透平压缩机SSS盘车器故障分析及处理措施.pdfVIP

2015年1月 透平压缩机SSS盘车器故障分析及处理措施 杜文强(神华包头煤化工有限责任公司，内蒙古包头014010) 摘要： 针对大型透平压缩机组盘车器在进行开车运行过程中 发现盘车器出现的故障现象， 通过认真分析找到了出现故障的原 因， 提出合理的解决方法加以实施， 成功的排除了盘车器在运行 过程中的故障， 使装置正常开车， 保证了压缩机组安、 稳、 长、 满、 优的运行。 关键词： 透平压缩机； 盘车器； 滑动组件； 剪切销联轴器； 棘 轮； 棘爪； 故障分析 Abstract:For large turbine compressor unit set up on the prob- lems found during the operation of driving plate equips phenome- non, through thecareful analysisto find out thereason of thefailure, put forward reasonablesolution implement, successful ruled out plate equips in operation in the process of failure, make the equipment normal driving, ensurethecompressor set, steady, long, full and opti- mal operation. Key words: turbine compressor drive;sliding assembly Shear pin coupling;Pawls;Ratchet;Malfunction analysis 引言 压缩机是用来提高气体压力和输送气体的机械， 属于将动力 能转变为气体压力能的流体机械。其中离心式压缩机是目前使 用最广、 最通用的一种压缩机， 经过长期的发展， 离心式压缩机的 性能和可靠性都非常的稳定。随着石油化工装置的大型化， 对大 型透平压缩机组的安全性、 高效率和运行稳定性的要求越来越 高。大型透平压缩机组是石油化工行业关键的核心设备， 其主要 特点是流量大、 转速高、 无备用机工作及运行稳定等。作为石油 化工企业的核心动力设备， 透平压缩机的日常运行规范化操作和 标准化维护检修是企业安全、 企业正常生产运行、 提高生产质量 和效益的关键。大型化工厂所用的离心式压缩机的驱动机都是 由蒸汽透平机驱动， 而大型蒸汽驱动透平压缩机在开、 停机的生 产过程中的都要进行盘车， 防止透平受热不均匀和压缩机转子的 弯曲。某企业在对透平压缩机完成大检修后， 准备正常生产开车 时， 启动压缩机盘车器后， 盘车器正常旋转工作， 而盘车器不带动 压缩机进行旋转盘车， 压缩机无法正常启动， 导致装置不能正常 生产， 给企业带来巨大的经济损失。 一、 透平压缩机盘车器结构及工作原理 1.透平压缩机盘车器结构 压缩机盘车器是由美国K0ENIG公司生产的同步自换档离 合器 （Synchro-Self-Shifting)简称SSS离合器， SSS离合器是纯机械 的装置， 其所实现的功能是， 当输入侧的转速倾向超过输出侧时， 离合器啮合， 输出侧被驱动； 当输入侧转速倾向相对于输出侧减 少时， 产生反向力矩， 离合器脱开， 其结构如下图1所示。 图 1 SSS盘车器啮合部位结构图 2.透平压缩机盘车器工作原理 该 SSS 离合器的基本工作原理可以比拟为螺母拧在螺栓 上。如果螺栓转动时螺母是自由的， 则螺母将随螺栓一同转动， 如果螺母受限制而螺栓继续转动， 则螺母将沿螺栓作直线运动。 在SSS离合器的输入轴上有一螺旋齿起到对应螺栓作用， 而 安装在螺旋齿上的是一组滑动组件， 起到类似螺母的作用。滑动 组件的一端是离合器啮合外齿， 而在另一端是一组棘爪。 当输入轴旋转时， 滑动组件随轴一起转动直到棘爪尖端接触 到离合器输出环的棘轮齿为止， 这就阻挡了滑动组件相对于离合 器输出环的转动， 并使主、 从动离合器的齿对准。 随着输入轴继续转动， 滑动组件沿输入轴的螺旋齿轴向移 动， 并使主、 从动齿轮平稳地啮合。在此运动过程中棘爪承受的 载荷仅是需推动这个重量很轻的滑动组件沿螺旋齿移动所需的 力。此时滑动组件沿输入轴移动， 棘爪则与棘轮齿脱开， 这使得 主动齿与从动齿侧面接触、 并继续啮合的进程。 当滑动部件碰到输入轴上的端部而啮合进程完成后， 齿轮完 全啮合， 来自输入轴的驱动力矩在齿轮的作用下实现传递， 此时 棘爪棘轮完全脱离而不承载。 