九陽化工冰機(jī)能量調(diào)節(jié)故障及處理

郜洪勇

（杭州杭氧股份有限公司投資技術(shù)部，浙江杭州310014）

九陽化工冰機(jī)能量調(diào)節(jié)故障及處理

郜洪勇

（杭州杭氧股份有限公司投資技術(shù)部，浙江杭州310014）

檢修發(fā)現(xiàn)冰機(jī)的不足及隱患，并進(jìn)行了改造，從而避免了事故的擴(kuò)大并保證了系統(tǒng)裝置的連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)。

冰機(jī)；能量調(diào)節(jié)系統(tǒng)；能量滑閥；油活塞

1 設(shè)備情況簡介

河南煤化20萬t/a二氧化碳裝置冰機(jī)設(shè)備是由大連冷凍機(jī)股份有限公司成套供貨，其中主設(shè)備為兩臺VLGA234D型螺桿式制冷壓縮機(jī)，編號為1#及2#冰機(jī)，其制冷量1200kW，電機(jī)功率280kW，轉(zhuǎn)速2985r/min，2007年投產(chǎn)以來一直運(yùn)轉(zhuǎn)正常。

VLGA234D螺桿式制冷壓縮機(jī)的組成包括：螺桿式制冷壓縮機(jī)主機(jī)、軸聯(lián)接器、電機(jī)、氣路循環(huán)系統(tǒng)、油路循環(huán)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。其中，氣路循環(huán)系統(tǒng)包括：吸氣止回閥、吸氣濾清器、排氣閥門等；油路系統(tǒng)包括：高效油水分離器、潤滑油冷凝器、油過濾器、潤滑油油泵、油精過濾器、回油過濾器等；控制系統(tǒng)包括：啟動柜、控制臺。該制冷壓縮機(jī)為全開啟式雙螺桿壓縮機(jī)，在陰陽轉(zhuǎn)子的下部，裝有一個由油缸內(nèi)油密封活塞驅(qū)動的以能量調(diào)節(jié)為目標(biāo)的能量滑閥，由電動或手動換向閥控制，可以在15%～100%范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)能量的調(diào)節(jié)，并能保證壓縮機(jī)處于較低功率啟動，以達(dá)到最小的啟動扭矩，滑閥的工作位置可通過能量傳感機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)化為能量百分?jǐn)?shù)，顯示在機(jī)組的控制盤上。

2 故障經(jīng)過簡述

某日操作人員突然發(fā)現(xiàn)1#冰機(jī)能量加減載失靈，冰機(jī)負(fù)荷無法根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行負(fù)荷進(jìn)行調(diào)整，機(jī)組前壓力瞬間升至2．5MPa，系統(tǒng)運(yùn)行受到嚴(yán)重威脅，隨即倒2#冰機(jī)運(yùn)行，同時處理1#冰機(jī)。

3 故障的情況分析及拆檢

3.1 分析事故原因

研究判斷油分離器、油冷卻器過濾網(wǎng)及氨冷進(jìn)氣口過濾網(wǎng)堵塞，導(dǎo)致超壓，經(jīng)拆檢各過濾器發(fā)現(xiàn)無明顯堵塞現(xiàn)象。分析懷疑各冷卻及分離部件有堵塞現(xiàn)象。對冰機(jī)整體機(jī)組進(jìn)行逐步拆檢排查，先后對油分離器、油冷卻器、蒸發(fā)式冷凝器等附屬設(shè)備進(jìn)行拆檢，均未發(fā)現(xiàn)明顯問題，同時對已拆檢設(shè)備進(jìn)行清洗，回裝后重新開車，仍然出現(xiàn)了冰機(jī)能量無法加減、超壓的現(xiàn)象，說明故障原因在主機(jī)。主機(jī)出現(xiàn)這樣不能運(yùn)行的故障只有兩個方面：一是因?yàn)殛庩栟D(zhuǎn)子之間配合間隙較小，只有0．02mm～0．06mm，如落入異物或磨損過度會造成轉(zhuǎn)子配合不當(dāng)；二是能量調(diào)節(jié)系統(tǒng)出現(xiàn)較大問題，造成能量無法調(diào)節(jié)。經(jīng)過充分分析論證后，對主機(jī)進(jìn)行拆檢。

