于洋

摘 要：軸流式離心壓縮機(jī)腹腔機(jī)殼膨脹量的變化會(huì)導(dǎo)致壓縮機(jī)轉(zhuǎn)、定子間隙發(fā)生變化，當(dāng)膨脹量的變化達(dá)到一定程度時(shí)，會(huì)引起轉(zhuǎn)子、定子刮碰，造成轉(zhuǎn)子、定子葉片斷裂損傷，嚴(yán)重者可造成壓縮機(jī)報(bào)廢，因此，對(duì)軸流式離心壓縮機(jī)腹腔機(jī)殼膨脹量的測(cè)量在壓縮的穩(wěn)定運(yùn)行中起到至關(guān)重要的作用。

關(guān)鍵詞：軸流式離心壓縮機(jī);腹腔膨脹量;測(cè)量

0 引言

軸流式壓縮機(jī)是一種大型的空氣壓縮機(jī)，最大的功率可以達(dá)到150000kW，排氣量是20000m3每分鐘，它的壓縮機(jī)能效比可以達(dá)到90%左右，比離心壓縮機(jī)節(jié)能。它主要由三部分組成：一是以轉(zhuǎn)軸為主體的可以旋轉(zhuǎn)的部分簡(jiǎn)稱(chēng)轉(zhuǎn)子;二是以機(jī)殼和裝在機(jī)殼上的靜止部件為主體的簡(jiǎn)稱(chēng)定子（靜子）;三是殼體、密封體、軸承箱、調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、聯(lián)軸器、底座和控制保護(hù)等組成。

在軸流式離心壓縮機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，腹腔機(jī)殼會(huì)在一定范圍內(nèi)產(chǎn)生膨脹，從而導(dǎo)致壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子、定子之間的間隙發(fā)生變化。當(dāng)腹腔機(jī)殼膨脹量的變化達(dá)到一定程度時(shí)，會(huì)引起轉(zhuǎn)子與腹腔機(jī)殼刮碰，刮碰部位見(jiàn)圖1，造成轉(zhuǎn)子、定子葉片斷裂損傷，嚴(yán)重者可造成壓縮機(jī)報(bào)廢。因此，對(duì)軸流式離心壓縮機(jī)腹腔機(jī)殼膨脹量的測(cè)量在壓縮的穩(wěn)定運(yùn)行中起到至關(guān)重要的作用。

1 腹腔機(jī)殼膨脹量測(cè)量簡(jiǎn)介

軸流式離心壓縮機(jī)腹腔機(jī)殼外部安裝有外籠體，腹腔機(jī)殼不外露，如圖2所示，無(wú)法直接進(jìn)行近距離的測(cè)量，軸流式離心壓縮機(jī)腹腔機(jī)殼為懸空部位，因此腹腔機(jī)殼膨脹量的測(cè)量難度較大。

經(jīng)計(jì)算，軸流式壓縮機(jī)在工作情況下，腹腔機(jī)殼膨脹量一般約為0.05-0.70mm，測(cè)量精度要求高，而此類(lèi)型壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)定子間隙一般為2mm左右，在工作情況下，當(dāng)轉(zhuǎn)定子間隙過(guò)小時(shí)，造成轉(zhuǎn)定子刮碰，嚴(yán)重時(shí)造成機(jī)組停車(chē)，當(dāng)轉(zhuǎn)子間隙過(guò)大時(shí)，壓縮機(jī)的工作效率降低，因此準(zhǔn)確的測(cè)量膨脹量繼而監(jiān)控動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)定子關(guān)系至關(guān)重要。

軸流式離心壓縮機(jī)腹腔機(jī)殼在工作時(shí)受氣流沖擊，會(huì)產(chǎn)生劇烈振動(dòng)，進(jìn)而造成機(jī)組裝配基礎(chǔ)的振動(dòng)，為了保證測(cè)量數(shù)值的準(zhǔn)確性，測(cè)量系統(tǒng)穩(wěn)定性要求高。

經(jīng)過(guò)上述分析，可見(jiàn)軸流式離心壓縮機(jī)機(jī)殼腹腔膨脹量的測(cè)量，進(jìn)而監(jiān)控壓縮機(jī)轉(zhuǎn)定子間隙在壓縮機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行中起到了至關(guān)重要的作用，同時(shí)測(cè)量的難度也極大。

2 腹腔機(jī)殼膨脹量的測(cè)量方法

2.1 測(cè)量方案一

針對(duì)其測(cè)量難度大特點(diǎn)，解決方案如下：

軸流式離心壓縮機(jī)的腹腔機(jī)殼一般為懸空部位，為了保證對(duì)腹腔機(jī)殼進(jìn)行有效的膨脹量測(cè)量，設(shè)計(jì)有剛性橫梁底座，剛性橫梁底座的強(qiáng)度、變形均通過(guò)力學(xué)計(jì)算校核，保證其在工作時(shí)各項(xiàng)指標(biāo)滿(mǎn)足使用需求，使用時(shí)將剛性橫梁的兩端與軸流式壓縮機(jī)產(chǎn)品底座現(xiàn)場(chǎng)配做安裝機(jī)殼，配做的方式可采用焊接或螺栓把合形式，實(shí)用性高。

