6000m3/h空壓機(jī)軸振值偏高的診斷及處理措施

屈聯(lián)西，孫素霞

（河南豫光金鉛股份有限公司制氧廠，河南 濟(jì)源 454650）

河南豫光金鉛股份有限公司制氧廠（以下簡(jiǎn)稱：豫光金鉛制氧廠）2005年2月投產(chǎn)的KDONAr-6000/2000/180型空分設(shè)備，采用全低壓常溫分子篩吸附凈化、增壓透平膨脹機(jī)制冷、全精餾無氫制氬和氧、氮外壓縮流程，配套沈鼓集團(tuán)生產(chǎn)的DH63-32型離心空壓機(jī)。2014年底至2015年，空壓機(jī)正常運(yùn)行一段時(shí)間后，就會(huì)出現(xiàn)一、二級(jí)振動(dòng)值偏高的故障，不得不停機(jī)檢查處理，嚴(yán)重影響了公司的正常生產(chǎn)秩序。為此曾采取了許多措施，如：轉(zhuǎn)子做動(dòng)平衡、更換自潔式過濾器濾筒、用砂紙多次打磨葉輪等，可仍未解決振動(dòng)值偏高的故障，最后將空壓機(jī)吸氣管和自潔式過濾器內(nèi)部除銹刷漆后，解決了軸振動(dòng)值逐漸升高的問題?，F(xiàn)將空壓機(jī)軸振動(dòng)值逐漸升高的現(xiàn)象以及分析、處理過程作一介紹，供參考。

1 DH63-32型空壓機(jī)簡(jiǎn)介

空壓機(jī)采用單進(jìn)氣、雙軸、齒輪組裝式、4級(jí)等溫壓縮，其主要結(jié)構(gòu)包括帶齒輪增速裝置的壓縮機(jī)本體、級(jí)間冷卻器和潤滑油系統(tǒng)3部分。

壓縮機(jī)本體由箱體、蝸殼、大齒輪及帶葉輪的2個(gè)從動(dòng)小齒輪等部件組成，4個(gè)葉輪分別裝在低速（9612r/min）和高速（11470 r/min）小齒輪軸的兩外伸端，與各自裝在箱體側(cè)面的蝸殼構(gòu)成各級(jí)流道。壓縮機(jī)通過大齒輪端的齒式聯(lián)軸器與電機(jī)相連。為了冷卻各級(jí)壓縮后的氣體，在本體下部裝有3個(gè)級(jí)間冷卻器，通過圓形管道與機(jī)體上各級(jí)蝸殼相連接?？諌簷C(jī)的滑動(dòng)軸承及齒輪采用強(qiáng)制供油。

空壓機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)：進(jìn)口流量533.3Nm3/min，進(jìn)口壓力0.097Mpa（A），進(jìn)口溫度32℃，出口壓力0.61 Mpa（A），主軸轉(zhuǎn)速9612／11470 r/min，電動(dòng)機(jī)功率3200KW，空氣相對(duì)濕度80%。

2 故障現(xiàn)象及處理

2014年11月28日，因空壓機(jī)一、二級(jí)軸振上漲而停機(jī)檢修，這時(shí)空壓機(jī)距上次大修已經(jīng)連續(xù)運(yùn)行一年半時(shí)間。空壓機(jī)拆開后發(fā)現(xiàn)一級(jí)葉輪上有許多鐵銹和進(jìn)口導(dǎo)葉的密封圈，二級(jí)葉輪上有許多水垢，于是，葉輪拉到廠家做葉輪流道清洗、動(dòng)平衡校驗(yàn)。

2014年12月2日，空壓機(jī)啟動(dòng)后各級(jí)振動(dòng)值正常，12月下旬開始，空壓機(jī)一、二級(jí)軸振出現(xiàn)逐漸上升，這期間空壓機(jī)油溫一直控制在36℃～38℃，中間冷卻器排水正常，軸溫及其它參數(shù)都正常。2015年1月4日，不得不利用后序短時(shí)停氣期間停機(jī)檢修?？諌簷C(jī)軸振值前后對(duì)照見表1：

因后序停氣時(shí)間短，領(lǐng)導(dǎo)討論后決定將空壓機(jī)一級(jí)蝸殼吊開、二級(jí)只打開進(jìn)氣管檢查，拆開后，發(fā)現(xiàn)一級(jí)葉輪上有積灰，自潔式過濾器到導(dǎo)葉前的碳鋼管內(nèi)有水銹，當(dāng)時(shí)僅對(duì)葉輪做了清灰處理。1月5日空壓機(jī)啟動(dòng)后運(yùn)行正常。

