一起螺杆压缩机烧伤事故的二分析及处理

1、一起螺杆制冷压缩机烧伤事故的分析及处理田松文、喻茂霞、梁正禄（贵州水晶化工集团公司，贵州省清镇市，551402）摘要 本文对QKF25C螺杆压缩机磨损烧伤事故的过程及解体情况进行了全面介绍:且对事故的起因，发展和事故磨损过程进行了分析。最后详细介绍了这台螺杆压缩机修复过程及其修后的运行情况。关键词 螺杆压缩机 转子 磨损 间隙 修复1、QKF25C螺杆压缩机简介本单位使用的QKF25C螺杆压缩机是2004年3月从日本前川公司引进配套于烟台冰轮股份公司生产的YSLGF980M制冷机组（设备位号14#）的主机。它由一对相互啮合的按一定传动比反向放置的螺旋型转子，转子采用了先进的双边非对称圆弧包络线

2、型线加工，水平且平行于机体底部，具有凸齿的转子为阳转子，与原动机连接，功率由此输入。具有齿的转子为阴转子。阴阳转子由装在吸、排气端的主轴承、滚动轴承及隔环等来控制转的径向跳动和轴向位移，防止转子端面与端座相互擦伤，位于阳转子吸气端轴颈尾部，还装有一个由油活塞带动的能量调节机构。其设计制冷量为133万大卡，电机功率560kw（最初是450kw），以油泵（型号2ZH220L/min）供油进行喷油润滑。外形如下图：该设备于2004年6月投入运行，并使载冷剂甲醇水系统温度下降2，机体传动声紧凑、平衡，总体效果较好。但随着环境温度的升高，电机机体线圈部温度异常，致保护装置经常起跳，机组自动停车。此举表明

3、电机功率450kw偏低，只好于2005年5月更换了一台新电机560kw ,可是由于电仪问题，该机依然开、停车频繁。2、事故过程及损坏情况介绍2006年6月13日5点25分14#制冷机组在运行中异常响声，振动加剧，且油压下降，使保护装置动作，机组自动停车。当班人员立即组织进行初步检查，打开油过滤哭滤芯发现内有金属粉末（大部分为巴氏合金，细不锈钢丝，小铁片等），同时未能盘动车。由据经验判断，压缩机的转子、气缸及轴承有可能严重磨损烧伤。由于我们维修螺杆式压缩机（武汉新世界制冷公司生产）技术已经成熟，并与厂方（烟台冰轮公司）磋商，决定由我方对该机进行解体修理。解体检查螺杆压缩，损坏情况如下：1） 主、

4、从动转子曲面径向磨损达2.5mm，且其轴颈表面多处圆周拉毛成槽，平均深为1.7mm，尤以从动转子更为严重，最深达3mm，轴颈从原尺寸109（）mm变成106（）mm。2） 四个主轴承（整体滑动轴承）内圆巴氏合金严重起层脱落，特别是从动上的主轴承外壳发黑、变形，修复难度大。3） 气缸内圆径向局部磨损，滑阀的滑块、吸排气端座微量刮伤。4） 油气分离器，油冷却器及油管均有不同程度的脏堵（主要是金属杂物）。3、事故分析1） 从14#制冷机近期运行出现的情况上查知，2006年4月23日所发生的无报警自动停车，且油压略有下降，进入主机的润滑油油温偏高，是因为该机组开停车频繁，载冷剂通过蒸发器的量小，使制冷

5、剂的蒸发压力过低，进而致吸气过滤网及其加强圈被螺杆压缩机吸入机体内，连同氟R22，润滑油在螺杆转子的挤压下从出口管排出，并进入油气分享器，油冷却器及油管，堵塞油过滤网，使经油泵加压后的润滑油油量减少，压力降低，这样周而复始，压缩机运行环境恶化，各零部件减少，压力降低，这样周而复始，引起了压缩机运行环境恶化，各零部件间磨损加剧，尤其是转子轴颈和主轴承间形成油膜相对较少，极薄，基本上处于界限摩擦状态。这是转子轴颈及主轴承磨损严重的主要原因。2） 4月23日出现异常响声，并自动停车，盘车较紧时，由于急于恢复生产，故未及时对主机进行解体检查，相反高负荷运行，使气缸和转子间的间隙充满着细钢丝、铁片，强制

6、性地进行滚动磨损，促使机体工作腔进一步严重劣化。3） 由于主轴承及转子轴颈的不断径向磨损，使两转子的径向定位难以保证，当转子的径向跳动值超过转子与气缸的最大间隙0.16mm时，就引起了转子周围曲面同气缸、滑阀块的破坏性摩擦。6月13日机组发出尖锐持续的响声和振动剧烈异常现象，就是由此产生。此后，为保证冷却系统温度，14#制冷机仍带病运行，各种机件磨损也随时间的推移加速发展。直至6月13日5时25分，因机组进油量过少，主轴承和转子发生相对“抱死”再一次自动停车。4） 由于14#制冷机的报警由排气压力及油压差决定，排气压力小于报警值1.7MPa，油压差大于报警值0.250.3MPa（油泵出口压力与

