許小玲

（南寧化工股份有限公司，廣西 南寧 530031）

氯氣壓縮機(jī)振動(dòng)超標(biāo)的分析與處理

許小玲

（南寧化工股份有限公司，廣西 南寧 530031）

以南寧化工股份有限集團(tuán)公司2號(hào)氯氣壓縮機(jī)軸振動(dòng)超標(biāo)檢修為例，對(duì)能引起軸振動(dòng)超標(biāo)的原因進(jìn)行了系統(tǒng)分析，并提出了解決措施。運(yùn)行結(jié)果表明，這些方法能有效降低設(shè)備故障，減少停產(chǎn)時(shí)間，提高產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量。

氯氣壓縮機(jī)；振動(dòng)；檢修

1 氯氣壓縮機(jī)組及軸振動(dòng)超標(biāo)故障

南寧化工股份有限公司氯堿廠氯氣壓縮輸送設(shè)備采用的是錦西化工機(jī)械廠生產(chǎn)的H2C58-6型三級(jí)六段水平剖分離心式壓縮機(jī)。該機(jī)屬離心式壓縮機(jī)，電機(jī)與壓縮機(jī)之間由增速齒輪箱連接，壓縮機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)轉(zhuǎn)速約為6 000 r/min，屬于高轉(zhuǎn)速設(shè)備。

該機(jī)組自從2004年投入使用后，運(yùn)行狀況不理想，軸振動(dòng)一直位于臨界狀態(tài)，徑向軸振動(dòng)值在低報(bào)警線50 μm附近波動(dòng)。雖然在2005年和2006年進(jìn)行多次檢修，但問(wèn)題仍得不到解決，2年多來(lái)共發(fā)生軸位移振動(dòng)超差故障6次，造成機(jī)器連鎖保護(hù)跳閘和生產(chǎn)停車，嚴(yán)重影響了生產(chǎn)。

2 振動(dòng)原因分析

經(jīng)過(guò)分析認(rèn)為，引起壓縮機(jī)軸振動(dòng)過(guò)高的主要因素有（1）轉(zhuǎn)子動(dòng)不平衡；（2）軸瓦間隙過(guò)大；（3）機(jī)組對(duì)中發(fā)生變化；（4）儀表顯示假值。

要徹底解決壓縮機(jī)軸振動(dòng)偏高的問(wèn)題，需對(duì)上述各項(xiàng)可能的原因進(jìn)行排查分析。

2.1 轉(zhuǎn)子動(dòng)不平衡對(duì)振動(dòng)的影響

壓縮機(jī)工作時(shí)，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)存在不平衡離心力，從而引起轉(zhuǎn)子的徑向振動(dòng)，并通過(guò)支承轉(zhuǎn)子的軸承沿徑向傳播，使得整個(gè)機(jī)組在工作過(guò)程中產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲。當(dāng)振動(dòng)程度在規(guī)定的范圍內(nèi)時(shí)，振動(dòng)不會(huì)影響機(jī)組的正常工作，但是，當(dāng)不平衡離心力增大到一定值后，轉(zhuǎn)子會(huì)產(chǎn)生很大的橫向振動(dòng)，這時(shí)振動(dòng)不僅會(huì)影響機(jī)組正常工作，而且還會(huì)引發(fā)一系列嚴(yán)重后果，如軸承磨損、燒毀及轉(zhuǎn)子斷裂等。

為徹底排除轉(zhuǎn)子動(dòng)不平衡對(duì)振動(dòng)的影響，于2006年底將壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子送回生產(chǎn)廠家進(jìn)行轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡實(shí)驗(yàn)，排除了由于轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡問(wèn)題產(chǎn)生振動(dòng)的可能性。

2.2 軸瓦間隙對(duì)振動(dòng)的影響

軸瓦間隙是影響軸承穩(wěn)定性的主要因素之一，對(duì)各間隙進(jìn)行了仔細(xì)測(cè)量，標(biāo)準(zhǔn)值與實(shí)測(cè)值的對(duì)比情況見(jiàn)表1。

