（新疆八一鋼鐵股份有限公司能源中心制氧分廠，新疆烏魯木齊 830022）

前言

八鋼公司歐冶爐配套能源公輔系統(tǒng)設(shè)計(jì)有兩套四萬制氧機(jī)組，共計(jì)產(chǎn)氮量為16000 m3/h，安裝有一臺平行軸單斜齒整體齒輪增速、離心式氮?dú)鈮嚎s機(jī)。其轉(zhuǎn)子Ⅰ和轉(zhuǎn)子Ⅱ及大齒輪軸水平方向平行布置，轉(zhuǎn)子Ⅲ位于大齒輪軸斜上方，與大齒輪軸平行布置，采用六級等溫壓縮。排氣流量30000 m3/h，排氣壓力2.5 MPa(G)，軸 功 率4450 kW，轉(zhuǎn)速2985/10800/16500/24600 r/min。

1 現(xiàn)場情況

該氮壓機(jī)是2014年安裝設(shè)備，2017年8月31日制氧機(jī)組與歐冶爐同步停機(jī)檢修消缺。停機(jī)前氮壓機(jī)各運(yùn)行參數(shù)正常。2017 年9 月14 日根據(jù)生產(chǎn)用氮情況需要啟動(dòng)，啟動(dòng)時(shí)四級振動(dòng)達(dá)到報(bào)警值（報(bào)警值≥50μm）且持續(xù)上升，約1min后振動(dòng)高聯(lián)鎖停機(jī)（聯(lián)鎖值≥61 μm）。隨機(jī)檢查儀表監(jiān)測系統(tǒng)無異常，對氮壓機(jī)進(jìn)口過濾器進(jìn)行檢查，過濾器干凈無顆粒物，只有較少積灰，研究后計(jì)劃對壓縮機(jī)進(jìn)行解體檢查。

2017 年9 月16 日至2017 年9 月22 日對 該氮壓機(jī)進(jìn)行解體檢查發(fā)現(xiàn)三級輪蓋密封有磨損，四級輪蓋密封齒基本磨平，四級油封有磨損，四級軸承瓦塊有磨損（測量數(shù)據(jù)見表1）。針對檢查情況計(jì)劃調(diào)整三、四級輪蓋密封與葉輪之間的間隙，將三級輪蓋密封墊片在原有基礎(chǔ)上增加一厚度0.30 mm 墊片，四級輪蓋密封增加一厚度0.60 mm的墊片，確保輪蓋密封與葉輪不碰磨，瓦塊研磨后回裝。將原設(shè)計(jì)的允許瓦背過盈量0～0.01 mm，通過瓦背增加銅皮使其過盈改為預(yù)緊力約0.02 mm。以上調(diào)整完成后開機(jī)三四級振動(dòng)故障未消除。

表1 拆解后測量數(shù)據(jù)匯總表 mm

2018年1月齒輪箱整體返廠檢查。各級轉(zhuǎn)子及葉輪拆解后，外觀完好，無明顯磨損痕跡。上機(jī)床對各級轉(zhuǎn)子打各處跳動(dòng)，跳動(dòng)值均在設(shè)計(jì)正常范圍內(nèi)，齒輪對的接觸情況及齒輪副的法向側(cè)隙均在設(shè)計(jì)正常范圍內(nèi)。而三、四級軸承間隙大大超出了設(shè)計(jì)值，五、六級軸承瓦塊有舔瓦現(xiàn)象，瓦塊磨損嚴(yán)重，其余各級軸承級瓦塊無明顯磨損痕跡，軸承間隙均在設(shè)計(jì)正常范圍內(nèi)，三、四級油封局部磨損較為嚴(yán)重，三、四級軸端密封局部磨損較為嚴(yán)重，頂隙達(dá)0.5 mm(標(biāo)準(zhǔn)為0.16～0.20)。

