
影响喘振的因素主要有两方面;一是离心式压缩机中的气流在叶道中形成气流旋涡即“旋转脱离”这是内在因素;二是压缩机管网系统具有的一种特性, 这是外部因素。当外界条件使得两种因素相匹配时, 喘振便会发生。可归纳出以下几个方面:
1.3.1 压缩机出口压力升高
出口压力升高时, 使得系统压力大于出口压力, 气流量会降低, 达到符合喘振的流量。稳定系统压力高, 使得压缩机出口憋压, 大量气体回流入压缩机, 形成气体低流量。
1.3.2 停、开机时
当停、开机时入口流量低于规定值。
1.3.3气体组分发生变化
气体组分发生变化, 气体的摩尔质量变化, 压缩机转数不变, 离心力却会变化, 可导致出口压力及排量下降。
1.3.4系统气体含有油类杂质
这类杂质使压缩机入口气体带油, 液体组分进入压缩机内部, 则会降低气体流量。
1.3.5 汽轮机出力下降
由于带动汽轮机的蒸汽压力低或品质差时, 机组出力下降, 转速降低, 相应流量会降低。
1.3.6 机组附件原因
辅助系统发生故障, 或者调速系统失灵, 等等原因导致真空效率下降, 机组出力降低。
二、喘振的危害和判断方法
2.1 喘振的危害
传真造成的危害主要有以下几个方面:
2.1.1 影响工艺稳定
喘振时气流强烈的脉动和, 会造成供气的压力大幅度地波动, 影响工艺系统的稳定性及安全。
2.1.2 损坏压缩机
喘振发生破坏了润滑系统平衡, 加剧了轴承等磨损件磨损程度, 不断的震动会使轴承产生疲劳形成裂纹、形变、损毁。
2.1.3 破坏密封
喘振产生的震动扩大了密封的间隙一方面降低压缩机效率, 另一方面造成介质气泄露, 导致爆炸、中毒、火灾等事故。
2.1.4 产生噪声
振动直接产生巨大的噪声破坏作业现场的环境, 对操作人员造成一定的职业伤害。
2.1.5 冲击仪表
喘振会直接, 降低压力表等测量仪表仪器准确性, 甚至损坏这些仪表。
2.2 喘振的判断
喘振不仅具有以上危害, 而且会破坏整个系统的平衡, 应此操作人员必须及时判断, 作出响应, 通常可从这几个方面判断喘振:
2.2.1 听声音
当压缩机工况接近喘振时, 排气管道中会有周期性的噪声。当进人喘振工况时, 噪声迅速增大, 甚至出现爆音现象, 如果声音增大, 则很可能是喘振。
2.2.2 看仪表
喘振的一个特点就是气流减小, 并且气流会出现周期性的脉动, 这时可以观察到流量表、压力表指针大幅度地摆动, 通过观察可以判定是否为喘振。
三、喘振的预防和处理措施
3.1 预防措施:
3.1.1在压缩机防喘振系统未投自动的情况下, 调整机组的参数使其运行状态离喘振区, 保留足够的防喘振空间。
3.1.2在开车、停车或者调整过程中, 必须遵守“升压过程先升速, 降速过程先降压”的原则。操作中严格按照调整动作缓慢、均匀的过程。
3.1.3连接压缩机的设备控制气参数必须控制在额定工况内。
3.1.4操作过程中必须密切观察汽轮机主蒸汽及后系统设备的各项参数, 发现有喘振的倾向时提前做出调整。
3.2 处理措施。
3.2.1 阻塞工况
如果发生出口阻塞工况, 应立即适当打开出口放空阀进行减压。
3.2.2 低流量工况
低流量工况时, 应立即打开反飞动阀, 增加出口流量。
3.2.3 气体参数变化工况
当气体参数变化出现的喘振时, 首先要适当打开放空阀消除喘振状态, 再调整操作回复气体参数。
3.2.4 不明原因
发生喘振工况时, 岗位操作人员在不能明确判断其原因时, 应先开出口放空阀, 消除喘振状态后, 再根据实际情况作出判断后, 进行防喘振操作。
四、结束语
实践证明, 喘振的发生是完全可以避免的。采取相应的预防措施和操作, 提高操作人员的预防技能, 加强对机组的保养和管理, 可以有效地防止压缩机的喘振的发生及其带来的危害, 为机组的安全稳定运行提供可靠的保障, 从而增加机组运行周期, 降低检维修保养费用, 不断提高经济运行效率。
摘要：发生喘振时, 离心式压缩机的转子和定子元件经受交变的动应力, 各级之间压力失调而引起强烈的振动, 导致密封及轴承损坏, 影响系统稳定运行, 甚至造成事故。喘振不仅是离心式压缩机损坏的主要原因, 还是诸多化工事故的诱因。本文针对喘振发生的原因和和如何避免喘振进行了探讨。
关键词：离心式压缩机,喘振,控制
参考文献
[1]王书敏, 何可禹.离心式压缩机技术问答[M].第二版.中国石化出版社, 2006.