2015年2月19日，空壓機(jī)一、二級(jí)軸振又有逐漸升高的趨勢(shì)，3月16日，空壓機(jī)自潔式過濾器外圍無紡棉堵塞嚴(yán)重，阻力高達(dá)1000pa，于是，將空壓機(jī)自潔式過濾器的電源和反吹氣源關(guān)閉，接通自來水管，進(jìn)入自潔式過濾器內(nèi)部，由里向外沖洗無紡棉，沖洗后，阻力降到320pa。3月17日開始一、二級(jí)軸振每天以2 um 的速度上漲，3月20日上漲較快，當(dāng)天上漲幅度達(dá)3um，空壓機(jī)其余各參數(shù)正常，3月21日停機(jī)處理?？諌簷C(jī)各軸振值前后對(duì)照見表2，表3：

空壓機(jī)停機(jī)后，拆開一、二級(jí)發(fā)現(xiàn)葉輪外緣有積灰，機(jī)修工用砂紙打磨葉輪，用濕布清理打磨掉的灰，清灰結(jié)束并將空壓機(jī)安裝好后，當(dāng)天下午開車，空壓機(jī)各振動(dòng)值顯示正常。

2015年4月17日，利用后序直煉廠大修期間，空壓機(jī)停機(jī)檢修，將一、二級(jí)葉輪徹底清灰，并更換自潔式過濾器的過濾筒。4月19日空壓機(jī)開車后，各振動(dòng)值顯示正常。

2015年5月22日，空壓機(jī)一、二級(jí)軸振又開始逐漸上漲，6月23日，因天氣下雨，空氣濕度大，空壓機(jī)軸振開始快速上漲，一個(gè)半小時(shí)漲了6 um，趕緊將自潔式過濾器外圍的無紡棉取下2片，一、二級(jí)軸振稍降后又開始升高，當(dāng)天晚上20：30分被迫停機(jī)處理。下面為空壓機(jī)開車后到停機(jī)時(shí)的各軸振值：

停機(jī)后，拆開一、二級(jí)發(fā)現(xiàn)葉輪上又有積灰，照上述方法重新對(duì)葉輪進(jìn)行清灰，當(dāng)天夜里開車后空壓機(jī)運(yùn)行正常。

2015年7月22日，空壓機(jī)一、二級(jí)軸振又開始漸升，8月4日，利用直煉廠檢修期間，將空壓機(jī)停下檢查。

3 原因分析

半年來的情況觀察分析，空壓機(jī)為何運(yùn)行幾十天就會(huì)出現(xiàn)一、二級(jí)葉輪上有積灰，造成葉輪動(dòng)平衡破壞，軸振升高呢？引起空壓機(jī)軸振升高的原因有多種：

3.1 葉輪方面引起的軸振升高

表1

表2

表3

（1）葉輪上有積灰或其他臟物

（2）有裂縫或掉塊

（3）有結(jié)垢或磨損

（4）有鐵屑或異物

3.2 軸承方面引起的軸振升高

（1）油溫低，油膜形成不好，油膜震蕩引起軸溫升高，軸振升高

（2）軸瓦出現(xiàn)裂縫、掉塊造成軸承動(dòng)平衡不良，引起軸振升高

（3）油質(zhì)不好或碳化，造成軸瓦溫度升高，軸振升高（4）軸瓦本身質(zhì)量問題

3.3 其他方面

（1）儀表問題，如測(cè)軸振的探頭松動(dòng)、放大器故障等（2）空壓機(jī)喘振

（3）基礎(chǔ)不堅(jiān)定或地腳螺栓松動(dòng)（4）對(duì)中不好（5）主軸彎曲（6）電機(jī)轉(zhuǎn)子與定子的間隙不當(dāng)引起電機(jī)振動(dòng)，從而帶動(dòng)壓縮機(jī)振動(dòng)

DH63-32型離心空壓機(jī)自2005年2月投產(chǎn)，一直到2008年7月才停機(jī)檢修，連續(xù)運(yùn)行三年半時(shí)間。

2008年7月，空壓機(jī)出現(xiàn)三、四級(jí)軸振動(dòng)值緩慢上升，并超越報(bào)警值達(dá)到70、80 um，而一、二級(jí)軸振動(dòng)值基本平穩(wěn)。停機(jī)檢查，發(fā)現(xiàn)葉輪積灰較多，且由于級(jí)間冷卻器排水不暢，造成三、四級(jí)后蓋板和葉輪上有水垢，導(dǎo)致葉輪的動(dòng)平衡破壞。對(duì)級(jí)間冷卻器抽芯檢查，發(fā)現(xiàn)內(nèi)壁腐蝕嚴(yán)重，底部有許多銹渣，于是對(duì)級(jí)間冷卻器內(nèi)壁進(jìn)行徹底的除銹防腐，并將底部吹除管由DN25改為DN50。同時(shí)將葉輪拉往廠家進(jìn)行流道清洗、探傷檢查、動(dòng)平衡檢驗(yàn)?？諌簷C(jī)開機(jī)后運(yùn)行正常。

