SIC705—1型空气压缩机排气量不足.doc

SIC7051型空气压缩机排气量不足震动问题的分析及处理齐鲁石化公司 胡宝业摘要：空气压缩机在运行中存在震动大，排气量不足的问题，通过对造成故障原因分析及在检修中。实施相应措施，从而使空压机检修后平稳正常的运行。关键词：空气压缩机 排气量 轴振动 处理措施前言：SIC7051型空气压缩机为单缸、等温、四段、五级离心式压缩机、水平剖分缸体，圆型铸造外层隔板和方型焊接内层隔板。水平剖分的轴承箱、向下开口的进排气法兰及4个支腿与下缸休一体铸造。两端轴承箱外设有一横向立销，缸体高压端支腿上各设有一轴向定位横销，转子为节鞭式五级闭式焊接叶轮，级间、轴端和平衡盘处为水平部分的铸铝迷宫密封，轴承为强制润滑的水平剖分的可倾瓦径向轴承和米契尔式的止推轴承，整机为四级中间冷却，八组翘片立式气冷却器安装于机体内，压缩机与驱动汽轮机间采用齿式联轴节。性能参数：冲齐轴功率：3230KW额定转速：9050转/分第一临界转速：2600转/分第二临界转速：7800转/分吸气压力：0.0964MPa吸气温度：32排气压力：0.6669MPa排气温度100排气量：34000m3/n一、存在问题机组经长期运行出现排气量不足（由3400m3/h下降到32600m3/h）而且振动加大（前轴承33um，后轴承52um）。二、问题分析根据机组停车前运行状况和压缩机解体后各零部件状况及测量数据综合分析。（一）排气量不足主要有以下原因造成1、泄漏：泄漏是造成排气量不足的主要原因，泄漏分内漏和外漏，空压机是单轴、等温、四段、五级离心式压缩机，它的级间和轴端密封均采用铸铝迷宫式密封，由迷宫密封的密封原理可知，迷宫密封的特点是有一定的泄漏量，并依靠经过密封装置所产生的压力降来平衡密封装置前后的压力差，要达到良好的密封效果（即漏气量小）应以三方入手：一是减小齿缝间隙；二是增加密封齿片的数量，以减小每个密封片前后的压力差；三是加大齿片间的空腔和流道的曲折程度，以使由齿缝中流出的气体进入空腔时能产生强烈旋涡。压缩机由于长时间在高温下运行，加之结垢现象比较严重，造成气封有腐蚀老化，脱落现象，致使气封间隙过大，齿片间的空腔减小流道曲拆程度减小，密封效果下降，级间泄漏量加大，特别是高压侧轴端气体的泄漏量非常大，造成大量气体向外泄漏严重影响了压缩机的排气量。气封间隙的测量方法：下间隙及侧间隙用塞尺测量，侧间隙为上下间隙1/2，上间隙测量一般采用贴医用胶布的方法，胶布沿轴向贴在上盖气封上，将转子装好，然后吊装上盖，并上紧螺栓，盘动转子23周，拆卸螺栓，吊起上盖，观察胶布磨损情况（一般贴三层，每层胶布厚约0.25mm磨破一层，顶间隙即为0.5mm，以此类推），判断顶间隙。经检查测量气封间隙在2.02.2mm之间，严重超标，此机组迷宫密封径向间隙要求值见下表：部位轴封一段叶轮气封一段隔板气封二三四段叶轮气封二三四段隔板气封要求值0.250.400600.800.350.550.500.70030.52、入口堵塞：空压机入口采用布袋式过滤器，过滤空气中的杂质和灰尘，虽有反吹装置，但由于长时间运行，布袋造成不同程度的堵塞，增大了进气阻力，影响了排气量。3、叶轮、隔板流通部分结垢。压缩机前几级叶轮中存在有结垢现象。隔板流道部分也有结垢，结垢后叶轮、隔板流通面积减小，粗糙度增大造成气体摩擦阻力损失增加，能耗增加，效率降低。4、中间冷却器对排气量的影响，空压机为四级中间冷却，八组翅片式冷却器直接装在压缩机本体上，采用中间冷却器，目的是为了向等温压缩过程靠近。具有中间冷却的多变压缩过程，冷却次数越多，冷却得越厉害，则越靠近等温过程。气体放热越多，气体被加热越少，多变压缩功越小。长时间运行冷却器内外结垢使冷却器对气体冷却效果下降，影响排气量。（二）机组振动大，主要可能存在以下问题：1、对中不良：空压机组对中要求采用单表双打做图法。压缩机与汽轮机联轴节端距离为624mm，对轮直径为135mm，两联轴节间距离较长，对轮直径较小，适应于单表双打法，压缩机的冷态找正曲线是一条斜线，是由于压缩机与汽轮机工作温度高，但工作温度又不一致，所以各支脚膨胀量就不同，所以在冷态下是一条斜线，当机组正常运行达到工作温度，对中状态就成为一条理想直线了，如果对中不良，将导致机组振动值增大。机组要求找正曲线如图示：找正数据允许误差为0.03mm 机组解体前复查对中数据：汽轮机空压机 空压机汽轮机0.100.03000.07-0.10-0.02-0.12从找正（解体前复查）结果分析，对中数据超标，按数据做图与机组要求找正曲线对比，压缩机冷态轴线偏离机组要求找正曲线范围，引起机组振动。2、转子不平衡，转子不平衡是引起机组振动的主要原因，由于压缩机转子额定转速为9050转/分，转速较高，所以不平衡对机组振动的影响特别关键。由于离心力与速度的平方成正比，虽然转子做过高速动平衡，但由于长时间运行叶轮存在结构现象（解体后发现压缩机前几级叶轮存在结垢现象）及转子弯曲变形等原因引起转子的不平衡机组振动。3、轴瓦的影响，压缩机径向轴承为五油楔可倾瓦轴承，间隙要求0.160.23mm，五块间隙量一般采用压铅法，测量时用黄油将两条铅丝（铅丝直径取1.52倍顶间隙）粘在上轴承的两块瓦块上（沿轴瓦圆周方向放置），然后将上瓦装好，将螺栓上紧，然后松开螺栓并取上瓦，测量压扁后的铅丝厚度，每根铅丝测量三个点取平均值，由于五块瓦上侧的两块并不在顶部位置，而是有一定的偏角，所以将平均值乘1.1057的系数（用几何三角关系推算修正系数）即顶间隙=1.1057，间隙过大振动将加大。压缩机轴瓦实测间隙前轴承为0.3mm，后轴承为0.31mm超过轴瓦间隙的规定，间隙过大引起机组振动。三、处理措施通过对造成振动原因及排气量不足的分析，在检修中实施了以下措施。1、更换了压缩机转子，将转子送回生产厂家处理并重新做动平衡备用。2、更换轴瓦，轴瓦间隙超过了规定间隙值，所以对轴瓦进行更换，更换后轴瓦间隙为0.21mm。3、对入口过滤器240条布袋全部进行更换。4、更换级间密封和轴端密封，由于气封间隙严重超标，所以对气封进行了全部更换，将各部新气封装入下壳体，吊装转子，调整各部气封的左右及底部间隙（由于新气封间隙较小，通过修刮即可），将上气封装入上壳体，用贴胶布法或压铅法测量上部气封间隙，吊下上壳体，对气封进行调整，反复测量调整，使各部间隙在规定值内。5、对中间冷却器进行除垢，防腐，打压，使冷却器效果达到设计要求。6、机组对中重新调整，使其达到规定的要求。四、效果通过实施了以上措施，机组试车后结果为：排气量37000m3/n前轴承振动15um 轴承温度51 后轴承