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噪音異常:壓縮機頭拆解數次,換了兩套轉子找到問題根源

   【壓縮機網背景
  煉油廠各裝置所排放的低壓瓦斯經分液罐以及沿途低點排凝后,進入氣柜回收,經螺桿壓縮機升壓后,進入高壓瓦斯管網至各用戶中壓瓦斯管網送至鍋爐。
 
  洛陽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#螺桿壓縮機組是噴水式螺桿壓縮機,介質中的酸性氣和水化合后對主機轉子造成很大的腐蝕,尤其是排氣端端面。雖然在機頭大修后,各裝配尺寸和間隙都滿足技術規范,但開機后,機組產生的噪音異常,導致機組無法正常運行。作為裝置的核心特護設備,一旦機組出現故障停機,便會導致氣柜瓦斯量大,只能放至火炬燒掉,不僅浪費而且會對環境造成污染。
 
  故障
  洛陽煉油廠氣體車間氣柜有1#2#兩臺螺桿壓縮機組。1#2#機型號相同,為LG30/8.0。自2016年以來,1#2#機組開始頻繁大修,其中1#機機頭大修過程中發現壓縮機排氣端面腐蝕嚴重,腐蝕源自近年來原油中高含硫,導致瓦斯氣中有大量H2S氣體,由于1#2#機為噴水機組,噴淋水和H2S形成酸液腐蝕了轉子。排氣端面出現凹凸不平坑點,深度近2mm。雖然排氣端端面間隙仍然調整至0.10mm,進氣端端面間隙為1.1mm。符合機組排氣端端面間隙標準0.09mm-0.11mm,但開機后出現進氣端異常噪音和振動,無法正常運行。
 
  1#機組是噴水式螺桿壓縮機,滾動軸承定位(角接觸球軸承7315BECBM兩套),徑向軸承(NU315BECBM兩套)。同步齒輪傳動。
 
  1#機轉子排氣端端面腐蝕情況如圖1。
噪音異常:壓縮機頭拆解數次,換了兩套轉子找到問題根源
  1#2#機主要技術參數:
 
  型號:LG30/8.0
 
  形式:撬裝式噴液螺桿壓縮機組
 
  螺桿公稱直徑:255毫米
 
  螺桿長徑比:1.65
 
  主電機轉速:3000rpm
 
  機組額定總功率:288kW
 
  機組冷卻方式:水冷卻機組
 
  潤滑方式:壓力潤滑
 
  本機組性能參數如下:
 
  進氣壓力:-10kPa~10kPa;低于-5kPa報警;低于-10kPa聯鎖停機
 
  進氣溫度:10℃~45℃
 
  排氣壓力:≤0.8MPa;≥0.75MPa時報警;≥0.88MPa時聯鎖停機并關入口蝶。
 
  排氣溫度:<85℃;≥75℃是報警;>85℃時聯鎖停機
 
  軸功率:<220kW
 
  安全泄放壓力=0.88MPa
 
  潤滑油系統:
  1、潤滑油壓力:機組允許啟動油壓≥0.4MPa;正常工作油壓0.5~0.90MPa;
 
  ≤0.4MPa報警并啟動輔助油;≤0.3MPa時聯鎖停機;油壓≥0.5MPa時停輔助油;濾網前后壓差≥0.1MPa是報警,應即時切換過濾器;
 
  2、潤滑油溫度:正常油溫18℃~60℃;<18℃報警,應手動啟動電加熱器;油溫≥27℃時自停加熱;油溫≥60℃時報警;
 
  3、油位:正常油位40~80%;油位≤50%時報警;
 
  水系統參數:
  流量:20~25T/h   壓力:0.4MPa
 
  氮氣參數:
  流量:3m3/h        壓力:0.4MPa
 
  電機主要參數:
 
  電壓:6000V        電流:31.5A
 
  前后軸承溫度:
 
  正常溫度:0~80℃;報警溫度:大于等于80℃;
 
  各裝配間隙及安裝技術規范:
 噪音異常:壓縮機頭拆解數次,換了兩套轉子找到問題根源
  隨后又拆解數次,對各部尺寸和間隙復查,均無問題,但噪音和振動始終無法消除。
 
  分析噪音與振動原因:
  1、轉子排氣端面腐蝕嚴重,轉子動平衡破壞;
 
  2、轉子排氣端面腐蝕造成端面間隙值有假;
 
  3、轉子排氣端面腐蝕,所產生的凹凸坑點,相當于使排氣口偏移。
 
  論證原因:
  原因1:轉子排氣端面腐蝕嚴重,轉子動平衡破壞。對于本機組,轉速近3000轉,轉子對動平衡有嚴格要求,通常是(0.05—1.0)N.m。排氣端面的腐蝕坑點超出了要求,所以應當重新作動平衡。
 