[2]周国良.压缩机维修手册[M].1.化学工业出版社, 2010.
浅谈离心式压缩机整体安装技术 篇7
1 离心式压缩机整体安装施工程序
离心式压缩机整体机组如在制造厂试运转合格, 又不超过机械保证期限, 运输过程安全有保征时, 安装前可不做解体 (揭盖) 检查, 直接进行整体安装。安装过程一般按下列顺序进行。
2 关键工序技术要求和注意事项
2.1机组就位、找平、找正
(1) 基础表面应铲出麻面, 麻点深度不宜小于10mm, 麻点分布每平方分米内有3~5个点, 预留孔内的杂物在就位前彻底清理干净。
(2) 机组就位前离心压缩机的底座必须清除油垢、油漆、铁锈等, 机器的法兰孔应加设盲板, 以免脏物掉入。
(3) 机组就位前必须首先确定机组找平找正的基准机器, 先调整固定基准机器, 再以其轴线为准, 调整固定其余机器。基准机器的确定一般按以下要求: (1) 设计或制造方规定的安装基准机器; (2) 以重量大, 调整困难的机器为安装基准机器; (3) 机器多、轴系长时, 宜选安装在中间位置的机器为基准安装机器, 以便于整个机组的调整; (4) 条件相同时, 优先选择转速高的机器为基准安装机器, 可节省调整时间。
(4) 如果设备到货为整体供货, 共用同一个底座, 且为无垫铁安装, 底座的顶丝垫块位置必须铲平, 顶丝垫块与基础面严密贴实, 撑力垫板必须清理干净, 安装时每块预先加入相同厚度的调整垫片, 且把紧固定螺栓。
(5) 垫板无垫铁安装若为预埋垫板形式的, 在底座就位前必须将垫板按图纸预埋, 垫板水平度及标高符合图纸要求, 并且预埋垫板在浇筑料达到一定强度后方可进行底座就位, 就位后再靠调整底座与预埋板之间的垫片厚度进行调整。
(6) 垫板无垫铁安装顶丝调整方式的安装, 是用顶丝先调整水平后, 把垫板和底座之间用螺栓紧密连接, 保证良好的接触度后按要求把垫板支模进行一次灌浆, 强度满足后拆除模板, 并退出调整顶丝, 复查水平如不能达到要求, 靠调整底座与预埋板之间的垫片厚度进行调整。
(7) 底座标高允许偏差为±5mm, 纵横允许偏差为±5mm, 且应满足横向水平度偏差不大于0.10mm/m, 纵向水平度偏差不大于0.05mm/m, 齿轮箱一般水平偏差不大于0.04mm/m。
(8) 标高和水平度调整后, 底座的下表面和基础的上表面之间应有60mm~100mm的二次灌浆预留间隙。
3 机组对中
(1) 离心压缩机转速高, 对联轴器的对中要求非常严格, 联轴器表面应光滑, 无毛刺、裂纹等缺陷。
(2) 调整垫片应清洁、平整、无折边、毛刺等, 复测机组轴端之间的距离应符合图纸要求, 按制造厂提供的找正图表或冷对中数据进行对中。
(3) 冷态对中一般采用表测法, 表测法的表架应有足够的刚度, 表架挠度值应标在表架的明显部位。
(4) 以汽轮机单独驱动的压缩机组对中时, 单缸压缩机组应以汽轮机为基准, 进行压缩机与汽轮机的对中, 多缸压缩机组应以汽轮机为基准, 确定各缸对中次序, 依次将各缸逐一进行对中调整。
(5) 一次对中结束后应核对轴端距, 并按灌浆要求进行地脚螺栓孔灌浆 (一次灌浆) , 地脚螺栓孔灌浆强度达到75%以后拧紧地脚螺栓, 复测机组水平度和同轴度, 复测结束后应及时进行二次灌浆。
4 机组精找正
(1) 再次检查底板水平, 一般要求达到0.02mm/m的水平精度。
