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文档简介
1、离心式空气压缩机的常见故障及检修新钢气体厂 刘晓鹏一 离心压缩机结构简介离心压缩机通常由压缩机本体、 电机、 增速箱以及压缩机的辅助系统 (如:润 滑油系统、中间冷却器、仪控、电控、管路等等组成。离心式压缩机本体由转子、定子、轴承等组成。转子由主轴、叶轮、联轴 器 等组成,有时还有轴套、平衡盘。定子由机壳、隔板、密封 (级间密封和轴密 封 、 进气室和蜗室等组成。其中隔板由扩压器、弯道、回流器等组成。有时在 叶轮进 口前设有进气导流器 (预旋器 。A 壳体离心式压缩机的壳体结构主要有水平剖分型和垂直剖分型两种。 水平剖分 型 的壳体分为上、下两半 ,是用途最广泛的一种结构型式。B 叶轮离心式压
2、缩机的叶轮又称工作轮 , 是使气体提高能量的唯一元件。 叶轮按 其整 体结构可分为开式、 半开式和闭式三种 , 压缩机中实际应用的是半开式和闭 式两 种。叶轮随叶片出口角的不同 ,可分为前向叶轮 (不采用 、径向叶轮和后 向叶轮。C 扩压器常在叶轮后设置流通面积逐渐扩大的扩压器 ,用以把速度能转化为压力 能,以提 高气体压力。离心式压缩机的扩压器分无叶扩压器和叶片扩压器两种。无叶扩压器效率较低 ,但结构简单 , 同一无叶扩压器可与不同出口角的 叶轮匹配 工作。 对于工况变化较大的情况 ,采用无叶扩压器较好。具有相同扩压度时 ,叶片扩压器的径向尺寸比无叶扩压器小 , 对于工况 变化小的 情况 ,
3、为了提高效率 ,以采用叶片扩压器较好。D 密封在离心式压缩机的各级之间和主轴穿过机壳处 , 为了防止泄漏 , 安装轴封 装 置。轴封型式有迷宫密封、机械密封、浮环密封和抽气密封等。迷宫密封是在密封体上嵌入或铸入或用堵缝线固定多圈翅片 , 构成迷宫衬 垫翅片的材料有黄铜片、磷青铜片、铅青铜片、铝片和白合金片等。视气体的性质、有无灰尘或雾 ,以及气体温度而定。轴封结构如下图 :1 简要介绍我厂 16000、 20000离心式空气压缩机结构 1.116000空压机多轴 H 型1.2 20000空压机单轴中间冷却器内置型2 离心压缩机的喘振任何离心压缩机按其结构尺寸 , 在某一固定的转速下都有一个最高
4、的工作压 力, 在此压力下有一个相应的最低的流量。 当离心压缩机出口的压力高于此数值 时 ,就 会产生喘振。2.1 喘振发生的条件给定压力下流量小于最小喘振流量 ;给定流量下压力大于最高喘振压力。 2.2 喘 振发生时的现象发生喘振时 ,机组开始强烈振动 ,伴随发生异常的吼叫声 ,而且是周期性地 发生 ; 机壳相连接的出口管线也随之发生较大的振动 ;进口管线上的压力表指针大幅度摆动 ;出口止回阀处发生周期性的开和关的撞击声响 ; 主电动机的电流表指针大幅度的摆动 ;在操作仪表上 ,流量表等也发生大幅度的摆动。2.3喘振发生的危害 喘振对压缩机的迷宫密封损坏较大 , 由于密封的损坏 , 将使润滑
5、油窜入流道 , 影 响冷却器和冷凝器的效率。严重的喘振很容易造成转子轴向窜动 ,烧坏止推轴瓦 ,叶轮有可能被打碎。 极严 重时 ,可使压缩机遭到破坏 ,会损伤齿轮箱 ,电动机以及连接压缩机的管线和设备等。三 离心式压缩机检修中的几个问题1 检修前的准备工作现场勘查 ,检修项目及方案 ,人员配备 ,工具、材料、备件、机具、相关技 术资料 的准备,其它要求 (检修安全报告书、动火单、停送电报告单、检修安全规定等。2 检修 (前、后 数据测量2.1联轴器同心度2.2 密封间隙用小斜塞尺测量叶轮口环、平衡盘等处迷宫密封的侧面间隙。对每个迷宫密 封取 2个数值并相加 , 与标准值进行对比 , 如超出范围