進(jìn)入2009年9月份，一級(jí)軸振一直上漲，突破報(bào)警值，三、四級(jí)軸振動(dòng)值較穩(wěn)定。當(dāng)月底擇機(jī)停下檢查，發(fā)現(xiàn)葉輪上有積灰，還有一部分銹渣，這些積灰和銹渣造成動(dòng)平衡破壞，于是將L軸轉(zhuǎn)子拉往廠家做動(dòng)平衡。

2010年5月4日，因四級(jí)軸振偏高，利用新建一萬空分投產(chǎn)機(jī)會(huì)，停下該套空分。檢修后，運(yùn)行一個(gè)月，整套空分停下作為長期備用。

2013年6月11日因調(diào)整運(yùn)行方式，需開啟該6000空分裝置，開機(jī)后三四級(jí)軸振偏高，7月份進(jìn)行拆解，將兩套轉(zhuǎn)子葉輪清洗和做動(dòng)平衡。

2013年11月7日，為提高過濾器的過濾效果和延長使用壽命，在過濾室外加了無紡棉進(jìn)行粗過濾，這樣自潔式過濾器的使用壽命就從一年延長到兩年，平時(shí)根據(jù)過濾器阻力來沖洗無紡棉，當(dāng)阻力達(dá)到1000Pa時(shí)，停自潔式過濾器的反吹氣源和電源，人進(jìn)入內(nèi)部拿著水管向外沖洗無紡棉，沖洗后送反吹氣源和電源直接使用，自潔式過濾器開始工作時(shí)，相當(dāng)于把空氣進(jìn)一步加濕，即使冬天也是如此，造成自潔式過濾器內(nèi)部銹蝕嚴(yán)重。2015年6月初規(guī)定，自潔式過濾器阻力達(dá)到1000pa時(shí)，直接將外圍的無紡棉取下?lián)Q上新的，取下的無紡棉洗好晾干后作為下次備用。

2014年11月28日，空壓機(jī)軸振值稍高，但整體趨勢(shì)平穩(wěn)，距春節(jié)兩個(gè)多月時(shí)間，鑒于后系統(tǒng)用氣單位大修，該套空分停下，將空壓機(jī)拆解，兩套轉(zhuǎn)子清洗做動(dòng)平衡，一級(jí)葉輪進(jìn)口積灰嚴(yán)重，且有橡膠O型圈斷條，系進(jìn)口導(dǎo)葉處O型圈安裝時(shí)擠斷粘附在葉輪上，造成動(dòng)平衡破壞。

2014年11月28日當(dāng)時(shí)的檢修單位是在開封空分廠，采用的是噴砂清洗除垢，噴砂時(shí)砂粒大，導(dǎo)致葉輪表面明顯不如過去光滑。大修之后，空壓機(jī)運(yùn)行幾十天就會(huì)出現(xiàn)一、二級(jí)葉輪上有積灰，葉輪動(dòng)平衡破壞，軸振升高的現(xiàn)象，以往空壓機(jī)二三年大修一次，現(xiàn)在葉輪表面不光滑，可能灰塵容易積聚，運(yùn)行周期縮短。

根據(jù)多年來的檢修情況，懷疑有可能還是灰塵和銹渣造成葉輪動(dòng)平衡破壞導(dǎo)致的。于是決定將空壓機(jī)全部解體檢查，拆開后，發(fā)現(xiàn)一、二級(jí)葉輪有積灰，清理積灰。各級(jí)軸瓦完好，未做處理。仔細(xì)觀察發(fā)現(xiàn)自潔式過濾器到空壓機(jī)導(dǎo)葉前的碳鋼管道內(nèi)有銹渣和水跡，對(duì)該段管道除銹并做防銹處理。

自潔式過濾器內(nèi)部銹蝕嚴(yán)重，下面積存有掉落的銹沫，于是對(duì)內(nèi)壁和一級(jí)進(jìn)氣管內(nèi)壁做徹底防腐處理。

由于自潔式過濾器和一級(jí)進(jìn)氣管銹蝕，且積存有細(xì)小雜物，運(yùn)行中被氣流帶入到空壓機(jī)葉輪上，而現(xiàn)在葉輪的光滑度降低以后，臟物反而易粘附在葉輪上，容易造成轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡破壞，雖每次清理葉輪上積灰后就改善軸振情況，但運(yùn)行一段時(shí)間后灰垢又被帶入葉輪上，因此每次清理葉輪后僅能穩(wěn)定運(yùn)行一段時(shí)間，直至徹底防腐后，運(yùn)行穩(wěn)定。

8月5日空壓機(jī)啟動(dòng)后一直運(yùn)行正常，再未出現(xiàn)過上述情況。

4 結(jié)束語

空壓機(jī)軸振動(dòng)值升高的故障診斷是一個(gè)非常復(fù)雜的過程，此次故障出現(xiàn)后采取了多次處理，直到最后消除故障，建議以后定期對(duì)吸入管道和自潔式過濾器內(nèi)部的銹渣進(jìn)行清理并刷漆，如有條件可將空壓機(jī)吸入管道更換為不銹鋼管道，避免再有同樣的情況發(fā)生。