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11#型離心空壓機聯軸器故障的分析

發布者:鑫程機械  發布日期:2017-07-05

11#型離心空壓機聯軸器故障的分析及處理

新冶鋼動力廠 10000 m 3 /h 制氧機組配套的原料空氣壓縮機為 4TYD112 型離心空壓機,該機型屬單軸等溫型原料空氣壓縮機,采用四級壓縮(三次中間冷卻(增速機傳動的方式,低壓級在外側,高壓級在中間,每級均為中間進氣,一級進口設置了軸向型進口導葉,由電動執行機構控制,每級的進出口管道均帶有膨脹節,止推軸承采用均壓止推軸承,徑向軸承采用可傾瓦, 機組的兩個聯軸器均采用沈陽申克產的膜片式聯軸器&機組主要參數) 吸入流量 B=53 000 m 3 /h *標態),排出壓力 "=0.615 MPa * A ),轉速 =2989/7341 r/min &機組的布置方式)主機布置在二樓的 5 m 層, 3臺中間冷卻器在一樓 0 m 層呈平行布置,一級在中間,二(三級在兩邊,設計要求級間管道不帶支撐,但在施工與安裝過程中因實際場地原因,二(三級冷卻器不得不各自向外平移 1 200 mm , 且有半邊基礎落在進排水溝上,對基礎進行了加固處理,因冷卻器的移位致使二(三級及四級進氣管道均有所加長,考慮到重量因素,為此,對這幾趟加長的管道采用了鋼支撐& 潤滑油站也布置在一樓 0 m 層 故障現象自 2003 年 11 月投產之后連續運行至 2005 年2 月發現軸位移有增大的趨勢, 并伴隨振動值的加大,回油窺視孔處有銀色物質顯現, 1 # 聯軸器處發出不正常響聲,而且機組自 2004年 10 月開始,只有在導葉開度達到 90% 以上時,產氣量才能達到設計要求& 停車檢查 1 # 聯軸器發現壓縮機端膜片已扭曲并破損, 3 根連接螺絲已切斷,其余 9 根螺絲均有不同程度的損傷,而靠增速機端則完好無損,止推軸承和徑向軸承均完好, 壓縮機與增速機的同度和張口值均發生較大的變化并超標, 壓縮機高出增速機0.90 mm ,重新換同型號的聯軸器并調整同心度和張口值到規定值& 開車至 2005 年 5 月,軸位移和振動值又出現了類似情況, 5 月 8 日停車檢查發現1 # 聯軸器出現了同樣的損傷情況, 只是程度沒有次嚴重, 打表檢查發現壓縮機又高出增速機 0.50mm ,此次仍舊換 1 # 聯軸器,并在端各增加了一片膜片,調整了同心度到規定值& 此后運行至2005 9月又出現了同樣現象,只是聯軸器還沒有破損, 其他各部分及參數均無異常。

3 原因分析

2005年9月23日適逢煉鋼檢修停產之際,對 機組進行停車檢查,并測得相關參數,經查:進口導葉右上角有一片(即 1/10 片)有問題,手搖執行機構無動作,此片連接螺絲松脫,壓縮機端膜片出現了扭曲,壓縮機又高出增速機0.27 mm,左右偏差也大, 且機組前后導向塊的單邊間隙過大,達到 0.50 mm, 仔細觀察檢查各部位發現,二、三級級間管道膨脹節 的波紋幾乎擠壓在一起,且擠壓程度不均勻,壓縮機前端兩個原本有 0.05 mm 間隙的螺絲全部變為處在受緊狀態,當松動這兩個螺絲時,聽到機組發出一聲"嘣"響,機組其余部分未見任何異常。

通過對以上現象分析認為,影響 1# 聯軸器頻繁 出現故障的主要因素可能有:

(1)聯軸器的安裝尺寸不合標準,對此,在機組 冷態下將壓縮機和增速機的轉子各自推向外側,測 得安裝尺寸符合設計要求,排除此因素的影響。

(2)聯軸器本身選型有問題,但是通過次連 續運行 13 個月的情況來看,這種可能性不大,并重 新對其進行了計算,證明聯軸器的選配沒有問題。

(3) 氣封間隙的擴大以及進氣流線的改變增加 了機組軸向力,但是氣封完好,測量其間隙均符合要 求, 進口葉片有一片不動改變了氣體進口流動型線從而一定程度影響了軸向力, 但這不是影響聯軸器損壞的主要因素。

(4) 壓縮機與增速機在運行中逐漸不同心是引 起聯軸器故障的主要原因, 而導致壓縮機與增速機 同心度反復變化的根本原因便是級間管道及其剛性支撐的影響。分析認為,機組與其管道沒有處在自然 的對接狀態,機組與其管道互相發出應力,使得彼此 "憋住"。 機組運行時其各部分及管道均處在受熱膨 脹狀況下,其熱應力的存在,使得"憋住"的狀況為 嚴重,加上管道采用的是剛性支撐,使得管道熱膨脹 只能朝上,不能朝下,從而限制了管道膨脹節的補償 能力,這可以從二、三級級間管道膨脹節波紋擠壓在 一起的現象得到證明, 當管道熱膨脹量超過了管道 膨脹節的補償能力時, 便有一個向上的頂力傳遞給了壓縮機,引起壓縮機不斷地升高,從而導致壓縮機 與增速機的同心度得不到保證, 當壓縮機高速運轉 時,勢必有一個額外的扭轉力矩長期傳遞給了 1# 聯軸器,當 1# 聯軸器的疲勞強度達到極限時,聯軸器薄弱的地方--壓縮機端的膜片便先遭到破壞


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