句龍　韓玉鑫　張晶鑫　白林　溫麗媛

摘? 要： 離心式空壓機(jī)是現(xiàn)代化工業(yè)產(chǎn)品的基礎(chǔ)，是用來(lái)提供空氣動(dòng)力的，某化工公用裝置的空壓機(jī)為英格索蘭裝置，近年來(lái)，空壓機(jī)三級(jí)軸振動(dòng) 波動(dòng)頻繁，超高現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，甚至聯(lián)鎖停機(jī)，嚴(yán)重影響生產(chǎn)裝置的安全穩(wěn)定運(yùn)行。對(duì)于離心式空氣壓縮機(jī)組的正常運(yùn)行而言，一旦出現(xiàn)振動(dòng)問題，原 因很難找到，設(shè)備管理人員不僅要從設(shè)備本身上對(duì)機(jī)械性能進(jìn)行分析并找出原因，甚至要同時(shí)從工藝運(yùn)行條件等方面進(jìn)行分析，找出影響軸高振動(dòng)的主 要因素，采取相應(yīng)的控制措施，實(shí)現(xiàn)主機(jī)長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行。

關(guān)鍵詞： 空氣離心壓縮機(jī)軸;高振動(dòng);原因分析;對(duì)策;研究

1 單元概述

1.1? 機(jī)組

美國(guó)英格索蘭公司生產(chǎn)的C80MX3離心式空氣壓縮機(jī)被引入化學(xué)工業(yè) 部公共工程裝置的空氣壓縮機(jī)站。該系統(tǒng)采用三級(jí)壓縮微機(jī)自動(dòng)控制。每 臺(tái)空壓機(jī)氣體處理能力13200Nm3/h，一級(jí)葉輪轉(zhuǎn)速19370r/min;二級(jí)葉輪 轉(zhuǎn)速27670r/min;三級(jí)葉輪轉(zhuǎn)速38740r/min，進(jìn)口壓力0.097Mpa，出口壓 力1.0Mpa。主要包括吸入過濾器、壓縮機(jī)本體、電機(jī)及儀表控制系統(tǒng)，共 4套?？諌簷C(jī)進(jìn)口設(shè)4臺(tái)自潔式空氣過濾器，出口設(shè)3臺(tái)空氣干燥器。

1.2? 工藝流程

室外空氣經(jīng)過空氣過濾器后，通過管道送入離心式空氣壓縮機(jī)， 依次進(jìn)行一級(jí)壓縮、冷卻、二級(jí)壓縮、冷卻和三級(jí)壓縮。此時(shí)，壓力為 0.9mpa。壓縮空氣經(jīng)后冷器冷卻后，溫度降至40℃左右，部分進(jìn)入非凈 化壓縮空氣分配器，通過管道送至氣體裝置;另一部分依次進(jìn)入氣水分離 器、微熱再生干燥器、除塵器，此時(shí)壓縮空氣露點(diǎn)為-40℃。這部分凈化 壓縮空氣進(jìn)入凈化壓縮空氣分配器，通過管網(wǎng)輸送給各用戶。

2 機(jī)組軸振動(dòng)高原原因

2.1? 儀器故障

振動(dòng)探頭安裝不牢固，會(huì)造成運(yùn)行過程中振動(dòng)不穩(wěn)定，頻繁出現(xiàn)大波 動(dòng)現(xiàn)象;振動(dòng)探頭校準(zhǔn)精度不足，儀表放大器不穩(wěn)定故障，將導(dǎo)致機(jī)組高 振動(dòng)聯(lián)鎖停機(jī)。從機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)分析，可能導(dǎo)致三級(jí)振動(dòng)高聯(lián)鎖停機(jī)的主 要原因是：儀表問題，三級(jí)振動(dòng)探頭安裝不牢固，導(dǎo)致運(yùn)行過程中振動(dòng)不 穩(wěn)定，出現(xiàn)多次波動(dòng)現(xiàn)象;儀表放大器故障將導(dǎo)致高振動(dòng)聯(lián)鎖停機(jī)。根據(jù) 以上分析，更換三級(jí)放大器、振動(dòng)探頭。機(jī)組所有參數(shù)均在正常范圍內(nèi)， 特別是三級(jí)振動(dòng)0.30mil。更換后的三級(jí)振動(dòng)探頭和放大器送專業(yè)檢測(cè)機(jī)構(gòu) 進(jìn)行驗(yàn)證。放大器不穩(wěn)定，探頭正常。