(2) 二次对中应利用机体支座下部的调整垫片进行垂直方向的最终微量调整, 利用支座处横向调整螺钉进行水平方向的最终调整。
(3) 只有在精找正、二次灌浆养护合格后才能将进、排气管道连接到机器上。配管时应在基础上适当位置架设百分表, 检查接管对压缩机作用力的大小程度, 偏差不得超过允许值。
5 机组灌浆
(1) 地脚螺栓预留孔的灌浆, 应在初对中后进行, 灌浆前应进行清理, 并用水润湿12小时后清除积水及异物, 并不得有油污。
(2) 带锚板的地脚螺栓, 其预留孔的上下各100mm处灌浆采用水泥砂浆, 中间部位应填充干沙, 螺杆与干沙接触部位应涂防锈漆。
(3) 机组二次灌浆应在机组对中后24小时内进行, 如超过24小时应复测对中值。
(4) 二次灌浆应一次完成, 不得分层浇注, 不得留有施工缝;
(5) 二次灌浆宜采用无收缩灌浆料, 养护期满后, 在底座地脚螺栓附近及联轴器上放置百分表, 松开底座上的调整螺钉并拧紧地脚螺栓, 底座处百分表变化不得大于0.05mm, 联轴器处百分表变化不得大于0.03mm。
6 压缩机零部件间隙的测量校准
(1) 复测转子轴颈的圆柱度, 允许偏差为0.01mm, 轴承各零部件和轴承套表面应清洗干净, 不得有毛刺、疏松、气孔、夹渣和缺口等缺陷。
(2) 推力盘承力面应光洁、无裂纹, 与推力瓦块接触面各测点的厚度差不应大于0.02mm, 推力盘的端面跳动允许误差为0.015mm。
(3) 径向推力瓦块的接触面应均匀, 推力盘承力面与推力瓦块的接触面积应不小于瓦块总面积的75%, 埋入轴承的测温热电阻接线应牢固, 位置应正确;
(4) 用压铅法测量轴承轴瓦的过盈量或间隙值, 应符合产品技术文件的规定。
(5) 轴承的进油孔应畅通, 并应与轴承座孔上的供油孔对正。
(6) 轴承箱内应清洁无杂物, 全部零部件组装齐全, 螺栓拧紧并锁牢, 仪表元件安装调整完毕。
7 机组油循环
(1) 用滤油机经180~200目的过滤网向油箱加油, 断开机器用油点, 管线跨接, 在断开处加设盲板防护, 在回油总管与油箱连接处增设临时滤网, 连接经吹扫合格的油管线、临时管线、油泵和冷却器, 形成回路, 进行油循环。
(2) 连续冲洗, 在180~200目的临时滤网上不允许存在焊渣、砂砾、铁锈等硬质杂物, 每平方厘米面积上肉眼可见软性杂质不超过3点, 允许有微量纤维质杂物存在, 连续运转20小时, 滤油器前后压差不超过0.015MPa。
8 结语
离心式压缩机由于其精度高、间隙小、转速高、价值大等特点, 对安装工艺技术要求相当高, 只有优化安装技术、合理安排施工工序, 才能确保安装质量和机组运行效果。
摘要：离心式压缩机因其结构简单、功效高、易损件少等优点, 在石油化工装置中应用越来越广泛, 但同时因转速高、间隙小、价值大等特点, 要求安装精度非常高, 其运转状况、使用性能和寿命与其安装质量密切相关, 本文根据陕西化建工程有限责任公司所承建的石油化工装置中离心式压缩机的安装工艺技术及注意事项进行了归纳阐述, 对提高离心式压缩机安装功效和保证质量有一定的借鉴意义。
关键词：离心式,压缩机,施工程序,安装技术
参考文献
[1]罗生梅, 刘丽荣.离心式压缩机组无垫铁安装及对中找正[J].科学技术与工程, 2007, (1) .
