双螺杆压缩机的运行原理及问题处理.pdf

设备 与 防腐 齐 鲁 石 油 化 工 2 O 1 4 4 2 3 2 5 3 2 5 7 Q IL U P E T R O C H E M IC A L T E C H N 0 L 0 G Y 双 螺杆压缩 机的运行原理及 问题处理 李铁 中国石化齐鲁分公司橡胶厂 山东淄博 2 5 5 4 3 8 摘要 介绍双螺杆压缩机的结构及工作原理 分析压缩机的优缺点 并对其常见问题进行分析并给出相应的解决 办法 关键词 双螺杆压缩机结构原理优缺点问题分析 中图分类号 T H 4 5 文献标识码 B 文章编号 1 0 0 9 9 8 5 9 2 0 1 4 0 3 0 2 5 3 0 5 1概 述 双螺杆压缩机是橡胶生产中冷冻装置的大型 关键设备之一 中国石化齐鲁分公 司橡胶厂 简 称齐鲁橡胶厂 丁苯橡胶装置现有 6台双螺杆压 缩机 如表 1所示 其作用是将液氨送往橡胶装 置的聚合和回收岗位 通过液氨气化实现热交换 并将上述 岗位返回的氨气进行压缩 冷凝 变成液 氨后循环使用 实现制冷循环 表 1 丁苯橡胶装置双螺杆 氨压缩机说 明 2 双螺杆压缩机的结构及工作原理 双螺杆压缩机属于容积式压缩机 其基本结 构如图 1 所示 在压缩机的机体中 平行地配置 有一对相互啮合的螺旋形转子 通常把节圆外具 有凸齿的转子 称为阳转子或阳螺杆 把节圆内具 有凹齿的转子 称为阴转子或 阴螺杆 主电机 通过膜片联轴器和主机阳转子 4齿 直接连接 带动阴转子 6齿 工作 在压缩机机体的两端 分别开设一定形状和大小的孔 口 一个供吸气用 称吸气口 另一个供排气用 称为排气口 双螺杆压缩机的运转过程 由吸气 压缩 排气 3个过程组成 当转子转 动时 吸气 口端一对 相 互啮合的齿槽相通 转子进入吸气状态 吸气完 成 齿槽进入封闭状态 当转子继续转动时 一对 相互啮合的齿槽容积逐渐减小 使压力升高形成 了压缩过程 当压缩机的齿槽与排气 口相通时 压 缩机开始进入排气状态直 到排气完成为止 这样 往复循环 双螺杆压缩机完成了吸气 压缩 排气 工作过程 如图 2所示 图 1 双螺杆压缩机结构示意 收稿 13期 2 0 1 4 0 2 1 7 修回 13期 2 0 1 4 0 8 1 8 作者简介 李铁 1 9 7 8 一 男 工程师 2 0 0 1 年毕业于石油 大学 华东 化机专业 现在中国石化齐鲁分公司橡胶厂主要 从事设备管理工作 电话 0 5 3 3 7 5 4 4 4 9 6 E m a i l m y w o r k ma ilo k 1 6 3 co rn 25 4 齐鲁石油化工 Q I L U P E T R O C HE MI C A L T E C HN O L O G Y 2 0 1 4年第4 2卷 u 压缩过程 排气过程 图 2 双螺杆压缩机运转过程示意 3 双螺杆压缩机的优缺点 3 1 双螺杆压缩机的优点 1 可靠性高 寿命 长 双螺杆压缩机结 构 简单 紧凑 整个机组在 同一个基础上 易于安装 它的主要摩擦件如转子 轴承等 强度和耐磨程度 都 比较高 而且润滑条件 良好 由于吸气 压缩 排气过程是连续进行的 没有不平衡惯性力 故没 有往复压缩机排气压力的脉动 现象 也没有离心 压缩机的喘振现象 具有强制输送的能力 排气量 几乎不受排气压力的影响 因而它运转可靠 寿命 长 2 泄漏少 该双螺杆压缩机属于湿式螺杆 压缩机 阴阳转子润滑效果好 没有干式螺杆压缩 机的同步齿轮 迷宫密封等易损件 减少 了泄漏的 发生 3 适合多种工况 双螺杆压缩机具有强制 输气的特点 容积流量几乎不受排气压力的影 响 在宽阔的范围内能保持较高效率 在压缩机结构 不作任何改变的情况下 适用于多种工况 4 可多相混输 螺杆式压缩机 的转子齿面 间实际上 留有间隙 因而能耐液体冲击 可压送含 液气体 含粉尘气体 易聚合气体等 5 单级压力比高 双螺杆压缩机对进液不 敏感 可以采用喷油冷却 故在相同的压力 比下 排气温度 比往复式压缩机低 的多 因此单级压力 比高 6 操作方便 整个机组可在控制系统上控 制 所有运行参数和机组信息都在控制 系统显示 屏上 便于读取 易于实现远距离控制 减轻了工 人 的劳动强度 3 2 双螺杆压缩机的缺点 1 造价高 由于螺杆压缩机的转子齿面是 一 空间曲面 