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離心式壓縮機(jī)工作原理與故障維修
閱讀:633 發(fā)布時(shí)間:2015-5-11
摘 要:離心式壓縮機(jī)的構(gòu)造和工作原理與離心式鼓風(fēng)機(jī)極為相似。但它的工作原理與活塞式壓縮機(jī)有根本的區(qū)別,它是依靠動(dòng)能的變化來(lái)提高汽體壓力。離心式壓縮機(jī)在煉油加工和輸送等生產(chǎn)過(guò)程中占有相當(dāng)重要的地位。本文從離心式壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、工作原理及故障處理等方面進(jìn)行了分析,以期實(shí)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行效益的zui大化。 關(guān)鍵詞:壓縮機(jī);工作原理;故障;維修 前 言 離心式制冷壓縮機(jī)的構(gòu)造和工作原理與離心式鼓風(fēng)機(jī)極為相似。但它的工作原理與活塞式壓縮機(jī)有根本的區(qū)別,它不是利用汽缸容積減小的方式來(lái)提高汽體的壓力,而是依靠動(dòng)能的變化來(lái)提高汽體壓力。離心式壓縮機(jī)具有帶葉片的工作輪,當(dāng)工作輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),葉片就帶動(dòng)汽體運(yùn)動(dòng)或者使汽體得到動(dòng)能,然后使部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化為壓力能從而提高汽體的壓力。1煉廠離心式壓縮機(jī)工作原理 1.1煉化裝置常用壓縮機(jī) 煉油廠常用壓縮機(jī)按工作原理結(jié)構(gòu),基本可分成透平式和容積式壓縮機(jī)兩大類(lèi)。透平式壓縮機(jī)有離心式和軸流式兩種,如催化裝置的主風(fēng)機(jī)采用的是軸流式的較多,而氣壓機(jī)均是離心式壓縮機(jī)。容積式壓縮機(jī)有往復(fù)式和回轉(zhuǎn)式,如螺桿式壓縮機(jī)。 1.2離心式壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 離心式壓縮機(jī)由轉(zhuǎn)子及定子兩大部分組成,轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)軸,固定在軸上的葉輪、軸套、平衡盤(pán)、推力盤(pán)及聯(lián)軸節(jié)等零部件。定子則有氣缸,定位于缸體上的各種隔板以及軸承等零部件在轉(zhuǎn)子與定子之間需要密封氣體,之處還設(shè)有密封元件。葉輪是離心式壓縮機(jī)中zui重要的一個(gè)部件,驅(qū)動(dòng)機(jī)的機(jī)械功即通過(guò)此高速回轉(zhuǎn)的葉輪對(duì)氣體作功而使氣體獲得能量,它是壓縮 機(jī)中*的作功部件,亦稱(chēng)工作輪。葉輪一般是由輪蓋、輪盤(pán)和葉片組成的閉式葉輪,也有沒(méi)有輪蓋的半開(kāi)式葉輪。主軸是起支持旋轉(zhuǎn)零件及傳遞扭矩作用的。根據(jù)其結(jié)構(gòu)形式有階梯軸及光軸兩種。平衡盤(pán),在多級(jí)離心式壓縮機(jī)中因每級(jí)葉輪兩側(cè)的氣體作用力大小不等,使轉(zhuǎn)子受到一個(gè)指向低壓端的合力,這個(gè)合力即稱(chēng)為軸向力。軸向力對(duì)于壓縮機(jī)的正常運(yùn)行是有 害的,容易引起止推軸承損壞,使轉(zhuǎn)子向一端竄動(dòng),導(dǎo)致動(dòng)件偏移與固定元件之間失去正確的相對(duì)位置,情況嚴(yán)重時(shí),轉(zhuǎn)子可能與固定部件碰撞造成事故。平衡盤(pán)是利用兩邊氣體壓力差來(lái)平衡軸向力的零件,它的一側(cè)壓力是末級(jí)葉輪盤(pán)側(cè)間隙中的壓力,另一側(cè)通向大氣或進(jìn)氣管,通常平衡盤(pán)只平衡一部分軸向力,剩余軸向力由止推軸承承受,在平衡盤(pán)的外緣需安裝氣封,用來(lái)防止氣體漏出,保持兩側(cè)的差壓。