3.2 拆卸

（1）從壓縮機(jī)組上拆下聯(lián)軸器及其防護(hù)罩、吸氣止回閥、排氣管路、油管路、地腳螺栓后，將壓縮機(jī)運(yùn)至干凈整潔的維修場地；

（2）擰下油缸體下放油帽兩端的旋塞，放出油；

（3）拆下吸氣端蓋，取出平衡活塞套、平衡活塞及密封蓋；

（4）拆下陰陽轉(zhuǎn)子上的軸用彈性擋圈；

（5）拆下吸氣擋圈上的螺釘及銷釘后，拆下吸氣端座；

（6）拆卸下軸封蓋，取出定位彈簧及軸封底座、軸封靜動環(huán)組及軸封驅(qū)動套；

（7）拆下陰轉(zhuǎn)子上的螺釘，取下軸承壓板；

（8）將陽轉(zhuǎn)子從吸氣端壓出，使兩角接觸球軸承與轉(zhuǎn)子脫離，取出角接觸軸承及內(nèi)外調(diào)整圈，特別注意做好裝配記號；

（9）將陰陽轉(zhuǎn)子及能量滑閥從機(jī)體中取出；

（10）取出排氣端座上的定位銷后，拆下排氣端座。

3.3 檢查

（1）墊片及O型圈損壞必需更換新件；

（2）角接觸球軸承及圓柱滾子軸承如果磨損嚴(yán)重或損壞，必需更換新件；

（3）軸封的動換及靜環(huán)密封面有劃痕、拉毛時，應(yīng)重新研磨，如出現(xiàn)裂紋、破損時應(yīng)予以更換；

（4）將壓縮機(jī)體兩端密封面，吸氣端、排氣端大平面上原有的密封材料清除干凈；

（5）檢查吸氣過濾網(wǎng)，如有破損，應(yīng)予更換。

3.4 裝配

裝配前對每個零部件進(jìn)行檢測檢驗(yàn)，并對各零部件進(jìn)行維修及更換，裝配時一定要按照拆卸機(jī)組時所標(biāo)記下的各裝配零部件位置記號，絕不可將零部件及位置弄錯。過程如下：

（1）把所有零部件清洗干凈，并用干燥的壓縮空氣吹干；

（2）如圓柱滾子需要更換，先將各軸承外圈裝入吸、排氣端軸承孔內(nèi)，內(nèi)圈經(jīng)熱源（油浴或感應(yīng)加熱）加熱后，裝在轉(zhuǎn)子軸頸的相應(yīng)位置，裝配時要注意軸承的配對；

（3）在機(jī)體內(nèi)孔涂與正常開車時相同牌號的冷凍油，然后裝入陽轉(zhuǎn)子及陰轉(zhuǎn)子（必須等軸承內(nèi)圈完全冷卻后），其中后裝入的轉(zhuǎn)子需慢慢旋入，不可強(qiáng)制向機(jī)體內(nèi)壓入；

（4）向機(jī)體內(nèi)裝入能量滑閥（事先將滑閥導(dǎo)桿通過銷、止動墊片及圓螺母固定在能量調(diào)節(jié)滑閥上）；

（5）在機(jī)體兩端面靠外的密封槽內(nèi)各圖上一層密封膠（涂密封膠時注意涂抹均勻，且不要太厚），然后將吸排氣端座各自安裝在吸、排氣端，安裝定位銷后，用專用螺栓固定；