需利用特制的刀具在专用设备上进 行加工 对加工精度的要求很高 造价也很高 2 不能用于高压场合 由于受到转子 刚度 和轴承寿命的限制 螺杆压缩机只能适用于中 低 压范围 不能适用于高压场合 排气压力一般不超 过 3 MP a 3 不能制成微型 螺杆压缩机依靠 间隙密 封气体 不适用于小排气量场合 一般只有容积流 量大于 0 2 1T t ra in时 螺杆压缩机才具有优越的 性能 因此压缩机不能制成微型 4 噪声大 螺杆压缩机齿 问容积周期性地 与吸排气 口相连 制冷剂气体周期性地高速通过 吸 排气孔 口 通过缝隙的泄露等原因 使压缩机 产生很强 的中 高频噪声 5 不适用于大量液体情况 压缩机在运转 过程中 因为 阴 阳转子问有一定 问隙 当有少 量 的液体进入机体 内 压缩机在高速运转下能很 快将液体排出 所 以允许压缩机在运转过程 中进 入少量的液体 但压缩机在起机前或运转过程中 进入 了大量 的液体 由于液体 的不可压缩性 将 造成压缩机 阴 阳转子问产生强烈的撞击 严重者 造成阴 阳转子齿面损坏 轴承损坏 轴弯曲 甚至 壳体产生裂纹 4问题处 理 齐鲁橡胶厂 6台双螺杆压缩机组投用至今出 现过 的常见问题分类列于表 2中 表 2 6台双螺杆压缩机组出现过的常见 问题 问题描述 直接原因 机组负荷不稳 需频繁调整负荷 机组振动较大 仪表测温 点或测压信号波动 排气压力过高 排出温度过高 排出温度过低 润滑油温度过 高或过低 油动活塞密封圈失效 机组工艺管线共振 温度或压力传感器松动 冷凝器管束堵塞影响换热效果 经济器管束堵塞严重 压缩机 内串入液氨 恒温 阀失灵 对表 2中列出的问题进行进一步分析 总结 并给出了相应的应对措施 4 1 机组负荷不稳 4 1 1 现象 齐鲁橡胶厂 C M 8 0 2氨压缩 机运行过程 中发 现其负荷不稳定 波动频繁 为稳定生产 采取了 第 3 期 李铁 双螺杆压缩机的运行原理及问题处理 不断加卸载以调整负荷 4 1 2 原 因分 析及 处理 方 法 氨压缩 机加 卸载 活塞缸 结 构如 图 3所 示 A 1 A 2 B 1 B 2均 由电磁 阀开关控制 加 载时 电 磁阀控制打开 Al B 2 关闭 A 2 B 1 使加载侧进油 推动油动活塞右移 以加载 卸载 时 电磁 阀控制 关闭 A1 B 2 打开 A 2 B 1 使卸载侧进油推动油动 活塞左移以卸载 图3 齐鲁橡胶厂双螺杆压缩机加卸载活塞缸示意 A 1 A 2 一加载侧进 出油管 B 1 B 2 一卸载侧进 出油管 经检查 电磁 阀开关灵活好用 但拆检活塞 缸后发现 油动活塞的密封圈失效 使得加载侧和 卸载侧连通 从而导致运行过程 中油动活塞在活 塞缸中发生移动 导致负荷不稳 定 更换密封 圈 后 问题解决 4 2 机组振动较大 4 2 1 现象 C M8 0 7氨压缩机组 自2 0 1 1年 1 2月份运行以 来 机组振动较大 见表 3 使用 V M 6 3 A型手 持式测振仪 测点分布见图4 测得的振动最大值 达 9 2 m m s 远远超过 7 1 m m s的振动标准 r f r l 压 缩 机卜 1 l H 电 机 i J 1 一 u j 1 2 3 4 图4 设备测振点分布示意 1 一压缩机 非联轴 节端 2 一 压 缩机联 轴节 端 3 一 电机 联 轴 节端 4 一 电机非联轴节端 表 3 C M8 0 7氨压 缩机 组试运行振动数据 m m s 4 2 2 原因分析 引起压缩机振动的可能原因有 机组地脚 螺栓松动 转子系统不平衡或轴承损坏产生的 振动 压缩机电机振动 电动机与压缩机未对 准 机组工艺管道共振引起机组振动加剧 吸 入液态制冷剂 4 2 3 处理方法 1 检查 地脚螺栓有无松动 松 动时通常表 现为松动的地脚螺栓振动值 明显高于其他地脚螺 栓的振动值 且它的水平振动值远远小于垂直振 动值 经测振仪监测 C M8 0 7各地脚螺栓水平振 动值 0 4 0 6 m r n s 垂直振动 0 8 1 0 m m s 比较均匀 差别不大 不存在松动现象 2 由于 C M8 0 7是新机组 转子出现损 坏或 不平衡 的可能性较小 故优先考虑排除其他 振动 因素 若其他振动因素排除后振动仍偏大 则考 虑解体检查 压缩机 若解体 主要检查转子有无 挤压痕迹 