[2]叶仁水.离心式压缩机组安装工艺[J].化学工业与工程技术, 2000, (6) .
离心式压缩机空气过滤器改造分析 篇8
关键词：离心式压缩机,自洁式空气过滤器,改造
某电解铝厂有5台590DA3离心式压缩机,其排气量为180 m3/min,进气除尘过滤装置设计为平面板式二次除尘,收尘面积小,且只能过滤较大颗粒的灰尘,过滤效果差,导致压缩机在运行过程中经常出现压缩机空气过滤器一级、二级滤芯堵塞或损坏的现象。
1 离心式压缩机自带空气过滤器存在的不足
1.1 空气过滤器存在的问题
离心式压缩机进气除尘过滤装置为平面板式二次除尘,压缩机运行时过滤器无法进行自洁,大量灰尘、昆虫、固体颗粒杂质沉降堆积在过滤器上,造成过滤器阻力不断增大,致使压缩机进气量减少[1],从而导致过滤器堵塞甚至损坏。此时,空气中大量灰尘和固体颗粒杂质直接进入机组工作腔,黏附在高速运转的叶轮上,使叶轮动平衡精度下降,造成压缩机振动值升高[2],叶轮磨损甚至损坏,压缩机报警跳机,严重影响正常生产。
1.2 平面板式二次除尘空气过滤器技术状况
(1)过滤器滤芯使用周期短。设备维护使用说明书中建议压缩机每运行1 000 h就需更换空气过滤器滤芯。由于该厂压缩机厂房周围环境空气杂质含量较低,压缩机正常运行一年后,设备技术人员根据过滤器滤芯堵塞及损坏情况对滤芯使用周期进行相应的调整,通过不断地摸索和总结经验,目前已将过滤器滤芯使用周期延长至2 000 h,达到了滤芯极限使用寿命。
(2)过滤面积小,经测算其过滤面积仅为2 m2。
(3)过滤器滤芯更换费用高。过滤器滤芯更换周期按2 000 h计算,每年每台压缩机需更换滤芯4套,在满足正常生产的条件下,压缩机正常运行模式为3开2备,即每天运行3台空压机,每年所需更换滤芯数量为12套。
由表1可知,每年用于滤芯更换的费用高达14.4万元,压缩机维护成本居高不下,且每次更换滤芯时需停机操作,极大地影响了压缩机的使用寿命。
2 离心式压缩机的工作原理
空气从过滤器进气口吸入,经过滤装置一级、二级过滤器滤芯过滤,由于重力、惯性扩张、接触阻留等作用,使空气中的粉尘及其他固体杂质滞留在滤料滤纸的外侧。净化后的空气经进气阀调节,电动机带动压缩机主轴叶轮转动,在离心力的作用下,气体被甩到工作轮后面的扩压器中,而在工作轮中间形成稀薄地带,前面的气体从工作轮中间的进气部分进入叶轮,由于叶轮不断旋转,气体连续不断地被甩出,从而保持了气体的连续流动。气体因离心作用增加了压力,以极快的速度离开工作轮,气体经扩压器逐渐降低了速度,动能转变为静压能,进一步增加了压力,通过三级叶轮串联工作办法达到压缩机出口压力的要求。
3 改造分析
本着节能降耗、减小设备维护工作量、延长设备运行周期及设备使用寿命的原则,对机组空气过滤器进行技术改造,将原配套平面板式空气过滤器改造为自洁式空气过滤器。
3.1 改造措施
拆除现有平面板式二次除尘过滤器及其安装平台,对地面进行硬化。将整套自洁式空气过滤器安装在硬化的地面上,过滤器滤芯高出地面1.5 m,然后用钢管将自洁式过滤器出口与空压机进气口进行连接。
3.2 设备选型
按实际过滤空气量的1.5～2.0倍的原则进行设备选型,离心式压缩机最大排气量为180 m3/min,而ZKL300型自洁式空气过滤器最大空气过滤量为300 m3/min。同时,ZKL300型自洁式空气过滤器出气管管径与离心式压缩机进气口管径的大小一致,因此选择ZKL300型自洁式空气过滤器作为压缩机空滤改造设备。表2为ZKL300型自洁式空气过滤器主要性能及技术参数。
