王紹輝

（珠海BP化工有限公司，廣東 珠海 519050）

某化工廠現(xiàn)有兩套空分裝置，分別為KDONAr－4000/1800/110型、KDONAr6000/2000/180型，其原料空氣壓縮機(jī)均為離心式壓縮機(jī)，其中4000空分裝置空壓機(jī)為H440－6.2/0.98型，是2002年出產(chǎn)，6000空分裝置空壓機(jī)為DH63－32型，是2004年出產(chǎn)，兩空壓機(jī)均整體齒輪型結(jié)構(gòu)，四級(jí)壓縮、三級(jí)冷卻，由同步電動(dòng)機(jī)通過(guò)齒輪聯(lián)軸器驅(qū)動(dòng)大齒輪。一二級(jí)葉輪在一根齒輪軸上組成L軸轉(zhuǎn)子，三四級(jí)葉輪在一根齒輪軸上組成H軸轉(zhuǎn)子，分別與大齒輪嚙合，靠大齒輪進(jìn)行增速，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速l 500 r/min，H440空壓機(jī)L軸級(jí)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速12387 r/min，H軸轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速14769 r/min；DH63空壓機(jī)轉(zhuǎn)子則分別為9512 r/min、11470 r/min。每只轉(zhuǎn)子上有兩只徑向軸承，系可傾瓦軸承，采用油泵供油強(qiáng)制潤(rùn)滑。

可傾瓦軸承有5塊瓦，周向均布，軸襯的配列位置與主軸頸同心，瓦塊為鋼制件，內(nèi)孔澆鑄巴氏合金，與墊塊裝在一起。裝在軸承內(nèi)的瓦塊可以繞著自身的軸線（與主軸頸中心線平行）單獨(dú)擺動(dòng)，同時(shí)由螺栓周向限位，使它在工作時(shí)不會(huì)與軸頸一起轉(zhuǎn)動(dòng)，這種可傾瓦軸承對(duì)于減振很有效，油從軸承殼的外側(cè)環(huán)形供入，經(jīng)過(guò)軸承間隙回油。運(yùn)轉(zhuǎn)中，每塊瓦塊隨著軸頸旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的流體動(dòng)力調(diào)整自己的位置，從而使每個(gè)瓦塊具有最佳油楔，由于瓦塊之間的間隙大，油膜不連續(xù)，與油膜旋轉(zhuǎn)有關(guān)的不穩(wěn)定性也就難以形成。每級(jí)葉輪軸上均裝有兩個(gè)測(cè)振點(diǎn)，圖1中在轉(zhuǎn)子軸正上方呈90 °分布，采用渦電流傳感，經(jīng)延長(zhǎng)電流接至前置放大器后輸出非標(biāo)準(zhǔn)電壓信號(hào)，再經(jīng)儀控柜上框架式監(jiān)視器處理輸出標(biāo)準(zhǔn)模擬量信號(hào)在 DCS上顯示，參與報(bào)警、聯(lián)鎖。

圖1 機(jī)組結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖及測(cè)點(diǎn)分布圖

1 故障分析

兩臺(tái)空壓機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)多年，出現(xiàn)多次不同情況的異常軸振現(xiàn)象，現(xiàn)進(jìn)行分析總結(jié)，以求找到克服異常軸振問(wèn)題的辦法。

1.1 轉(zhuǎn)子材料

4000空分H440空壓機(jī)在2002年試車(chē)階段發(fā)生兩次、2004年發(fā)生一次運(yùn)行中軸振漸升后突然超量程（200 μm）聯(lián)鎖停車(chē)，打開(kāi)檢查，葉輪出現(xiàn)裂紋或掉塊，造成轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡嚴(yán)重破壞，這種事故一般很少在空分行業(yè)發(fā)生，系產(chǎn)品制造質(zhì)量問(wèn)題。目前葉輪材質(zhì)一般選用LV302不銹鋼，未發(fā)生葉輪斷裂事故。