工作面上有无片状剥落层出现 顶部密 封线有无损坏 检查轴承 轴瓦磨损情况 查看是 否有疲劳剥落 氧化锈蚀 磨损的凹坑 裂纹等现 象 并作转子的动平衡测试 3 空转电动机 监测其振动 见表 4 其 最大值为 1 6 m m s 符合不大 于 7 1 m m s的振 动标准 表 4 C M8 0 7氨压缩机 组电机 单试振动数据 mr n s 电机联轴节端轴承 电机非联轴节端轴承 轴承 一 一 水平 垂直 端面 水平 垂直 端面 振动值0 7 1 6 1 1 0 4 1 0 0 8 4 检查联轴器对 中情况 对中情况 良好 5 压缩 机出 口管线加设 3组 由 2 2 槽钢 焊 接制成的支撑 且针对支撑采取如下强化措施 在 每组支 撑对应 正下 位置凿 出长 4 0 0 mm 宽 2 0 0 m m 深 2 0 0 mm的坑 将支撑 的下部放人坑 内 然 后使用水泥将各坑填平夯实 自然凝 固时间不低 于 1 5 d 在凝 固期 内 钢结构不得受可导致水泥 基础变形或者松动的外力 绝对禁止机组运行 6 严格执行压缩机操作规程 确保压缩机 工艺过程不出现异常 严禁进入过量 的液态制冷 剂或润滑油 25 6 齐鲁石油化工 Q I L U P E T R O C H E MI C A L T E C HN O L O G Y 2 0 1 4年第 4 2卷 采取上述措施后 压缩机组开车 机组振动明 显减小 见表 5 测得的最大振动值 由 9 4 m m s 降至 5 3 mm s 符合不大于 7 1 mm s的振 动标 准 表 5 CM8 0 7氨压缩机组采取减 振措 施后振动数据 m m s 4 3 仪表测温点或测压点信号出现波动 4 3 1 现象 C M8 0 7机组建成投用初期 运行一段 时间后 间断出现仪表测温点或测压点信号波动情况 且 波动范围较大 这种现象危害性极 大 这 种波动 易导致机组停车 4 3 2 原 因分 析 信号波动一般为温度或者压力传感器部位松 动 经过现场排查 该信号波动确系温度或者压力 传感器部位松动 分析其原因为机组振动过大所致 4 3 3处理方 法 紧固或更换温度或压力传感器 且机组采取 前述加固措施 问题消除 4 4 排气压力过高 4 4 1 现象 C M 8 0 3机组运行 过程 中 排气压力 过高 接 近预报警值 该机组运行的正常排气压力需控制 在 0 8 1 5 MP a 当排气压力达到 1 6 MP a时预 报警 达到 1 6 5 MP a时则联锁停车 4 4 2 原 因分 析 压缩机排气压力过高的原因较多 主要包括 压缩机出口管路流程没有打通 造成出口憋压 冷凝器冷却水阀没开或开度太小 停循环水 4 4 3处理方法 经现场排查 C M8 0 3出口管路各 阀门正常打 开 流程畅通 冷凝器冷却水 阀门处于全开状态 电话联系调度 确认循环水供应正常 最后停机打 开冷凝器封头检查管束情况 发现其堵塞 比较严 重 清理冷凝器后 问题解决 4 5 排 出温度过高 4 5 1 现象 C M 8 0 2机组运行 过程 中 排 出温度 过高 接 近预报警值 该机组运行的正常排出温度需控制 在 6 0 9 5 当排 出温度达到 9 5 时预报警 达到 1 1 5 时则联锁停车 4 5 2原 因分 析 压缩机排出温度过高的原 因主要包括 压 缩机吸入温度过高 此时应降低吸入压力 使蒸发 温度降低从而降低吸入温度 压缩比过大 此时 应降低排气压力 和负荷 经济器没投用或出入 口阀门开度不够 主喷射油喷入量太少或者循 环水量不足 4 5 3 处理方法 经过逐项排查发 现 C M8 0 2吸入 温度正 常 降低排气压力和负荷对排 出温度影响不大 经济 器出人 口阀门处于全开状态 开 大主喷射油节流 阀以增加喷射油喷入量及开大循环水量均无效 最后停机打开经济器封头检查管束情况 发现其 堵塞 比较严重 从而严重影响 了换热效果 故清 理经济器 问题解决 4 6 排出温度过低 4 6 1 现象 C M 8 0 2机组运行过程 中 排出温度过低 该 机组运行 的正常排 出温度需控制在 6 0 9 5 当排出温度过低时将引起机组振动或声音异常 4 6 2原因分析及处理方法 经检查 氨分离器液位偏高 导致液氨进入压 缩机 降低氨分离器液位后问题解决 4 7 润滑油温度过高或过低 4 7 1 现象 