3.3 自洁式空气过滤器的工作原理
自洁式空气过滤器的净气室出口与空压机入口连接,在负压的作用下,从大气中吸入空气。空气经过过滤筒,灰尘被滤料阻挡,无数小颗粒粉尘在滤料的迎风表面形成一层尘膜。尘膜可使过滤效果有所提高,同时能使气流阻力增大,减少压缩机的进气量。当阻力增至高限600 Pa时,由压差变速器将阻力信号传给脉冲控制仪中的电脑,电脑发出指令,自洁系统开始工作,电磁阀接到指令后,按程序控制驱动脉冲阀,脉冲阀瞬间释放出压缩空气,经喷嘴整流后,自滤筒内部反吹滤筒,将滤料外表面的粉尘吹落,阻力随之下降,其他过滤筒照常工作。当阻力达到滤料的初始阻力(约150 Pa)时,自洁系统停止工作。
3.4 自洁式空气过滤器结构原理图(如图1所示)
注:1——一级粗过滤箱;2——高效过滤筒;3——密封垫圈;4——文氏管;5——净气管;6——集气口;7——净气出口管;8——负压探头;9——负压差控制仪;10——负压差报警器;11——反吹气喷咀;12——脉冲电磁阀;13——油水分离器;14——编程控制器(PLC);15——控制仪;16——压缩空气入口;17——电源插头;A——净气过程;B——自洁过程。
3.5 自洁式空气过滤器特点
(1)一级粗过滤的主要作用是防止鸟类、昆虫及其他外部飘来的物品堵塞过滤器,减轻二级过滤器的负担,延长二级过滤器的使用寿命。
(2)二级过滤器的主要作用是过滤细小颗粒灰尘。过滤效率高,过滤精度为1μm时,过滤效率≥99.8%;过滤精度为2μm时,过滤效率≥99.9%;过滤精度≥4μm时,过滤效率为100%。
(3)在可编程控制下自动实现空气的过滤和过滤元件的自洁,使设备照常运行,而不影响其他过滤元件正常工作,智能分配器控制,自洁方式有定时、压差、手动3种。
(4)自耗压缩空气量极小,仅为0.1 m3/min。
(5)耗电量极小,消耗功率仅为100 W。
(6)过滤元件更换周期长,在一般条件下可达15 000～16 000 h更换一次。
4 结论分析
4.1 改造后技术状况
(1)自洁式过滤器滤芯使用周期长达15000～16000h,且不需停机更换。
(2)过滤面积大,过滤面积高达30 m2。
(3)经改造后,过滤器滤芯更换费用较之前大大减少。改造后更换滤芯每套单价为28 000元,单台机每2a左右更换一次滤芯,按每年运行3台机器计算,平均每年需更换滤芯1.5套。
由表3可知,压缩机空气过滤器改为自洁式过滤器后,每年滤芯更换费用仅为4.2万元,设备维修成本大大减少。
4.2 投资回报
每台空压机空气过滤器改造费用的厂家报价为7万元,其中包括1套滤芯,若5台压缩机空气过滤器全部改造为自洁式过滤器,则改造费用共需7×5=35万元,不含滤芯设备改造费用为35-2.8×5=21万元。改造前,每年更换滤芯费用为14.4万元;改造后,每年更换滤芯费用为4.2万元,因此设备改造投资回报期为21/(14.4-4.2)≈2.06a。改造前后过滤器各参数对比表见表4。
5 结论
(1)改造后,过滤器每年滤芯更换费用仅为4.2万元,检修费用降低,且不需停机更换滤芯,解决了设备停机率高、叶轮易磨损等问题。
(2)自洁式过滤器滤芯更换周期长,减少了设备维护工作量,降低了工人劳动强度。
(3)减少压缩机更换滤芯时的停止、启动次数,降低了由于设备频繁启动而造成的故障,延长了设备使用寿命。
参考文献
[1]费维民.离心式空气压缩机排气量减少的故障分析与处理[J].冶金动力,2002,92(4):14-17.