2.2? 轉(zhuǎn)子振動(dòng)大

2.2.1? 轉(zhuǎn)子本身動(dòng)平衡不良

對(duì)于每一個(gè)轉(zhuǎn)子，在機(jī)組修理和重新安裝之前，必須到專業(yè)制造商處 重新進(jìn)行動(dòng)平衡。 1 、2 、3號(hào)轉(zhuǎn)子葉輪經(jīng)噴砂、脫泥、退磁、動(dòng)平衡試驗(yàn) 合格后方可使用。因此，開始時(shí)轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡出現(xiàn)問題的概率很小。

2.2.2? 轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡故障

機(jī)組運(yùn)行一段時(shí)間后，轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡已被破壞，可能的原因是葉輪存在 缺陷，根據(jù)葉輪材質(zhì)為特殊的高級(jí)鑄造不銹鋼，強(qiáng)度高，耐腐蝕，所以葉 輪缺陷的風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)該很小，轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡引起葉輪結(jié)垢的另一個(gè)可能原因是轉(zhuǎn) 子動(dòng)平衡被破壞，從而增加軸向振動(dòng)，葉輪結(jié)垢的原因有三：吸入的空氣 不純;壓縮空氣含水量過高;冷卻器筒內(nèi)壁腐蝕，防腐漆脫落。 DC2023水 平振動(dòng)達(dá)到0.91mil報(bào)警，立即切斷機(jī)器。 14時(shí)30分，更換了第三級(jí)放大器和 振動(dòng)探頭。試運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，第三級(jí)軸的振動(dòng)為0.58mil，且振動(dòng)持續(xù)上升。停機(jī)解 體檢修，發(fā)現(xiàn)三級(jí)葉輪嚴(yán)重結(jié)垢。一、二、三級(jí)冷卻器內(nèi)壁腐蝕嚴(yán)重;研 磨、噴砂，用于內(nèi)部防腐。試驗(yàn)中3級(jí)振動(dòng)值為0.39mil，運(yùn)行良好。

2.3? 機(jī)組吸入的空氣不純凈

（ 1 ）濾筒的精度不夠：壓縮機(jī)吸入口采用后吹風(fēng)自清潔空氣過濾器， 去除空氣中99.97%大于2μm的顆粒和90%大于0.5μm的顆粒，保證了吸入 空氣的質(zhì)量。我們將進(jìn)口濾芯的精度從2μm提高到1μm，安裝后機(jī)組運(yùn)行 良好。根據(jù)以上事故分析，濾筒精度低不是葉輪結(jié)垢的主要原因。（ 2 ） 濾筒的安裝問題：每個(gè)過濾器由35個(gè)濾筒組成，每個(gè)濾筒由一個(gè)長(zhǎng)桿螺 栓固定。如果過濾器筒體和頂部的吸入口安裝不正確，或螺栓松動(dòng)，雜質(zhì)將吸入閥體，導(dǎo)致葉輪結(jié)垢。（ 3 ）濾筒運(yùn)行時(shí)間過長(zhǎng)，擋布使用周期過 長(zhǎng)：濾芯太臟導(dǎo)致雜質(zhì)進(jìn)入機(jī)體， DC-202入口濾芯正在2013年8月進(jìn)行更 換，自運(yùn)行以來(lái)，吸氣差壓儀表盤一直處于故障狀態(tài)，壓差值無(wú)法準(zhǔn)確監(jiān) 測(cè)，壓差始終顯示在60Pa左右，因此監(jiān)控系統(tǒng)出現(xiàn)問題，由于壓差濾芯運(yùn) 行時(shí)間長(zhǎng)，濾芯太臟，雜質(zhì)進(jìn)入機(jī)體，這可能是葉輪結(jié)垢的原因。外殼濾 布的使用時(shí)間約為6個(gè)月，臟濾布也是雜質(zhì)進(jìn)入體內(nèi)的原因。（ 4 ）電磁閥 故障：反吹自清潔過濾器，通過反吹電磁閥的作用，增加進(jìn)入氣缸壁的氣 體流量，使其從氣缸壁吸附，同時(shí)，反吹氣流從內(nèi)向外的速度大大高于過 濾器氣流向外擴(kuò)散的速度，將填充在濾紙孔隙中的雜質(zhì)去除，恢復(fù)過濾功 能。電磁閥故障時(shí)，過濾器的自清潔功能不能及時(shí)發(fā)揮，降低了濾筒的效 率，導(dǎo)致雜質(zhì)進(jìn)入閥體，也是葉輪結(jié)垢的原因。