C M8 0 2机组运行过程 中 润滑油温度过高或 过低 4 7 2 原 因分析及处理方法 润滑油温度是靠恒温 阀来调节的 油温过高 或过低主要是恒温阀失灵所致 油温过高时 还 可能是油加热器 电源没断开 检查 C M8 0 2 恒温 阀失灵 更换恒温阀热敏元件后问题解决 5 结 语 螺杆压缩机是橡胶生产冷冻装置的关键大型 第 3期 李铁 双螺杆压缩机的运行原理及问题处理 2 5 7 机组 其运行状态 的好坏直接关系到生产的连续 稳定运行 必须严格遵守压缩机 的操作规程 适 时更换配件 增加对压缩机吸排气温度及压力等 参数的调节控制 增强压缩机 日常维护保养意识 熟悉各种常见故 障的处理方法 保证压缩机在最 佳工况下运行 以达到满意的使用效果 才能保证 生产 的稳定运行 参考文献 1 化工过程机器 M 李多民 主编 北京 中国石化 出版社 2 0 0 7 2 2 6 RUNNI NG MECHANI S M AND PRoBLEM S TREATM ENT oN TW I N S CREW CoM PRESS oR Li Tj e R u b b e r P la n t o f Q il u B r a n ch C o S I N O P E C Z i b o S h a n d o n g 2 5 5 4 3 8 Ab s t r a ct S t r u ct u r e a n d wo r k me ch a n is m o f t h e t win s cr e w co mp r e s s o r we r e in t r o d u ce d a n d it s a d v a n t a g e s a n d d is a d v a n t a g e s we r e a n a ly z e d No r ma l p r o b le ms e x is t in g in t h e t win s cr e w co mp r e s s o r we r e a n a ly z e d a n d co r r e s p o n d in g s o lu t io n me t h o d s we r e g a v e Ke y wo r d s t win s cr e w co mp r e s s o r s t ruct u r e me ch a n is m a d v a n t a g e s a n d d is a d v a n t a g e s p r o b le ms a n a ly s is h l I t lI 1 F p I h 一 h l一 I 一 h l l I I I l I I I h l l 1 I l I 1 l 1 h I b l l I t h h h q l I F e n t o n试剂氧化处理含丙烯腈废水 常州大学石油化工学院研究人员采用 F e n t o n试剂氧化法处理含 丙烯腈废水 质量浓度 1 0 0 m s L 结果表明 在 H 2 O 2用量 1 4 m L F e S O 4 7 H 2 0质量浓度 6 0 0 m g L 初始p H值 1 3 7 O的条件下处理2 0 0 m L废水时 丙烯腈可被氧 化生成不同状态的产物 其中绝大部分为气体产物 还有一定量的液体产物 含一定量草酸和少量 乙酸 乙醇酸 硝酸根 和铵根 离子 和 固体 产物 含 C N等元素的物质 丙烯腈 转化 率超 过 9 5 中国石化石家庄炼化公司 8 M t a油品升级项 目试车 中国石化石家庄炼化公司8 Mt a油品质量升级项 目建设基本结束 2 0 1 4年 8月全面进入投料试车阶段 该项 目包 括新建 1 1 套主装置 中国石化总部同期批复建设的 2 0 0 k t a聚丙烯 6 0 0 k t a 航煤加氢 1 5 Mt a S Z o r b装置及配套 设施 老区配套环保完善项 目等 也将 与 8 Mt a油品质量升级项 目同期建成投产 印度石油公司将建 7 0 0 k t a 聚丙烯项 目 印度石油公司 I O C 2 0 1 4年 8月1 8日表示 其先前宣布的在印度帕拉迪布 P a r a d ip 建设的聚丙烯 P P 项 目 预计 将在 2 0 1 7年9月建成