（6）放入陰陽轉(zhuǎn)子的內(nèi)外調(diào)整墊圈；

（7）將角接觸球軸承通過油浴或感應(yīng)加熱的方式加熱到比環(huán)境溫度高30℃，然后采用面對面方式分別裝入轉(zhuǎn)子上（裝軸承之前應(yīng)在軸上涂油）；

（8）在吸氣端陽轉(zhuǎn)子軸端安一塊千分表，然后裝上不帶0型圈的軸承座、碟形彈簧及軸承壓蓋，并擰緊壓蓋，記下千分表的讀數(shù)；

（9）在吸氣端陰轉(zhuǎn)子軸端安一塊千分表，然后裝上不帶0型圈的軸承座、碟形彈簧及軸承壓蓋，并擰緊壓蓋，記下千分表的讀數(shù)；

（10）將記錄的讀數(shù)與所要求的間隙對比，如不合適，拆下角接觸球軸承，調(diào)整內(nèi)外調(diào)整圈的厚度，如果讀數(shù)偏大，磨內(nèi)調(diào)整圈，如果讀數(shù)偏小，磨調(diào)整外圈，然后重新調(diào)整，直到端面間隙合適為止；

（11）回裝油缸蓋、機(jī)器大蓋及各連接件；

（12）裝好后應(yīng)按實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)方向輕輕盤動主動轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)動應(yīng)靈活；

（13）將回裝好的壓縮機(jī)調(diào)入機(jī)組，并與電機(jī)找正。

拆檢完畢，經(jīng)檢查冰機(jī)陰陽轉(zhuǎn)子配合間隙正常為0．04mm，表面光潔無異物，手動盤車順暢，無明顯故障。后拆檢能量調(diào)節(jié)系統(tǒng)，先后檢查儀控系統(tǒng)、指示系統(tǒng)、能量滑閥、連接桿、調(diào)節(jié)油缸、調(diào)節(jié)油活塞等。

4 事故原因分析

全面檢查后發(fā)現(xiàn)能量調(diào)節(jié)動力系統(tǒng)—油活塞兩道O型密封圈及四氟圈保護(hù)圈全部脫落。

冰機(jī)能量調(diào)節(jié)原理如圖1所示。

圖1 冰機(jī)能量負(fù)荷調(diào)節(jié)原理示意圖

能量調(diào)節(jié)執(zhí)行機(jī)構(gòu)由四通換向閥、能量滑閥、油活塞、油缸及油路系統(tǒng)組成，增載時由油過濾器來的高壓油經(jīng)四通換向閥后從SC-1孔進(jìn)入油缸一側(cè)，產(chǎn)生的油壓推動油活塞向右側(cè)運(yùn)動，油活塞通過連桿帶動能量滑閥同時向右運(yùn)動，當(dāng)能量滑閥運(yùn)行至最右側(cè)時，控制儀表盤上能量顯示為100%，此時工作室有效長度為轉(zhuǎn)子全長。當(dāng)減載時，由油過濾器來的高壓油經(jīng)四通換向閥后從SC-2孔進(jìn)入油缸另一側(cè)，產(chǎn)生的油壓推動油活塞向左側(cè)運(yùn)動，油活塞通過連桿帶動能量滑閥同時向左側(cè)運(yùn)動，活塞到達(dá)最左端時，能量滑閥運(yùn)行至左止點(diǎn)，此時設(shè)備能量最小，為全負(fù)荷的10%。從而達(dá)到螺桿式制冷壓縮機(jī)能量從10%～100%調(diào)節(jié)的目的。油活塞結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。

