【壓縮機網】背景

　　煉油廠各裝置所排放的低壓瓦斯經分液罐以及沿途低點排凝后，進入氣柜回收，經螺桿壓縮機升壓后，進入高壓瓦斯管網至各用戶中壓瓦斯管網送至鍋爐。

 

　　洛陽煉油廠近幾年因所煉原油高含硫，從而低壓瓦斯富含酸性氣體H2S。而裝置的1#2#螺桿壓縮機組是噴水式螺桿壓縮機，介質中的酸性氣和水化合后對主機轉子造成很大的腐蝕，尤其是排氣端端面。雖然在機頭大修后，各裝配尺寸和間隙都滿足技術規范，但開機后，機組產生的噪音異常，導致機組無法正常運行。作為裝置的核心特護設備，一旦機組出現故障停機，便會導致氣柜瓦斯量大，只能放至火炬燒掉，不僅浪費而且會對環境造成污染。

 

　　故障

　　洛陽煉油廠氣體車間氣柜有1#2#兩臺螺桿壓縮機組。1#2#機型號相同，為LG30/8.0。自2016年以來，1#2#機組開始頻繁大修，其中1#機機頭大修過程中發現壓縮機排氣端面腐蝕嚴重，腐蝕源自近年來原油中高含硫，導致瓦斯氣中有大量H2S氣體，由于1#2#機為噴水機組，噴淋水和H2S形成酸液腐蝕了轉子。排氣端面出現凹凸不平坑點，深度近2mm。雖然排氣端端面間隙仍然調整至0.10mm，進氣端端面間隙為1.1mm。符合機組排氣端端面間隙標準0.09mm-0.11mm，但開機后出現進氣端異常噪音和振動，無法正常運行。

 

　　1#機組是噴水式螺桿壓縮機，滾動軸承定位（角接觸球軸承7315BECBM兩套），徑向軸承（NU315BECBM兩套）。同步齒輪傳動。

 

　　1#機轉子排氣端端面腐蝕情況如圖1。

　　1#2#機主要技術參數：

 

　　型號：LG30/8.0

 

　　形式：撬裝式噴液螺桿壓縮機組

 

　　螺桿公稱直徑：255毫米

 

　　螺桿長徑比：1.65

 

　　主電機轉速：3000rpm

 

　　機組額定總功率：288kW

 

　　機組冷卻方式：水冷卻機組

 

　　潤滑方式：壓力潤滑

 

　　本機組性能參數如下：

 

　　進氣壓力：－10kPa～10kPa；低于－5kPa報警；低于－10kPa聯鎖停機

 

　　進氣溫度：10℃～45℃

 

　　排氣壓力：≤0.8MPa；≥0.75MPa時報警；≥0.88MPa時聯鎖停機并關入口蝶閥。

 

　　排氣溫度：＜85℃；≥75℃是報警；＞85℃時聯鎖停機

 

　　軸功率：＜220kW

 

　　安全閥泄放壓力＝0.88MPa

 

　　潤滑油系統：

　　1、潤滑油壓力：機組允許啟動油壓≥0.4MPa；正常工作油壓0.5～0.90MPa；

 

　　≤0.4MPa報警并啟動輔助油泵；≤0.3MPa時聯鎖停機；油壓≥0.5MPa時停輔助油泵；濾網前后壓差≥0.1MPa是報警，應即時切換過濾器；

 

　　2、潤滑油溫度：正常油溫18℃～60℃；＜18℃報警，應手動啟動電加熱器；油溫≥27℃時自停加熱；油溫≥60℃時報警；

 

　　3、油位：正常油位40～80％；油位≤50％時報警；

 

　　水系統參數：

　　流量：20～25T/h   壓力：0.4MPa

 

　　氮氣參數：

　　流量：3m3/h        壓力：0.4MPa

 

　　主電機主要參數：

 

　　電壓：6000V        電流：31.5A

 

　　前后軸承溫度：

 

　　正常溫度：0～80℃；報警溫度：大于等于80℃；

 

　　各裝配間隙及安裝技術規范：

　

　　隨后又拆解數次，對各部尺寸和間隙復查，均無問題，但噪音和振動始終無法消除。

 

　　分析噪音與振動原因：

　　1、轉子排氣端面腐蝕嚴重，轉子動平衡破壞；

 

　　2、轉子排氣端面腐蝕造成端面間隙值有假；

 

　　3、轉子排氣端面腐蝕，所產生的凹凸坑點，相當于使排氣口偏移。

 

　　論證原因：

　　原因1：轉子排氣端面腐蝕嚴重，轉子動平衡破壞。對于本機組，轉速近3000轉，轉子對動平衡有嚴格要求，通常是（0.05—1.0）N.m。排氣端面的腐蝕坑點超出了要求，所以應當重新作動平衡。

 