1.2 長(zhǎng)周期運(yùn)行葉輪上結(jié)垢

2005年投用的6000空分DH63－32空壓機(jī)，運(yùn)行到2008年，累計(jì)運(yùn)行3.5 a。表現(xiàn)在三四級(jí)軸振（圖1中測(cè)點(diǎn)3A、3B、4A、4B）緩慢上升，并超越報(bào)警值（64.75 μm），突破到70 μm、80 μm，一二級(jí)軸振測(cè)點(diǎn)（1A、1B、2A、2B）未超過(guò)25 μm，基本穩(wěn)定。經(jīng)停機(jī)檢查，葉輪積灰多，且由于級(jí)問(wèn)冷卻器冷凝水排水不暢，造成三四級(jí)后蓋板、葉輪上有水垢，污物的存在使轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡破壞；對(duì)級(jí)間冷卻器抽芯檢查，其內(nèi)壁腐蝕嚴(yán)重，底部許多銹渣，將L軸、H軸兩套轉(zhuǎn)子送專業(yè)廠進(jìn)行流道清洗、探傷檢查和動(dòng)平衡校驗(yàn)，按照技術(shù)要求進(jìn)行組裝，開(kāi)機(jī)后軸振正常，同時(shí)對(duì)冷卻器內(nèi)壁進(jìn)行徹底除銹防腐，并將冷凝水吹除管由DN25擴(kuò)大到DN50，防止運(yùn)行中冷凝水積聚在底部被氣流帶走沖刷葉輪。2009年，DH空壓機(jī)一級(jí)軸振上漲，一個(gè)月時(shí)間上漲20 μm，達(dá)到57 μm。三四級(jí)平穩(wěn)未超過(guò)27 μm，仍是通過(guò)清洗葉輪、校正動(dòng)平衡解決。

1.3 瓦塊存在損傷

DH63－32空壓機(jī)2008年在處理四級(jí)出口管上管套環(huán)漏氣后，開(kāi)機(jī)后原本平穩(wěn)的軸振持續(xù)上升，其中一級(jí)軸振比檢修前漲30 μm達(dá)53 μm，二級(jí)軸振上漲13 μm達(dá)37 μm無(wú)法緩解，只好停機(jī)檢查，發(fā)現(xiàn)二級(jí)軸承上邊兩瓦塊損壞一塊，其巴氏合金脫落，更換瓦塊處理后開(kāi)機(jī)平穩(wěn)，各級(jí)軸振未超過(guò)30 μm。

1.4 軸承間隙過(guò)小，瓦塊接觸面臟

近幾年，H440空壓機(jī)的油溫、油壓、氣量均平穩(wěn)，工藝上未進(jìn)行任何操作時(shí)，出現(xiàn)多次各級(jí)軸振呈正弦波形異常波動(dòng)情況，有時(shí)波動(dòng)幾個(gè)微米，有時(shí)十幾個(gè)微米，有時(shí)突升、突降或伴隨有軸溫突變2 ℃左右。打開(kāi)軸承檢查，瓦塊并未損壞，但瓦面上有油積炭現(xiàn)象，導(dǎo)致軸承間隙偏小、接觸面不良，但對(duì)潤(rùn)滑油進(jìn)行化驗(yàn)，油質(zhì)合格。有時(shí)可從大齒輪齒上發(fā)現(xiàn)許多油渣，雖然潤(rùn)滑油化驗(yàn)合格，但不排除在特定運(yùn)轉(zhuǎn)條件下油質(zhì)發(fā)生變化的可能性。每次清洗瓦塊上油積炭后軸振平穩(wěn)。后將原某廠供應(yīng)的潤(rùn)滑油選用殼牌統(tǒng)一的L－TSA46汽輪機(jī)油，且將原3U80A－4型螺桿油泵更換為一臺(tái)較大流量的3U80A－6型螺桿油泵來(lái)加強(qiáng)軸承的潤(rùn)滑，在以后的檢修時(shí)沒(méi)有發(fā)現(xiàn)軸瓦面上沒(méi)有積炭現(xiàn)象，機(jī)器運(yùn)行中軸振沒(méi)有再出現(xiàn)正弦波形異常波動(dòng)情況。

1.5 儀控測(cè)點(diǎn)故障

2009年，H440空壓機(jī)在檢修完畢開(kāi)機(jī)后二三級(jí)的兩個(gè)軸振測(cè)點(diǎn)（2B、3B）不正常：測(cè)點(diǎn)3B一直上升、測(cè)點(diǎn)2B波動(dòng)大，只好再次停機(jī)檢查，發(fā)現(xiàn)固定傳感器的緊固螺母松動(dòng)脫落于傳感器端頭與轉(zhuǎn)子主軸間而隨軸轉(zhuǎn)摩擦，影響了測(cè)量。于是對(duì)各軸振測(cè)點(diǎn)重新檢查緊固傳感器的固定螺母，開(kāi)機(jī)后軸振正常。有時(shí)傳感器與延電纜接頭有油，也會(huì)測(cè)量有誤。前置放大器使用時(shí)間長(zhǎng)，線性差，也會(huì)使軸振波動(dòng)。