軸向力的平衡也可以通過(guò)葉輪的兩面進(jìn)氣和葉輪反向安裝來(lái)平衡。推力盤(pán),由于平衡盤(pán)只平衡部分軸向力,其余軸向力通過(guò)推力盤(pán)傳給止推軸承上的止推塊構(gòu)成力的平衡,推力盤(pán)與推力塊的接觸表面應(yīng)做得很光滑,在兩者的間隙內(nèi)要充滿 合適的潤(rùn)滑油,在正常操作下推力塊不致磨損,在離心壓縮機(jī)起動(dòng)時(shí),轉(zhuǎn)子會(huì)向另一端竄動(dòng),為保證轉(zhuǎn)子應(yīng)有的正常位置,轉(zhuǎn)子需要兩面止推定位,其原因是壓縮機(jī)起動(dòng)時(shí),各級(jí)的氣體還未建立,平衡盤(pán)二側(cè)的壓差還不存在,只要?dú)怏w流動(dòng),轉(zhuǎn)子便會(huì)沿著與正常軸向力相反的方向竄動(dòng),因此要求轉(zhuǎn)子雙面止推,以防止造成事故。聯(lián)軸器,由于離心壓縮機(jī)具有高速回轉(zhuǎn)、大功率以及運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)難免有一定振動(dòng)的特點(diǎn),所用的聯(lián)軸器既要能夠傳遞大扭矩,又要允許徑向及軸向有少許位移,聯(lián)軸器分齒型聯(lián)軸器和膜片聯(lián)軸器,目前常用的都是膜片式聯(lián)軸器,該聯(lián)軸器不需要潤(rùn)滑劑,制造容易。 1.3煉廠離心壓縮機(jī)的工作原理 汽輪機(jī)或電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)壓縮機(jī)主軸葉輪轉(zhuǎn)動(dòng),在離心力作用下,氣體被甩到工作輪后面的擴(kuò)壓器中去。而在工作輪中間形成稀薄地帶,前面的氣體從工作輪中間的進(jìn)汽部份進(jìn)入葉輪,由于工作輪不斷旋轉(zhuǎn),氣體能連續(xù)不斷地被甩出去,從而保持了氣壓機(jī)中氣體的連續(xù)流動(dòng)。氣體因離心作用增加了壓力可以很大速度離開(kāi)工作輪,氣體經(jīng)擴(kuò)壓器逐漸降低了速度,動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓能,進(jìn)一步增加了壓力。如果一個(gè)工作葉輪得到的壓力還不夠,可通過(guò)使多級(jí)葉輪串聯(lián)起來(lái)工作的辦法來(lái)達(dá)到對(duì)出口壓力的要求。級(jí)間的串聯(lián)通過(guò)彎通、回流器來(lái)實(shí)現(xiàn)。 2離心式壓縮機(jī)故障診斷處理 2.1壓縮機(jī)喘振 當(dāng)壓縮機(jī)發(fā)生喘振時(shí),排出壓力大幅度脈動(dòng),氣體忽進(jìn)忽出,出現(xiàn)周期性的吼聲以及機(jī)器的強(qiáng)烈振動(dòng)。如不及時(shí)采取措施加以解決,壓縮機(jī)的軸承及密封必將首先遭到破壞,嚴(yán)重時(shí)甚至發(fā)生轉(zhuǎn)子與固定元件相互碰擦,造成惡性事故。出現(xiàn)喘振的原因是壓縮機(jī)的流量過(guò)小,小于壓縮機(jī)的zui小流量,管網(wǎng)的壓力高于壓縮機(jī)所提供的排壓,造成氣體倒流,產(chǎn)生大幅度的氣流脈動(dòng)。如壓縮機(jī)原來(lái)進(jìn)氣溫度為20℃,因生產(chǎn)中冷卻器出了故障,使來(lái)氣溫度劇增到60℃,這時(shí),壓縮機(jī)會(huì)突然出現(xiàn)喘振,其原因就是因?yàn)檫M(jìn)氣溫度升高,使壓縮機(jī)的性能曲線下移,而管網(wǎng)性能曲線未變,壓縮機(jī)的工作點(diǎn)落在喘振限上就會(huì)出現(xiàn)喘振;壓縮機(jī)進(jìn)氣管被異物堵塞、生產(chǎn)中高壓蒸汽供應(yīng)不足、氣體分子量改變等都會(huì)使壓縮機(jī)出現(xiàn)喘振,應(yīng)查明故障原因及時(shí)加以處理。