6、应进行更换。 同时轻敲迷 宫 密封,检查其是否损坏2.3 转子径向及轴向跳动量将百分表安在需要测量部位 ,均匀转动转子 ,分别记录对应 180 的最大及 最小数 值。 考虑转子的轴向窜量 , 应多盘车几次进行测量。 将 2块百分表安在靠 近两端 轴瓦 (轴瓦盖不能拆卸掉 轴径处, 将制作好的抬轴径的支架放在轴的两 端,用钢丝绳 分别固定住轴 ,慢慢拧紧支架横梁上的螺栓 ,使轴慢慢上移 ,观察 百分表的读数并记 录。齿轮径向与轴向跳动量的测量与此相同。2.4转子轴向总窜量拆除止推盘前后止推轴承 ,用百分表测量转子轴向的端面 ,向前后 2 个方向 轴向 移动,直至转子内部件接触机壳部件位置。测量转
7、子总窜量 S ,其值应等于转子与定子间左右两侧窜量之和。装上止推轴承工作侧瓦块,测量转子自工作 侧 向排气端的窜量 S1,转子自工作位置向前窜量 S2=S- S1,通过 3 个数据确定转 子定心。比较 S1、S2,必要时调整止推轴承触垫片。应旋转转子进行多次测量。 2.5 轴瓦紧力 在瓦壳背部和轴承座中分面分别放置直径约 0.1-0.2mm 的铅丝,然后 放上轴 承盖,均匀拧紧螺栓,最后打开轴承盖,用千分尺测量铅丝的厚度,瓦壳 背部铅 丝与轴承座中分面铅丝测量数据之差即为紧力值。测量完毕后拆除下部轴 瓦,拆 除时,轴瓦涂上润滑油,用木棍撬起轴,用铜棒轻轻敲击,使之沿轴向转 动至上 方取出并放置
8、指定位置。 2.6 齿轮侧隙与顶隙 将铅丝放入 2 个齿轮之间, 按电机的转动方向旋转主动齿轮,铅丝按旋转方 向旋出。测量铅丝被齿轮顶部与 侧部所压的厚度,齿轮顶部铅丝厚度数值即为顶 隙值, 齿轮侧部铅丝厚度数据之 和即为侧隙值。 也可以用百分表测量齿轮的侧隙。 将百分表垂直安在小齿轮的轮 齿上,然后用活动扳手拧紧小齿轮非轴伸端的方 头,用冲击力旋转小齿轮,保证 大齿轮不动。此时百分表的读数即为侧隙值。 2.7 齿面接触斑迹着色检查 着色前应 先擦净齿轮上的润滑油,涂抹着色粉时要轻,不能过厚,着色粉要 涂抹在主动轮 的啮合面上。然后轻轻转动主动轮,检查齿轮啮合斑迹。接触斑迹 的位置不应偏 向凹
9、齿齿顶。 2.8 轴承间隙的测量 (1)假轴法 A 假轴的直径与轴承的实际工作轴 颈相差在 0.05mm 以内,假轴的中心线与工 作水平面的垂直度误差在 0.02mm 以 内。 B 将轴承组合在假轴上,拧紧中分面螺栓,用 0.02mm 的塞尺检查中分面无间 隙。 C 架千分表并沿工作时的垂直方向上下抬动径向轴承,千分表读数假定为 S(m m,考虑瓦块的倾绕效应,实际的轴承间隙为 C(mm),则对五块瓦结构 有: C=0.894S 此外,还需计入假轴与实际轴颈的差值。 (2)抬轴法 将百分表装 在轴承座或其它固定物件上,采用相关专用工具多次把转子水 平抬起,取其读数 的平均值即为轴承间隙值。 (
10、 3)压铅丝法 A 所采用的铅丝直径应比所测间隙大 30-50%。 B 对轴承壳体中分面和轴承座中分面,用 0.02mm 塞尺检查,中分面应 无间隙 且不错口。 C 测量两上瓦中部处的铅丝厚度 S,则实际的轴承间隙 C 为: C=1.1S 3 转子轴向位置的确定 离心式压缩机正常运转时,推力盘是和工作面推力 轴承相接触的。因此,工 作面推力轴承的位置就决定了转子轴向位置。检修时, 可以增减工作面(或非工 作面) 推力轴承背面的垫片, 来移动推力轴承, 这样转 子也随之改变其轴向位置。 确定转子轴向位置是要求每级叶轮出口和扩压器进口 对中, 以避免在这些部 位发生气流冲击。 特别是压缩重气体的离