1.6 電動(dòng)機(jī)與壓縮機(jī)的對(duì)中

施工應(yīng)按說(shuō)明書(shū)要求，同軸度要合格。DH63空壓機(jī)在2005年因軸振上漲檢查中發(fā)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)與壓縮機(jī)對(duì)中不合格，吊開(kāi)電動(dòng)機(jī)調(diào)整時(shí)發(fā)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)下邊墊鐵使用不規(guī)范：用了槽鋼來(lái)代替墊鐵且有的已經(jīng)變形，壓漿層也不符合規(guī)范，有墊鐵高出壓漿層現(xiàn)象，部分墊鐵和電動(dòng)機(jī)底座未結(jié)合緊密。以上導(dǎo)致運(yùn)行中對(duì)中發(fā)生變化，軸振波動(dòng)上漲。

2 解決辦法

（1）設(shè)備制造廠家必須保證產(chǎn)品質(zhì)量。對(duì)轉(zhuǎn)子、大齒輪這些核心組件必須確保材質(zhì)可靠。如沈鼓DH空壓機(jī)選用的葉輪材質(zhì)LV302B高強(qiáng)度不銹鋼，多年來(lái)，DH產(chǎn)品從未出現(xiàn)過(guò)葉輪裂紋問(wèn)題。

（2）機(jī)組安裝必須嚴(yán)格按照要求確保施工質(zhì)量。聯(lián)軸器對(duì)中，軸瓦間隙、地腳螺栓緊固、軸承蓋與軸承間隙的過(guò)盈量、轉(zhuǎn)子與密封的間隙以及電動(dòng)機(jī)基礎(chǔ)等，必須符合相關(guān)技術(shù)要求。

（3）潤(rùn)滑油定期化驗(yàn)、更換。每次換油時(shí)放凈殘油、清理干凈油箱、過(guò)濾器、機(jī)殼及冷卻器等。油品選用正規(guī)渠道、正規(guī)廠家供貨。

（4）精心操作，避免壓縮機(jī)工作點(diǎn)進(jìn)入喘振區(qū)造成損壞。每次開(kāi)機(jī)前必須試驗(yàn)聯(lián)鎖停機(jī)、油泵聯(lián)鎖起停和防喘振閥動(dòng)作的可靠性，調(diào)整負(fù)荷要注意不能超壓。巡檢中注意冷卻器的冷凝水排放，自潔式過(guò)濾器濾簡(jiǎn)阻力偏大或有吸扁破裂現(xiàn)象應(yīng)及時(shí)更換。

（5）嚴(yán)格按照設(shè)備操作規(guī)程控制各項(xiàng)參數(shù)，避免油溫過(guò)低、過(guò)高，波動(dòng)大。油壓符合要求，操作要平穩(wěn)緩慢，杜絕大起大落。

（6）盡量減少開(kāi)停機(jī)次數(shù)。每次大機(jī)組起動(dòng)過(guò)程中都要發(fā)生較大振動(dòng)，對(duì)軸瓦損傷大，所以減少停機(jī)次數(shù)，避免帶負(fù)荷突然停機(jī)，加強(qiáng)對(duì)電氣線路的巡檢維護(hù)。

（7）每年要計(jì)劃對(duì)機(jī)組大修一次。按說(shuō)明書(shū)要求對(duì)級(jí)間冷卻器、壓縮機(jī)組、潤(rùn)滑系統(tǒng)做徹底維護(hù)，轉(zhuǎn)子進(jìn)行流道清洗，探傷檢查、動(dòng)平衡檢驗(yàn)，冷卻器抽芯檢查、清理內(nèi)壁銹蝕進(jìn)行防腐等。

（8）每次檢修完畢，儀表人員必須調(diào)整、緊固好傳感器螺母，確定間隙電壓符合技術(shù)要求，各連接點(diǎn)牢固可靠，杜絕測(cè)量有誤的現(xiàn)象出現(xiàn)。

（9）改善空壓機(jī)吸入口的空氣質(zhì)量，避免過(guò)濾器選址在下風(fēng)向和灰塵多的地方，做好空壓機(jī)進(jìn)口過(guò)濾器周?chē)木G化防塵，更換自潔式過(guò)濾器濾筒時(shí)一定注意密封圈安裝到位，防止空氣短路不經(jīng)濾簡(jiǎn)進(jìn)入機(jī)組。

（10）引入安裝空壓機(jī)在線監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)，引入新的測(cè)振判斷技術(shù)，各大機(jī)組聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控，以便能及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及早處理，也提高了設(shè)備管理的現(xiàn)代化水平。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，通過(guò)對(duì)KDONAr－4000/1800/110型、KDONAr 6000/2000/180型，空壓機(jī)振動(dòng)原因進(jìn)行分析，采取了上述有效的對(duì)策與處理措施，三、四級(jí)振動(dòng)已明顯好轉(zhuǎn)，機(jī)組振動(dòng)故障問(wèn)題得到了有效解決。目前機(jī)組完全有能力做到安、穩(wěn)、滿、優(yōu)運(yùn)行8000 h以上不停車(chē)，改造效果良好，提高了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。