圖2 油活塞結(jié)構(gòu)示意圖

油活塞的活塞體上有兩道O型密封圈起密封調(diào)節(jié)油的作用，兩道O型密封圈外各有一道四氟圈保護(hù)密封圈在運(yùn)動過程中免受磨損。

從拆檢結(jié)果得出，造成事故的主要原因?yàn)橛突钊蟽傻繭型密封圈及四氟圈均脫落，由于無法密封油缸缸體內(nèi)調(diào)節(jié)油壓，從而活塞一側(cè)的高壓端液壓油向另一端泄露，導(dǎo)致兩端油壓平衡，無法產(chǎn)生對活塞的推力，同時脫落的O型密封圈及四氟圈將活塞卡死，造成活塞無法動作，無法帶動能量滑閥同時運(yùn)動，造成能量無法加減（見圖3）。

圖3 油活塞上兩道O型密封圈及四氟圈均脫落

由此可見，造成冰機(jī)能量調(diào)節(jié)故障的原因，是因?yàn)橛突钊蟽傻繭型密封圈及四氟圈均脫落，無法密封油缸缸體內(nèi)調(diào)節(jié)油壓。在初期的時候泄露比較小，無異?，F(xiàn)象體現(xiàn)。發(fā)現(xiàn)問題后在處理過程中未考慮到是因?yàn)橛突钊腛型圈損壞造成能量調(diào)節(jié)無法進(jìn)行，因而延誤了故障判斷及處理時間。

當(dāng)活塞運(yùn)動時，四氟圈對O型密封圈起到保護(hù)防止其磨損的作用，但由于空間原因四氟圈只能制作的比較薄，在實(shí)際使用中不但起不到保護(hù)作用，反而會由于來回運(yùn)動引起變形脫落而卡死，進(jìn)而引起O型密封圈的脫落，造成能量調(diào)節(jié)系統(tǒng)失靈。

5 改造處理方案

經(jīng)分析論證，由于四氟圈無法起到保護(hù)作用，所以將其取消，同時將O型密封圈自身直徑加大，這樣做有兩個優(yōu)點(diǎn)，一是其密封效果更好；二是其強(qiáng)度增加不再容易受損。如此改動需要將活塞本體O型圈密封槽根據(jù)改進(jìn)后的O型密封圈加寬加深。O型圈槽示意圖如圖4所示，其改造前后的尺寸見表1。

圖4 O型圈槽示意圖

表1 冰機(jī)油活塞封圈改造前后尺寸

O型圈選型根據(jù)倉庫現(xiàn)有的型號確定，這樣可以快速進(jìn)行檢修改造，也可以節(jié)約成本。經(jīng)過以上處理后，對設(shè)備進(jìn)行回裝試車，試車中能量加減自如，一切正常。在合適時機(jī)停2#冰機(jī)倒1#冰機(jī)運(yùn)行，隨即對2#冰機(jī)也按1#冰機(jī)進(jìn)行了改造，兩部設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)至今沒有再出現(xiàn)因能量調(diào)節(jié)引起的事故。

6 結(jié)語

對于動設(shè)備來說，運(yùn)轉(zhuǎn)安全性是生產(chǎn)及設(shè)計首先要解決的問題，尤其是制造環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制?；み\(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備往往轉(zhuǎn)速及壓力均高且連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，所以平時在設(shè)備處理時對一些暫時未找到原因的故障更要加以重視，開拓思路，力求盡快找到原因快速處理或改造。此外，要加強(qiáng)平時的機(jī)會檢修，利用系統(tǒng)檢修或短停的時機(jī)對平時不太發(fā)生故障的部件進(jìn)行檢查，以避免小故障引起大事故。

Energy regulation m alfunction of Jiuyang Chem ical's icemachines and disposalmethod

GAO Hong-yong
(Hangzhou Hangyang Co.,Ltd.,Hangzhou 310014,China)

Some shortages and hidden dangers of the icemachineswere found by inspection,and the revamp wasmade to avoid the expanding of the accidentand ensure the continuous stable operation of the systems.

icemachine;energy regulation system;energy slide valve;oil piston

TQ05；TQ028

B

1001-9219(2015）02-55-03

2014-10-26；作者簡介：郜洪勇（1973-），男，工程師，電話18857116949，電郵13849268706@163．com。