  原因2:轉子排氣端面腐蝕造成端面間隙值有假。轉子排氣端端面間隙要求在0.09mm~0.11mm。數值要求嚴格,但腐蝕造成的凹凸坑點深度有近2mm,在壓縮終了,凹凸坑里的存氣會沿著轉子泄漏三角形返回到入口端,產生噪音與振動。
 
  原因3:轉子排氣端面腐蝕,所產生的凹凸坑點,相當于使排氣口偏移。而螺桿壓縮機吸排氣口的位置和形狀決定了內壓力比。運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不同,螺桿壓縮機的內外壓力比可以不相等。在當排氣壓力大于內壓縮終了壓力的情況下,齒間容積與排氣孔口連通的瞬時,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致改變了機組固有的內外壓力比,會產生強烈的周期性排氣噪音。
 
  最后總結出轉子排氣端端面腐蝕是噪聲與振動的根源。但如何處理是個問題,沒有先行成功的經驗。近幾年1#2#機組已經換了兩套轉子。之后隨煉廠煉量擴展,車間增上了3#機。
 
  2018年,3#機組的機封泄漏故障檢修,但在更換新機封時,發現轉子竄動量3.5mm,隨即轉入大修。
 
  3#機組主要技術參數如下:
 
  型號及型式:
 
  WLVIT321/16550(11605) 螺桿壓縮機
 
  FES編號:04495103—050
 
  壓縮級數:單級
 
  機組冷卻方式:強制油冷卻機組
 
  潤滑方式:稀油壓力潤滑
 
  瓦斯流量(入口狀態):3600m3/h
 
  螺桿陽轉子齒數:4
 
  螺桿陰轉子齒數:6
 
  壓縮機軸封:集成機械密封
 
  機組載荷調節方式:滑閥調節(0%~100%)
 
  功率:Horsepower  845(630kW)
 
  電壓:Vottage :6000V
 
  轉速rpm:3000
 
  頻率Frequency:50

  正常運行的工藝參數:
 
  介質:火炬氣介質分子量:26(平均)
 
  瓦斯入口壓力:0.0~0.202MPa
 
 ?。?.0~2.02bar表壓)
 
  瓦斯入口溫度:≯45℃
 
  瓦斯出口溫度:≤115℃
 
  瓦斯出口設計壓力:1.24MPa(表壓)
 
  3#機組是噴油式螺桿壓縮機,軸承采用滑動軸承,軸向止推是推力軸瓦,陰陽轉子無同步齒輪。當發現轉子可竄動3.5mm時,基本可判定推力瓦磨損非常嚴重了。為此決定大修。解體后發現,推力瓦架都已磨損,巴氏合金完全磨掉。轉子進氣端面有明顯磨損,但還顯平整。進氣端蓋磨出一個圓環,有3.5mm深。轉子排氣端面完好。進氣端蓋磨損見圖2。
噪音異常:壓縮機頭拆解數次,換了兩套轉子找到問題根源
  最后更換了所有軸承及推力瓦,并且轉子做了動平衡,進氣端蓋的深槽未做處理。轉子排氣端面間隙為0.28mm,符合標準間隙0.25mm—0.30mm,轉子進氣端面間隙已達4.5mm,各項數值見下表:
 
  壓縮機轉子各部間隙:
噪音異常:壓縮機頭拆解數次,換了兩套轉子找到問題根源
  安裝后,開機一切正常,負荷可以從0—100%自由調整,壓力正常。這從實踐中證明了進氣端端面間隙對螺桿壓縮機機組影響甚小。這次檢修故障的消除為1#2#機當時的噪音振動故障提供了借鑒作用。
 
  之前我們已經發現了1#2#機產生振動和噪音的原因:是轉子排氣端端面因腐蝕而產生的凹凸的坑點。如果把排氣端端面上車床修平,并車出密封齒,這樣排氣端面既消除了表面的坑點,又增加了密封齒,減少了排氣端面的內泄漏。通過對排氣端端面的重新定位,讓其間隙仍然保證在標準范圍內。相當于轉子在氣缸里的總竄量增大,但排氣端端面間隙保證了,那么就意味著進氣端端面間隙增大了,增大值即為排氣端端面在車床上的軸向切削值。即2.0mm。
 
  通過3#機組已經看出,進氣端端面間隙對機組的影響很小。所以1#機進氣端增大的2.0mm應當可行,最終將1#機轉子排氣端面在車削后將轉子重新做動平衡,通過調整保證陰陽轉子排氣端端面間隙在標準范圍以內。這樣通過3#機組的故障檢修,找到了解決1#機噪音與振動的方法,并在實際中證明是可行的。

來源:本站原創

標簽: 機頭轉子拆解  

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