　　原因2：轉子排氣端面腐蝕造成端面間隙值有假。轉子排氣端端面間隙要求在0.09mm～0.11mm。數值要求嚴格，但腐蝕造成的凹凸坑點深度有近2mm，在壓縮終了，凹凸坑里的存氣會沿著轉子泄漏三角形返回到入口端，產生噪音與振動。

 

　　原因3：轉子排氣端面腐蝕，所產生的凹凸坑點，相當于使排氣口偏移。而螺桿壓縮機吸排氣口的位置和形狀決定了內壓力比。運行工況和工藝流程中所要求的吸排氣壓力，決定了外壓力比。與一般活塞式壓縮機不同，螺桿壓縮機的內外壓力比可以不相等。在當排氣壓力大于內壓縮終了壓力的情況下，齒間容積與排氣孔口連通的瞬時，排氣孔口中的氣體將迅速倒流入齒間容積中，使其中的壓力從Pi突然升至Pd，然后再隨著齒間容積的不斷縮小，排出氣體。而排氣孔口的偏移導致改變了機組固有的內外壓力比，會產生強烈的周期性排氣噪音。

 

　　最后總結出轉子排氣端端面腐蝕是噪聲與振動的根源。但如何處理是個問題，沒有先行成功的經驗。近幾年1#2#機組已經換了兩套轉子。之后隨煉廠煉量擴展，車間增上了3#機。

 

　　2018年，3#機組的機封泄漏故障檢修，但在更換新機封時，發現轉子竄動量3.5mm，隨即轉入大修。

 

　　3#機組主要技術參數如下：

 

　　型號及型式：

 

　　WLVIT321/16550(11605) 螺桿壓縮機

 

　　FES編號：04495103—050

 

　　壓縮級數：單級

 

　　機組冷卻方式：強制油冷卻機組

 

　　潤滑方式：稀油壓力潤滑

 

　　瓦斯流量（入口狀態）：3600m3/h

 

　　螺桿陽轉子齒數：4

 

　　螺桿陰轉子齒數：6

 

　　壓縮機軸封：集成機械密封

 

　　機組載荷調節方式：滑閥調節（0%～100%）

 

　　功率：Horsepower  845（630kW）

 

　　電壓：Vottage ：6000V

 

　　轉速rpm：3000

 

　　頻率Frequency：50

　　正常運行的工藝參數：

 

　　介質：火炬氣介質分子量：26（平均）

 

　　瓦斯入口壓力：0.0～0.202MPa

 

　　（0.0～2.02bar表壓）

 

　　瓦斯入口溫度：≯45℃

 

　　瓦斯出口溫度：≤115℃

 

　　瓦斯出口設計壓力：1.24MPa（表壓）

 

　　3#機組是噴油式螺桿壓縮機，軸承采用滑動軸承，軸向止推是推力軸瓦，陰陽轉子無同步齒輪。當發現轉子可竄動3.5mm時，基本可判定推力瓦磨損非常嚴重了。為此決定大修。解體后發現，推力瓦架都已磨損，巴氏合金完全磨掉。轉子進氣端面有明顯磨損，但還顯平整。進氣端蓋磨出一個圓環，有3.5mm深。轉子排氣端面完好。進氣端蓋磨損見圖2。

　　最后更換了所有軸承及推力瓦，并且轉子做了動平衡，進氣端蓋的深槽未做處理。轉子排氣端面間隙為0.28mm，符合標準間隙0.25mm—0.30mm，轉子進氣端面間隙已達4.5mm，各項數值見下表：

 

　　壓縮機轉子各部間隙：

　　安裝后，開機一切正常，負荷可以從0—100%自由調整，壓力正常。這從實踐中證明了進氣端端面間隙對螺桿壓縮機機組影響甚小。這次檢修故障的消除為1#2#機當時的噪音振動故障提供了借鑒作用。

 

　　之前我們已經發現了1#2#機產生振動和噪音的原因：是轉子排氣端端面因腐蝕而產生的凹凸的坑點。如果把排氣端端面上車床修平，并車出密封齒，這樣排氣端面既消除了表面的坑點，又增加了密封齒，減少了排氣端面的內泄漏。通過對排氣端端面的重新定位，讓其間隙仍然保證在標準范圍內。相當于轉子在氣缸里的總竄量增大，但排氣端端面間隙保證了，那么就意味著進氣端端面間隙增大了，增大值即為排氣端端面在車床上的軸向切削值。即2.0mm。

 

　　通過3#機組已經看出，進氣端端面間隙對機組的影響很小。所以1#機進氣端增大的2.0mm應當可行，最終將1#機轉子排氣端面在車削后將轉子重新做動平衡，通過調整保證陰陽轉子排氣端端面間隙在標準范圍以內。這樣通過3#機組的故障檢修，找到了解決1#機噪音與振動的方法，并在實際中證明是可行的。

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