如壓縮機(jī)出口阻塞或出口止逆閥卡塞應(yīng)設(shè)法降低出口壓力;壓縮機(jī)進(jìn)口流量小應(yīng)增大進(jìn)口流量;氫氮比失調(diào),氫氣含量高應(yīng)調(diào)節(jié)氫氮比等。 2.2壓縮機(jī)空氣壓力不足 在電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn),壓縮機(jī)向儲(chǔ)氣罐充氣的情況下,氣壓表指示氣壓達(dá)不到起步壓力值。主要原因有:氣壓表失靈;空壓機(jī)與電機(jī)之間的傳動(dòng)皮帶過(guò)松打滑或空壓機(jī)到儲(chǔ)氣罐之間的管路破裂或接頭漏氣;油水分離器、管路或空氣濾清器沉積物過(guò)多而堵塞;壓縮機(jī)排氣閥片密封不嚴(yán),彈簧過(guò)軟或折斷,壓縮機(jī)缸蓋螺栓松動(dòng)、砂眼和氣缸蓋襯墊沖壞而漏氣;壓縮機(jī)缸套與活塞及活塞環(huán)磨損過(guò)甚而漏氣等。壓縮機(jī)與電機(jī)之間的傳動(dòng)皮帶過(guò)松打滑或接頭漏氣等,如果上述試驗(yàn)無(wú)放氣聲或放氣聲很小,就檢查壓縮機(jī)皮帶是否過(guò)松,從壓縮機(jī)到儲(chǔ)氣罐、到控制閥進(jìn)氣管、接頭是否有松動(dòng)、破裂或漏氣處。如果壓縮機(jī)不向儲(chǔ)氣罐充氣,要檢查油水分離器和空氣濾清器及管路內(nèi)是否污物過(guò)多而堵塞,如果是堵塞,應(yīng)清除污物。檢查壓縮機(jī)的排氣閥是否漏氣,彈簧是否過(guò)軟或折斷,氣缸蓋有無(wú)砂眼、襯墊是否損壞,根據(jù)所查找的故障更換或修復(fù)損壞零件。檢查壓縮機(jī)缸套、活塞環(huán)是否過(guò)度磨損。檢查并調(diào)整卸荷閥的安裝方向與標(biāo)注箭頭方向是否一致。 3壓縮機(jī)主軸抱死及軸瓦或連桿瓦松曠 傳動(dòng)的軸瓦或連桿瓦異常松曠。分析故障原因:一是潤(rùn)滑油變質(zhì)或雜質(zhì)過(guò)多,供油不足或無(wú)供油。二是軸瓦移位使壓縮機(jī)內(nèi)部油路阻斷,軸瓦與連桿瓦拉傷或配合間隙過(guò)小。排除方法:檢查潤(rùn)滑油的油質(zhì)及雜質(zhì)含量,與使用標(biāo)準(zhǔn)比較,超標(biāo)時(shí)應(yīng)立即更換;檢查空壓機(jī)潤(rùn)滑油進(jìn)油壓力、機(jī)油管路是否破損、堵塞,壓力不足應(yīng)立即調(diào)整、清理或更換失效管路;檢查軸瓦安裝位置,軸瓦油孔與箱體油孔必須對(duì)齊;檢查軸瓦或連桿瓦是否燒損或拉傷,清理更換瓦片時(shí)檢查曲軸徑是否損傷或磨損,超標(biāo)時(shí)應(yīng)更換;檢查并調(diào)整軸瓦間隙。 4 主機(jī)轉(zhuǎn)子軸向竄 拆除止推盤(pán)前后止推軸承,用百分表測(cè)量轉(zhuǎn)子軸向的端面,向前后2個(gè)方向軸向移動(dòng),直至轉(zhuǎn)子內(nèi)部件接觸機(jī)殼部件位置。測(cè)量轉(zhuǎn)子總竄量S,其值應(yīng)等于轉(zhuǎn)子與定子間左右兩側(cè)竄量之和。裝上止推軸承工作側(cè)瓦塊,測(cè)量轉(zhuǎn)子自工作側(cè)向排氣端的竄量S1,轉(zhuǎn)子自工作位置向前竄量S2=S- S1,通過(guò)3個(gè)數(shù)據(jù)確定轉(zhuǎn)子定心。比較S1、S2,必要時(shí)調(diào)整止推軸承觸墊片。應(yīng)旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子進(jìn)行多次測(cè)量。 5 結(jié)束語(yǔ) 現(xiàn)代生產(chǎn)裝置向著大型化、高速化、自動(dòng)化和連續(xù)化發(fā)展,如果出現(xiàn)停機(jī)故障將導(dǎo)致全廠停產(chǎn),其損失是十分巨大的。只有在工作實(shí)踐中不斷探討,正確掌握壓縮機(jī)的工作原理、結(jié)構(gòu),不斷分析壓縮機(jī)故障產(chǎn)生的原因,才能及時(shí)處理壓縮機(jī)發(fā)生的各種故障,提高機(jī)組檢修質(zhì)量,確保煉化裝置的安全運(yùn)行。