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离心式空压机振动故障分析及处理

1设备基本情况

洛阳石化聚丙烯有限责任公司空分装置空压机,是从美国Elliott公司进u的离心式空压机,型号为310DA3,分三级压缩,两级冷却。该机型为三轴式,第一级叶轮女装在低速齿轮轴的一端,构成I级转子;第二、三级叶轮女装在高速齿轮轴的两端,构成II- III级转子;两齿轮轴是山一个主动大齿轮驱动的,分布在主动大齿轮两侧,它们女装在一个水平剖分的齿轮箱内。中间冷却器为高效翅片式换热器。该机仪控系统先进,采用数字微型计算机(DMC)进行控制,DM(型号是Mo-tada 6833 310DA3型空压机有关性能参数见表1。

2振动故障特征

机组振动监测系统,采用美国本特利测振探头和变送器,通过微机实时跟踪记忆监测。在运行过程中,开车运行初期各级振动都较低,小超过1p m,但随着运行时间的延长,II- III级转子振动值逐渐升高,运行约半年时间,振动值达到23p m,引起机组联锁停车。

3故障分析

离心式空压机振动原因,主要包括转子小平衡、振动监测系统故障、联轴器故障及对中小良、轴承缺陷等。下而作逐项分析。

3.1振动监测系统故障

如果测振探头和变送器故障,必然造成振动测量结果失准,一般表现为振动值的突然变化。机组采用的测振探头,为涡流式位移传感器。如果测振探头固定到连接器上的锁紧螺母松动,由于振动会造成探头与轴的间隙发生变化,间隙减小,振动值变大,反之间隙增大,振动值变小;还有,测振探头和变送器的零点漂移,也会造成振动测量结果失准。

3 .2联轴器故障及对中小良

大齿轮转子和电动机之间,用齿形联轴器联接,传递动力和转矩。这种联轴器能传递的扭矩最大,而且能补偿两轴线间的微小误差,但小能缓和冲击。    由于湘L组的女装误差、联轴器润滑小良、联轴器磨损严重,以及机组基础的小均匀沉降等,会造成对中小良。转子系统机械故障的60%是由于对中小良引起的。具有对中小良的转子系统,在其运转过程中将产生一系列有害于设备的动态效应,引起磨损、轴承早期损坏、油膜失稳和轴的挠曲变形等,导致机组发生异常振动,而且振动会随小对中严重程度的增力日而增大。

3.3转子不平衡

离心式压缩机属旋转式机器,当转子小平衡时,将引起振动。由于转子制造误差、材质小均匀等原因造成的转子小平衡,称为初始小平衡,在制造厂就应该发现并修正;因转子在运输贮存期间处置小当、装配误差造成转子小平衡,在开机运行初时,便会产生较大的振动;由于转子上零部件脱落或叶轮流道有异物附着、卡塞,造成的转子小平衡,表现振动值突然升高。以上情况均可以排除。由于叶轮上小均匀结垢、介质中粉尘的小均匀沉积、介质中颗粒对叶轮的小均匀磨损等原因,破坏转子动平衡,也会造成振动值增大。

3 .4轴承缺陷

此机组I级转子和II- III级转子,采用可倾瓦径向轴承支撑。当系统承受小扰动时,各片轴瓦都会跟随扰动量的大小,作出相应的反应来与之平衡,从而又回到稳定状态,所以它有更好的稳定性。但是当轴承因磨损间隙过大时,会导致机组振动值增大。轴瓦巴氏介金开裂、剥落,也会导致机组振动值增大。

4故障处理

4.1检查调整或更换测振探头和变送器

这是首先考虑的处理措施,也是最简单的处理措施。检查测振探头固定到连接器上的锁紧螺母是否松动,检查探头与轴的间隙电压是否正常,正常值是6.3 V若有必要,更换测振

探头和变送器。为便于排除故障,我们更换了II- III级转子测振探头和变送器,但开机试运,振动值高的故障依然存在,故可以排除振动监测系统故障的因素。

4.2检查联轴器

第二步措施是检查联轴器及对中情况。打开联轴器,发现润滑小太好,部分润滑脂已硬化。清洗后检查各齿而,未发现磨损的痕迹。检查对中情况,也未发现异常。从检查情况看,可以排除联轴器故障的因素。

4.3检查转子及轴承

先拆卸各级蜗壳,发现各级叶轮、扩压器上都有小同程度积垢,最厚处有0.8mm。一级入口管内也有许多灰尘。对这些尘垢进行了彻底清理。然后打开上盖检查齿轮,齿而很光洁,没有发现磨损的痕迹,复查啮介间隙、啮介而积均正常。拆下各级轴承检查,轴瓦巴氏介金完好,复查径向间隙均在正常范围。还复查了其他部位间隙,均未发现异常。开机试运,II- III级转子振动值正常,为9^ 10p m。从检查结果来看,很可能是空气中粉尘在叶轮上小均匀沉积,破坏了II- III级转子动平衡,造成振动值增大。II- III级转子转速高达51000 r/min,对动平衡的要求更加苛刻。

4.4改造吸入口空气过滤器

叶轮等处的积垢表明,吸入日空气过滤器过滤效果差,需要认真检查分析。该过滤器原设计为4片板框式过滤器,尺寸为800mmx 800mm,过滤而积小,过滤精度小可能太高,再加上板框与箱体钢结构密封小严,造成一小部分空气没有经过过滤,就自接进入压缩机内,虽然采用粘结胶带进行密封,但效果小佳。为彻底改进过滤效果,把该过滤器改造为过滤而积大、过滤精度高的自洁式空气过滤器。

自洁式空气过滤器,是将8个自径600mm筒式过滤单元组装在一起,筒式过滤单元在高压空压机

吸入日的负压作用下,吸取周围环境大气,大气中的灰尘沉积在过滤筒外表而;在PLC的控制下,定时或定压差或手动发出自洁的指令信号,电磁控制阀打开,自洁空气喷头喷出一股短时(约0.1 s)高压(0.45一0.7 MPa}气流,经文氏管进入过滤筒内,并自内向外反吹,将过滤筒外表而的积尘吹掉。这种反吹过程是间断的,且在PLC的控制下只有一定数量的过滤筒处于自洁反吹状态,其余过滤筒仍在工作,所以小会影响空压机的正常运转。经过近两年的使用证明,该新型过滤器过滤效果很好,叶轮等处的积垢很少,没有再发生过由此造成的II- III级转子动平衡被破坏、振动值增大的现象。

5结束语

通过以上的分析和处理,可以得出结论:因空气吸入日过滤器过滤效果差,造成粉尘在转子上小均匀沉积,破坏了转子动平衡,表现为振动值随着运行时间的延长而逐渐增大。使用精密高效空气过滤器,可以根除由此引起的振动故障。