7、主机排气压力之差），机组正常运行，相反，则自动停车。因此该设备油压并这一故障源的变化未能引起高度重视，高能果断解体检修，使得此次事故损失较为严重。4、修复过程详介由于日方主机及备件报价较高，交货时间长，系统生产将会受到影响。为此，经过认真的测绘、研究，决定请外单位协助修复转子和主轴承，其他的装配工作则由我们自己完成。由于转子和主轴承磨损严重，完全修复至以前效能是不可能的，因此只有建立在降低出力率的前提下制订修复方案。转子的修理1）两个转子的动平衡已完全被破坏，且其外形寸不可改变的特殊性，要想在转子上通过配重重新找动平衡是不可行的，唯有避轻就重，先修复转子轴颈尺寸。根据转子磨损程度上考虑，主动转

8、子尚可使用，而从动转子则必须修复。经反复研究，确定修复从动转子两端尺寸方法如下：a.既恢复配合性质又恢复几何尺寸修理法。由于从动转子轴颈磨损量约，大于，不适宜用电镀法，只有采用金属喷镀法，并留有的加工余量，再进行磨削、抛光，恢复其原尺寸。补充零件法，即外衬套以一定的过盈量装在从动转子两端的轴颈上，然后车削至原尺寸。主轴承修复法鉴于从动主轴承的底瓦严重变形，须选材加工、挂锡、补铸巴氏合金。而主动主轴承只需将原旧衬里熔去，再浇上巴氏合金加工即可。零件修理从动转子于7月10日关至贵阳联合工贸公司进行金属喷镀修复，在转子喷镀前表面作车削拉毛处理时，轴颈磨损处出现多处微纹，当时我们并不在意，待喷镀完对喷

9、镀层磨削加工时，发现喷镀层表面有多处龟裂现象，特别是转子排气尤为明显，镀层微粒严重脱落，融合效果差。经咨询厂家，才知转子材质为球墨铸铁60，并含有多种微量元素，受热冷却时收缩率大，进而影响了镀层的质量。为此，我们对从动转子吸气端已加工好的镀层作强度试验，一致认为可使用，故只去掉转子排气端镀层，采取补充零件法（在轴颈加外套）修理，同时因为主轴承补铸巴氏合金衬里极薄，技术要求高，由此决定将主轴承和转子轴颈(排气端)的修复工作一并交给重庆东方电机厂完成。压缩机组装7月20日，东方电机厂将修复好的主轴承和转子交付给我方。于7月21日我们在把各个零部件检查、测量、修理、清洗后，开始装配压缩机，步骤如下：

10、1）将各主轴承按原位装入吸、排气端座，并对轴承孔进行测量，结合转子尺寸修研，使其达到了与转子配合的间隙要求，即：2）将转子装入排气端座，测量、调整排气端座间隙：3）将垫片放置在排气端座上，同时把滑阀导杆固定，水平吊起机体（气缸），与排气端座转子组装，用定位销定位，螺丝固定。4）将吸气端座（包括垫片）吊起，水平穿过转子轴颈，定位固定。5） 按次序装配油缸、平衡活塞套，油活塞及能量指示机构等。6） 测量调整主、从动转子的轴向窜量，本机窜量为：从动转子：0mm然后再装配排气端盖、轴封、联轴节。经过检修人员的努力，该螺杆压缩机于7月28日组装完毕。其他辅助设备的检修在装配完主机后，我们又对油气分离器及

11、其里面的过滤网、油冷却器、油管和油泵前油过滤器进行了清洗、疏通，并调整油气分离器的回油装置。5、修复后螺杆压缩机高负荷运行总结修复后的14#螺杆压缩制冷机组于2006年8月3日带负荷度运行，为甲醇水冷却系统提供冷量。下面是14#螺杆压缩制冷机组2006年9月10日和2005年4月17日运行的一组参数：表-1 内容类别蒸发压力（MPa）吸气压力（MPa）排气压力（MPa）电流（A）对系统温度的影响2006年9月10日382005年4月17日452从表-1中可看出，维修后的机组与未出故障的原机组运行效果相比较尚有一定的差距。综合体现在以下三个方面：1）启动响声大。原正常压缩机启动平稳、响声不大。而修复后的压缩机只有加高负荷至80%后响声才逐渐下降。2）振动较大。由于转子的动平衡未能得到恢复，只能通过主轴承控制转子的径向跳动，直至油膜在间隙中形成来养活转子产生的振动。故修后的压缩机比修前的振动大。3）机组出力率降低。从表-1知道，由于转子曲而么向磨损，使气缸与转子的间隙增大，运行的各项工艺参数偏低，总体性能下降，进而对系统温度影响值也由原2降为。以后应注意的问题：1） 加强巡回检查；2） 引入机械设备诊断技术，对制冷机进行动态管理；3） 该设备转子轴颈受到损伤，强度降低，其寿命缩短。总之，这台进口压缩机经过