当螺母拧到螺栓底部后， 不再产生轴向外力。类似地， 当滑 动组件移动碰及输入轴端部后， SSS离合器不仅专递驱动力矩， 不 对外产生由螺旋齿产生的轴向外力。如果输入轴的转速相对于 输出轴降低了， 在螺旋齿上的将作用反向力矩。使滑动组件返回 到脱开位置， 离合器将过速运转， 在高过速运转时， 由于离心力和 Turbine compressor SSS plate equips fault analysis and treatment measures Du wenqiang (shenhua baotou coal chemical limited liability companyInner Mongoliabaotou 014010) 设备管理设备管理 151 2015年1月 液压效应的共同作用避免了棘爪向棘轮的 “棘合” 。该基本型SSS 离合器可以再啮合或最大超速状态下连续运行无磨损。其工作 原理如图2所示。 图2 SSS盘车器工作原理结构示意图 二、 盘车器和压缩机连接部位结构图 该透平压缩机组的位置分布是，“透平汽轮机低压缸高压 缸” ， 盘车器安装在压缩机高压缸末端， 盘车器的正常盘车转速是 19.8RPM当压缩机的转速高于19.8RPM盘车器和压缩机自动脱 开。盘车器和压缩机连接部位结构图如下图3所示。 图3 SSS盘车器与压缩机连接部位结构图 三、 透平压缩机盘车器故障原因分析 1.盘车器故障原因分析 （1） 盘车器电机能够正常状态启动， 带动盘车器减速箱 （减速 箱是由两套蜗轮蜗杆组成） 运转， 而且盘车器减速箱没有任何异 音和卡涩， 证明盘车器的电机和减速箱没有任何故障。 （2） 分析盘车器输入组件与输出组件啮合齿处在检修或检修 回装过程中， 有异物进入发生卡涩， 使输入组件与输出组件啮合 受阻， 产生故障。还有在运行过程中， 螺旋滑动组件不发生相对 运动致使输入轴与输出轴不进行啮合。 （3） 盘车器输出组件离合器上的棘爪弹簧卡舍或弹簧断裂损 坏， 使棘爪没有和输入组件离合器齿相啮合。 （4） 盘车器的运行是靠离合器的输入组件和输出组件在轴向 发生相对位置移动使驱动齿啮合， 带动压缩机轴转动进行工作。 然而， 输入组件和输出组件的轴向位置如果发生相对的移动， 移 动的相对轴向距离过小或过大， 可能使盘车器输入组件和输出组 件的驱动齿啮合不上。而在检修压缩机的过程中必须拆卸压缩 机轴上的联轴器， 就有可能， 在检修完成后回装压缩机轴上的联 轴器时， 使联轴器没有安装到原始位置， 致使与联轴器相连的输 出组件与输入组件的轴向位置发生改变， 驱动齿不能相啮合， 在 盘车器正常启动工作时发生故障。 （5） 盘车器结构如上图6所示， 输入组件与剪切销联轴器相 连接， 剪切销联轴器有2部分组成， 剪切销联轴器之间有轴承可 以相对发生转动， 剪切销联轴器上安装有防过载荷保护剪切销， 当盘车器盘车载荷大于设计盘车载荷时， 剪切销被剪断， 剪切销 联轴器发生相对转动保护盘车器减速箱和盘车器离合器不被损 坏。而剪切销联轴器的剪切销相连处之间的间隙为0.06英寸如 图7所示， 当剪切销连接处之间的间隙大于0.06英寸时， 输入组 件与输出组件的原始轴向距离改变， 导致输出组件上的棘爪和输 入组件上的螺旋滑动组件上的啮合齿相分离， 没有起到传递扭 矩， 使螺旋滑动组件轴向不发生相对运动， 导致离合器不带动压 缩机盘车， 使盘车器发生故障。 四、 采取的措施 为了不影响正常安全生产使损失降低到最小， 针对压缩机盘 车器的故障， 进行了以上分析后， 决定立即组织检修人员对盘车 器进行拆卸检修排除故障， 在拆卸检修的过程中对以上可能存在 的5点故障都认真仔细的进行检查， 前4点并没有像分析时所存 在的故障。当检修人员检查盘车器剪切销联轴器时， 发现两剪切 销联轴器之间的间隙比原设计值增大， 如下图4所示， 所以， 基本 确定盘车器故障是由剪切销联轴器之间的间隙增大导致的。当 把盘车器剪切销联轴器之间的间隙恢复到原设计值 （0.06英寸） 后， 会装盘车器后可以正常开启带动透平压缩机盘车， 排除故障。 图4 SSS盘车器剪切销联轴器局部放大结构图 五、 结语 因维护检修不当引起的压缩机盘车器故障， 严重影响了装置 的安全生产和压缩机正常开车。通过以上对压缩机盘车器故障 的处理， 认识到检修人员的技术水平直接决定检修的质量。所 以， 在检修作业过程中一定要按照 检修作业指导书 进行检修作 业， 提高检修人员的综合素质和检修技术水平， 避免出现设备检 修后的故障或检修安全事故， 影响正常的安全生产。 参考文献： 1张展. 实用机械传动装置设计手册M