11、心式压缩机, 这 一要求尤其重要。 因此, 有些制造厂在图样上规定了所允许的偏差。但是,在实 际检修中发现,要实现这 6些要求不仅很麻烦,有时,甚至无法达到。特别是更换了转子、气封或其他零 件 之后。在这种情况下,可根据下面两条原则来确定转子轴向位置。 1.有开式叶 轮的转子,转子的轴向位置,应能保证开式叶轮进气侧的轴向间 隙。 2.全部为闭 式叶轮的转子, 转子的轴向位置应能保证最末级叶轮出口和扩压 器流道对中。 然 后, 还要再复查其他级叶轮和扩散器的对中情况, 差别太大时应找出原因, 进行 调整。 确定转子的轴向位置之后,转子以这个位置为中心,在未装推力轴承的情 况下,向两端的窜动量应符
12、合下述要求: 向工作面推力轴承侧的窜动量,不能小 于规定的轴位移报警值的 0.5mm; 向非工作面推力轴承侧的窜动量, 不能小于轴 位移报警值和推力轴承间隙之和加 0.5mm; 上述两项窜动量之和,即为转子在气 缸内的总轴向窜动量,一般在 3mm 以上。 由于转子的轴向位置是由工作面推力轴 承的位置确定的。因此,为了固定 转子的轴向位置,需要确定工作面推力轴承背面垫片的厚度。这一工作,在检修 现场可以这样进行: 先记录下转子从确定的轴 向位置向非工作面和工作面推力轴承两侧的轴向 窜动量。例如,向工作面侧窜动 量为 S1,向非工作面侧的窜动量为 S2。然后, 把工作面推力轴承装入并在其背面 垫上
13、一块任意厚度的垫片。 使推力盘和工作面推力轴承接触,然后从这个位置把 转子向非工作面推力 轴承侧拨动到极限位置,并记下其窜动量,例如为 S3。则 S2-S3=S4。S4 为 正时,表示工作面推力轴承背面的垫片应减薄 S4。S4 为负时, 工作面推力轴承 背面的垫片应加厚 S4。 4 检修注意事项 1 径向轴承 径向轴承 ( 1)可倾瓦块一般不推荐刮瓦,但为使整个轴承接触良好,可在瓦量不超差并达到巴氏合金表面技术要求的前提下适当修刮。 (2)瓦块连同瓦壳一起更换时,应 用红丹检查新装的下瓦壳与下轴承座的接触 情况,新瓦壳在轴承座瓦窝内不得松 晃,两侧间隙不大于 0.03mm,防转销不高 出轴承座
14、中分面。 (3)瓦块相间的位 置和方向不得调错。更换单个瓦块时应确保与同组瓦块厚度 不超差。 2 止推轴承 ( 1)止推轴承间隙应采用非工作侧调整垫片进行调整,使用的垫片数不超过1片。调整止推间隙应在扣缸调整好转子轴向位置后进行。测量止推轴承间隙应扣 上轴承座上盖,并上紧中分面螺栓和销子后测量,米切尔型止推轴承的轴向间隙 用端盖垫片厚度调整。 (2)对米切尔型止推轴承,用火焰加热止推盘时应防止使 止推盘表面退火,同 时置转子于外侧死点,防止使内侧瓦块巴氏合金溶化。 ( 3) 止推轴承瓦块间的相互位置在拆装中应作好相互对位标志,不能调错。( 4)为防止止推轴承过载,应严格保证止推盘端面跳动不超差,轴承座中分接 合面不错 口。 7(5)转子的工作位置应在止推轴承工作侧进行调整,根据轴承座的结构,调 整 壳体垫片厚度或工作侧止推轴承垫片厚度。 ( 6)轴位移探头的零位应与设计的 零位相一致,表头指示的位移量应与千分表 指
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