2.4? 壓縮空氣含水量高

（ 1 ）級(jí)間疏水阱疏水效果差：每級(jí)之間的疏水閥為倒桶結(jié)構(gòu)，疏水效 果差，會(huì)導(dǎo)致進(jìn)入下一級(jí)的壓縮空氣攜帶水，使水和雜質(zhì)混合結(jié)垢，粘附 在葉輪上。從以上事故來(lái)看， DC202排水效果差是葉輪結(jié)垢的原因之一。 （ 2 ）級(jí)間氣液分離器分離效果差：為了防止壓縮后的冷卻氣體中析出的 冷凝水隨氣流進(jìn)入壓縮機(jī)，在每個(gè)冷卻器中安裝了氣液分離器，以分離和 收集冷凝水。如果分離器上形成結(jié)垢，將嚴(yán)重影響分離效果，壓縮空氣將 水帶入體內(nèi)， 導(dǎo)致葉輪結(jié)垢。上述事故導(dǎo)致DC202解體，分離器內(nèi)未發(fā)現(xiàn) 污垢。（ 3 ）冷卻器筒體內(nèi)壁防腐漆脫落：本次DC202事故，在三級(jí)解體檢 修過程中發(fā)現(xiàn)風(fēng)道防腐層腐蝕嚴(yán)重，葉輪結(jié)垢顏色與防腐層相似，這可能 是由葉輪上附著的帶空氣的防腐涂料引起的。因此，認(rèn)為防銹漆剝落是葉 輪結(jié)垢的重要原因。

3 機(jī)組軸高振動(dòng)的解決方案

（ 1 ）儀表備品備件的使用壽命：檢查4臺(tái)空壓機(jī)各級(jí)儀表放大器和振 動(dòng)探頭的使用壽命，逐步更換過期老化的儀表部件。（ 2 ）電磁閥檢查： 規(guī)定儀表運(yùn)輸人員每周必須對(duì)機(jī)組電磁閥進(jìn)行全面檢查，發(fā)現(xiàn)損壞及時(shí)更 換。（ 3 ）濾筒問題：針對(duì)濾筒安裝錯(cuò)位，加強(qiáng)維修過程監(jiān)督，提高施工 質(zhì)量。濾筒使用周期過長(zhǎng)，影響機(jī)組運(yùn)行。設(shè)置濾筒更換周期：濾筒每6 個(gè)月更換一次，并嚴(yán)格執(zhí)行。（ 4 ）檢查葉輪、氣液分離器、冷卻器筒內(nèi) 壁：根據(jù)空壓機(jī)維護(hù)規(guī)程，每個(gè)累計(jì)運(yùn)行周期，都要檢查葉輪的結(jié)垢情 況，檢查氣液分離器和冷卻器內(nèi)壁的腐蝕情況，并根據(jù)腐蝕情況決定是否 進(jìn)行防腐。（ 5 ）疏水閥的維護(hù)和檢查：配備現(xiàn)場(chǎng)操作人員，定期檢查、 維護(hù)各級(jí)疏水閥，定期切斷旁通閥的水，及時(shí)整改和更新疏水閥，以保持 良好的排水效果。

4 結(jié)論

空壓機(jī)組運(yùn)行措施實(shí)施以來(lái)，取得了顯著的效果。運(yùn)行一年后，單臺(tái) 空壓機(jī)組的連續(xù)運(yùn)行時(shí)間從200d增加到370d。機(jī)組1 、2 、3級(jí)軸振動(dòng)波動(dòng)幅 度明顯降低，特別是3級(jí)軸超高振動(dòng)現(xiàn)象明顯減少。與往年同期相比，機(jī)組 的檢查和維護(hù)成本大幅降低。大大提高了空壓機(jī)組的長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉賓賓.離心壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子穩(wěn)定性及軸位移故障防治關(guān)鍵技術(shù)研究[D].北京 化工大學(xué)，2018.

[2]劉賓賓.離心壓縮機(jī)軸位移故障機(jī)理研究[D].北京化工大學(xué)，2015.

[3]胡桂清，洪興勝，孫閣，崔芙蓉.空氣離心壓縮機(jī)RT56-RT35故障分析及排除[J]. 當(dāng)代化工，2018，47（05）：999-1001+1041.

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