2.2 測(cè)量方案二

針對(duì)其測(cè)量精度要求高難點(diǎn)，解決方案如下：

軸流式離心壓縮機(jī)腹腔機(jī)殼膨脹量一般為0.05-0.7mm，測(cè)量精度要求達(dá)到0.01mm，為了保證測(cè)量精度要求，創(chuàng)造性的采用百分表對(duì)機(jī)殼腹腔膨脹量的測(cè)量，百分表安裝在測(cè)量工具上，指針壓在打表盤(pán)上對(duì)腹腔機(jī)殼膨脹量進(jìn)行測(cè)量。百分表的測(cè)量精度可達(dá)到0.01mm，完全滿(mǎn)足腹腔機(jī)殼膨脹量的測(cè)量需求。

2.3 測(cè)量方案三

針對(duì)其測(cè)量穩(wěn)定性要求高難點(diǎn)，解決方案如下：

軸流式離心壓縮機(jī)腹腔機(jī)殼在工作時(shí)受氣流沖擊，會(huì)存在劇烈的振動(dòng)，對(duì)機(jī)殼膨脹量的測(cè)量造成干擾，為了避免這種情況的發(fā)生，在測(cè)量工具上設(shè)計(jì)有打表盤(pán)，打表盤(pán)通過(guò)彈性機(jī)構(gòu)與腹腔機(jī)殼形成剛性連接，測(cè)量時(shí)打表盤(pán)會(huì)不受振動(dòng)影響，與腹腔機(jī)殼保證剛性連接，打表盤(pán)與腹腔機(jī)殼保證等量的位移變化，通過(guò)測(cè)量打表盤(pán)即可測(cè)量機(jī)殼膨脹量的變化。

2.4 測(cè)量方案四

針對(duì)其無(wú)法直接進(jìn)行近距離測(cè)量難點(diǎn)，解決方案如下：

軸流式離心壓縮機(jī)腹腔機(jī)殼外部安裝外籠體，無(wú)法進(jìn)行近距離測(cè)量機(jī)殼膨脹量，為了解決這個(gè)問(wèn)題，在測(cè)量工具上設(shè)計(jì)有加長(zhǎng)探針，探針穿過(guò)外籠體的空隙與腹腔機(jī)殼接觸，探針下方安裝打表盤(pán)，通過(guò)探針保證打表盤(pán)與腹腔機(jī)殼的聯(lián)動(dòng)，此外，探針機(jī)構(gòu)具備上下、前后、左右三個(gè)維度的調(diào)節(jié)功能，安裝時(shí)隨時(shí)可進(jìn)行調(diào)節(jié)，保證探針與外籠體不會(huì)干涉。詳見(jiàn)圖3測(cè)量方案圖。

3 具體實(shí)施實(shí)例

軸流式離心壓縮機(jī)腹腔機(jī)殼膨脹量測(cè)量方案設(shè)計(jì)并制作完成后在某臺(tái)軸流壓縮機(jī)用戶(hù)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行使用，詳見(jiàn)圖4。

在軸流式離心壓縮機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)對(duì)腹腔機(jī)殼膨脹量進(jìn)行實(shí)地監(jiān)測(cè)、測(cè)量，相關(guān)測(cè)量數(shù)據(jù)如表1所示。

根據(jù)表1可以看出，第3次、第4次試驗(yàn)測(cè)量時(shí)，依據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)分析，腹腔機(jī)殼的變形量最大達(dá)0.67mm（帶*符號(hào)數(shù)值），超出了轉(zhuǎn)子、定子間隙，將會(huì)造成轉(zhuǎn)定子刮碰，試驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行緊急停車(chē)處理。在機(jī)組拆檢過(guò)程中，確認(rèn)發(fā)現(xiàn)機(jī)組存在轉(zhuǎn)子、定子刮碰現(xiàn)象，由于變形量相對(duì)較小、停車(chē)及時(shí)，未造成更嚴(yán)重?fù)p壞。

4 結(jié)論

此軸流式離心壓縮機(jī)腹腔機(jī)殼膨脹量測(cè)量方法解決了腹腔機(jī)殼膨脹測(cè)量難度大、測(cè)量精度要求高、測(cè)量穩(wěn)定性要求高的技術(shù)難題，同時(shí)還可在現(xiàn)有結(jié)構(gòu)上進(jìn)行改進(jìn)，通過(guò)增加電子測(cè)頭的方式可以實(shí)現(xiàn)測(cè)量數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)傳，并通過(guò)將測(cè)量數(shù)據(jù)接入壓縮機(jī)運(yùn)行控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)連鎖停車(chē)，可廣泛應(yīng)用于軸流式離心壓縮機(jī)腹腔機(jī)殼膨脹量的測(cè)量，為壓縮機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行提供保障。

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