表1 軸瓦間隙標(biāo)準(zhǔn)值與實(shí)測(cè)值的對(duì)比 mm

各軸瓦間隙均在正常范圍內(nèi)，從而排除了軸瓦間隙過(guò)大引起軸振動(dòng)的可能。

2.3 機(jī)組對(duì)中對(duì)振動(dòng)的影響

機(jī)組的對(duì)中找正就是使機(jī)組各轉(zhuǎn)子達(dá)到同一軸心線的調(diào)整過(guò)程，通常要選定轉(zhuǎn)子的軸心線為基準(zhǔn)，通過(guò)對(duì)中找正，機(jī)組各轉(zhuǎn)子軸心線達(dá)到同軸心，消除不應(yīng)有的附加應(yīng)力，從而保證機(jī)組長(zhǎng)期、穩(wěn)定的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。

由于壓縮機(jī)為高轉(zhuǎn)速機(jī)器，在運(yùn)行狀態(tài)下，機(jī)組的機(jī)殼、軸承座等部件的溫度比環(huán)境溫度要高的多，而當(dāng)機(jī)組停止時(shí)，各部件的溫度趨于環(huán)境溫度。 由于機(jī)組各部件存在熱脹冷縮現(xiàn)象，在冷態(tài)時(shí)，機(jī)組各轉(zhuǎn)子軸心線處于同心線的位置；在熱態(tài)時(shí)，可能處于不同心的位置。 對(duì)機(jī)組冷、熱態(tài)對(duì)中曲線的測(cè)繪有一定的困難。

為徹底排除由機(jī)組對(duì)中原因產(chǎn)生振動(dòng)的可能性，請(qǐng)廣西計(jì)量測(cè)試研究所采用先進(jìn)的激光找正儀對(duì)整體機(jī)進(jìn)行了全面的找正工作。 結(jié)果顯示，機(jī)組符合對(duì)中找正的要求，可以排除振動(dòng)是由機(jī)組對(duì)中不合格引起的。

2.4 對(duì)在線振動(dòng)檢測(cè)儀表的排查

氯壓機(jī)軸振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采用了先進(jìn)的在線檢測(cè)儀，其中，檢測(cè)振動(dòng)的核心設(shè)備即傳感器為德國(guó)原裝進(jìn)口的申克傳感器。為排除傳感器原因而造成的虛假超差現(xiàn)象，拆下儀表，由電儀車間對(duì)檢測(cè)儀表進(jìn)行全面的校準(zhǔn)。結(jié)果證明，儀表沒(méi)有超出偏差。

2.5 對(duì)潤(rùn)滑油系統(tǒng)的排查

對(duì)工藝操作記錄進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)該機(jī)潤(rùn)滑油的更換比較頻繁，最近一次換油時(shí)間為2006年4月，使用還不到半年，未到換油時(shí)間，但換出的潤(rùn)滑油顏色偏黑。

對(duì)換出的機(jī)油的化驗(yàn)結(jié)果可知，由于潤(rùn)滑油變質(zhì)造成潤(rùn)滑不良，使止推瓦和推力盤(pán)發(fā)生急劇磨損，是軸位稱振動(dòng)超標(biāo)的主要原因。對(duì)潤(rùn)滑油進(jìn)行觀察和化驗(yàn)的結(jié)果見(jiàn)表2。

為了找出潤(rùn)滑油變質(zhì)的原因，收集了變質(zhì)油中的綠色懸浮物做能譜分析。結(jié)果表明，綠色懸浮物中氯元素的含量高達(dá)70%~80%。再取合格的潤(rùn)滑油做通氯氣試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)通氯氣10 min后，顏色變深，酸值超標(biāo)，帶有刺激性氣味。通過(guò)以上化驗(yàn)及對(duì)比試驗(yàn)的結(jié)果可知，在氯氣壓縮機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，油系統(tǒng)串進(jìn)了氯氣，使?jié)櫥臀章葰舛冑|(zhì)。氯氣的泄漏程度與軸封結(jié)構(gòu)和軸封在工作時(shí)的狀態(tài)有直接關(guān)系。

表2 潤(rùn)滑油觀察及分析結(jié)果

2.6 氯氣泄漏原因分析

原因找到后，進(jìn)行了進(jìn)一步的分析。壓縮機(jī)兩端軸封的結(jié)構(gòu)是完全相同的，都裝有5道迷宮密封環(huán)和1套填料密封。填料密封在工作時(shí)，外側(cè)通入密封氮?dú)猓⑶铱刂仆鈧?cè)壓力高于內(nèi)側(cè)壓力，形成一個(gè)壓差（設(shè)計(jì)值為686.7 Pa），在壓差作用下，氯氣不能漏到填料密封外側(cè)。另外，壓縮機(jī)兩端還各裝有1套停機(jī)狀態(tài)使用的手動(dòng)停車密封。油封采用的是1道迷宮密封環(huán)。