各級輪蓋密封間隙測量數(shù)據(jù)見表2。各級軸端密封間隙測量數(shù)據(jù)見表3。

表2 各級輪蓋密封間隙測量數(shù)據(jù)表 mm

表3 各級軸端密封間隙測量數(shù)據(jù)表 mm

根據(jù)檢測結(jié)果分析認(rèn)為機(jī)組振動(dòng)大的原因是由于頻繁停啟機(jī)造成三四級軸承瓦塊有一定的磨損，繼而三四級轉(zhuǎn)子在過臨界轉(zhuǎn)速時(shí)振動(dòng)偏大，引起動(dòng)靜件摩擦，破壞了轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡，致使機(jī)組無法正常運(yùn)轉(zhuǎn)。更換三、四、五、六級軸承瓦塊，三四級軸封、油封、輪蓋氣封各一套后回裝試機(jī)，三級振動(dòng)15.25，四級振動(dòng)22.28，其余各級振動(dòng)穩(wěn)定，設(shè)備投入運(yùn)行。

2019 年5 月21 日歐冶爐同步檢修，南區(qū)四萬機(jī)組停產(chǎn)，該氮壓機(jī)正常停機(jī)。2019 年6 月3 日生產(chǎn)需要啟動(dòng)12#氮壓機(jī)，因四級振動(dòng)異常，停機(jī)后儀表對線路進(jìn)行了檢查，未發(fā)現(xiàn)異常情況，安排再次啟動(dòng)，啟動(dòng)后四級振動(dòng)達(dá)到50μm，帶負(fù)荷后振動(dòng)降至33 μm，機(jī)組投入運(yùn)行。為徹底解決該壓縮機(jī)振動(dòng)故障，2019 年6 月24 日再次拆解氮壓機(jī)發(fā)現(xiàn)四級軸承五個(gè)瓦塊巴氏合金面成斜度磨損（見圖1），四級油封也有磨損，三級軸承瓦塊有輕微的劃痕，使用印泥涂抹檢查三四級齒輪軸與大齒輪軸齒的接觸面較均勻，檢查三四級齒輪軸的推力間隙，實(shí)測為0.52 mm，標(biāo)準(zhǔn)為0.35～0.50 mm，實(shí)測推力間隙值與標(biāo)準(zhǔn)相比偏差較小，可滿足運(yùn)行要求。通過對四級軸承瓦塊和四級油封磨損（圖2）現(xiàn)象分析，四級蝸殼有下墜，三四級蝸殼同心度有偏差，熱膨脹后四級蝸殼施加的作用力大造成四級軸承磨損嚴(yán)重，經(jīng)過對三四級進(jìn)排氣管道檢查，發(fā)現(xiàn)四級進(jìn)氣管道連接法蘭螺栓預(yù)緊前有近15 mm間隙，超過1～2 mm設(shè)計(jì)距離要求，管道安裝后存在應(yīng)力。

圖1 四級軸承瓦塊磨損

圖2 四級油封磨損

2 原因分析

通過多次檢修及方案驗(yàn)證，最終確定造成該氮壓機(jī)故障頻發(fā)的原因有如下幾點(diǎn)：

（1）四級進(jìn)氣管道兩法蘭端面有約15 mm 的距離，超過1～2 mm 距離要求，管道安裝后對四級蝸殼存在拉應(yīng)力，是導(dǎo)致此故障的主要原因。

（2）現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)氮壓機(jī)多處進(jìn)排氣管道波紋補(bǔ)償器上螺栓缺失或螺帽缺失，降低了波紋補(bǔ)償器部分功能。

（3）三四級蝸殼同心度存在偏差。

3 處理措施

（1）四級進(jìn)氣管道兩法蘭端面中加裝一不銹鋼墊片，調(diào)整兩法蘭端面距離符合要求。

（2）待機(jī)組有長期停機(jī)計(jì)劃后對三四級蝸殼同心度進(jìn)行檢查和調(diào)整。

（3）補(bǔ)齊缺失的波紋補(bǔ)償器螺栓、螺母后點(diǎn)焊防松，使波紋補(bǔ)償器按設(shè)計(jì)要求只能向內(nèi)收縮，不能向外膨脹。

（4）修改氮壓機(jī)啟動(dòng)條件中關(guān)于油溫的要求，將油溫大于38 ℃修改為大于40 ℃，有利于啟動(dòng)瞬間軸承油膜的形成。

此次處理后三級振動(dòng)穩(wěn)定在10 μm，四級振動(dòng)穩(wěn)定在14μm，其余各參數(shù)均較好。

4 結(jié)束語

壓縮機(jī)的安裝應(yīng)嚴(yán)格按照制造廠家的標(biāo)準(zhǔn)逐一執(zhí)行，防止因壓縮機(jī)安裝質(zhì)量問題造成的設(shè)備運(yùn)行隱患。