由軸封的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和設(shè)計(jì)要求可以看出，當(dāng)填料密封外側(cè)對(duì)內(nèi)側(cè)的壓差小于零時(shí)，就會(huì)發(fā)生氯氣泄漏。另外，氮?dú)夤芫W(wǎng)中混入氯氣，氯氣隨軸封氮?dú)庠竭^(guò)填料密封外側(cè)的2道迷宮密封環(huán)從軸封處泄漏。

3 采取的措施及效果

（1）安裝專用的軸封密封氮?dú)鈱Ｓ霉芫€，同時(shí)向油系統(tǒng)充保護(hù)氣。

a.對(duì)軸封氮?dú)夤苓M(jìn)行改造，采用專用管線輸送密封氮?dú)猓慌c其他工藝管路相混用，并將其與別的系統(tǒng)有聯(lián)系的地方完全斷開(kāi)，防止氯氣、氫氣和氨氣等有害氣體混入氮?dú)庵小?/p>

b.分別在壓縮機(jī)兩端軸瓦箱、增速箱及油箱上安裝保護(hù)氣接頭，增設(shè)保護(hù)氣充加裝置，不斷向油系統(tǒng)內(nèi)充加干燥氮?dú)饣蚋稍锟諝猓苊庥团c氯氣接觸。

（2）加強(qiáng)填料密封的檢查監(jiān)控。檢修時(shí)嚴(yán)格控制填料密封的密封間隙，保持0.15 mm的標(biāo)準(zhǔn)。在檢修施工中，認(rèn)真落實(shí)軸密封套和扇形塊的保護(hù)措施，并形成檢查制度。

（3）在主軸兩端軸瓦箱處安裝擋氣環(huán)。

在壓縮機(jī)主軸兩端的暴露部位靠軸瓦處，各安裝1個(gè)擋氣環(huán)，如果氯氣發(fā)生泄漏，由于其在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)產(chǎn)生離心力，不斷向外甩出，擋氣環(huán)的作用是萬(wàn)一氯氣發(fā)生泄漏，使泄漏的氯氣不能進(jìn)入到軸瓦箱，達(dá)到保護(hù)軸瓦和軸承的目的。

（4）嚴(yán)格工藝操作紀(jì)律。

通過(guò)工藝分析得知，密封氮?dú)獾膲毫刂茖?duì)密封性能有很大影響，而氯氣能否透過(guò)密封氣的密封作用進(jìn)入軸承座，取決于密封氣與工作氯氣的壓力差，控制密封氣與工作氯氣的壓力差是關(guān)鍵。為此，把密封氣與氯氣的壓力差作為重要監(jiān)控指標(biāo)進(jìn)行控制。

通過(guò)以上措施，使軸位移故障大為減少，運(yùn)行效果十分良好。2008年進(jìn)行停車大檢修時(shí)，對(duì)潤(rùn)滑油進(jìn)行化樣檢查，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)變質(zhì)現(xiàn)象，隨后，又實(shí)施了向油系統(tǒng)充加保護(hù)氣的措施，效果顯著，2009年運(yùn)行至今，未發(fā)生過(guò)類似故障。此外，以上措施投資少，符合該廠的實(shí)際情況，易于在生產(chǎn)和檢修中實(shí)施,易于操作和維護(hù)。

Analysis and treatment of the excessive vibration of the chlorine compressor

XU Xiao-ling
（Nanning Chemical Industry Co.,Ltd.,Nanning 530031，China）

By taking the overhauling of No.2 chlorine compressor of Nanning Chemistry industry Co.,Ltd.,this paper introduces the methods for analyzing the reasons of the excessive vibration.A complete set of control methods for preventing excessive vibration of chlorine compressor was introduced.The results show that the relevant countermeasures can effectively reduce the equipments break down and enhance the quality and output of products.These methods was successfuly used.

chlorine compressor；vibration；overhaul

TQ051.21

文章編號(hào)：1009－1785(2011)09-0024-02

2011-05-27