煤氣羅茨風(fēng)機故障振動分析與修復(fù)
山東錦工有限公司是一家專業(yè)生產(chǎn)羅茨鼓風(fēng)機、羅茨風(fēng)機用幾年后會出現(xiàn)振動噪音,羅茨鼓風(fēng)機廠家教你解決振動問題
羅茨真空泵、回轉(zhuǎn)風(fēng)機等機械設(shè)備公司,位于有“鐵匠之鄉(xiāng)”之稱的山東省章丘市相公鎮(zhèn),近年來,錦工致力于新產(chǎn)品的研發(fā),新產(chǎn)品雙油箱羅茨風(fēng)機、水冷羅茨風(fēng)機、油驅(qū)羅茨風(fēng)機、低噪音羅茨風(fēng)機,贏得了市場好評和認(rèn)可。
寧夏煤化集團有限公司現(xiàn)有兩臺JGR450羅茨風(fēng)機,其運行方式為一開一備,主要作用是輸送煤氣,保證焦?fàn)t產(chǎn)生的煤氣能夠及時抽走,為后續(xù)的煤氣凈化保證一定的壓力。當(dāng)羅茨鼓風(fēng)機出現(xiàn)故障停機,一方面給企業(yè)正常生產(chǎn)帶來損失,另一方面焦?fàn)t煤氣無法及時供送,使得焦?fàn)t煤氣對環(huán)境造成嚴(yán)重污染。
1、羅茨風(fēng)機在煤化工的重要性及工藝背景
羅茨風(fēng)機是煤化工煤氣輸送的關(guān)鍵設(shè)備,它不但在焦化生產(chǎn)中起至關(guān)重要作用,而且在整個流程中屬不可或缺的關(guān)鍵設(shè)備。從焦?fàn)t來的荒煤氣、氨水、焦油首先在氣液分離器進行氣液分離,分離出的粗煤氣分別進入初冷器;在初冷器上段,用循環(huán)水間接冷卻煤氣冷卻至45℃,再經(jīng)下段制冷水間接冷卻,使煤氣進一步降溫至22℃,冷卻后的煤氣進入電捕焦油器,最后進入煤氣羅茨鼓風(fēng)機,煤氣羅茨鼓風(fēng)機最主要的作用就是對煤氣進行加壓。它的運行正常與否,直接影響系統(tǒng)安全穩(wěn)定。為此,努力保證煤氣羅茨鼓風(fēng)機完好是設(shè)備管理工作的重任(如圖1)。
該煤氣羅茨鼓風(fēng)機自投運以來一直運行良好,正常情況下,振動是一種隨機振動,振動參數(shù)總是在某一平均值附近波動,隨時間變化而變化的現(xiàn)象不明顯。在2012年4月14日,突然出現(xiàn)機組振動加劇。由于機組僅安裝了位移報警連鎖,沒有安裝振動報警連鎖,所以集控室顯示設(shè)備正常,我們操作人員根據(jù)操作經(jīng)驗,采用了緊急停車。
2、羅茨鼓風(fēng)機產(chǎn)生振動原因分析
JGR450羅茨鼓風(fēng)機機組主要由電機、液力偶合器、增速器、羅茨風(fēng)機本體、潤滑系統(tǒng)、現(xiàn)場檢測儀表以及進出口管道必備閥門等組成。其主機由定子、轉(zhuǎn)子、軸承、軸承箱和底座等構(gòu)成。針對現(xiàn)場振動,做如下原因分析:
2.1 轉(zhuǎn)子的不平衡量(偏心質(zhì)量和偏心力矩)
機組在投入運行的一段時間后,隨著壓力負荷的增加,其振幅會發(fā)生變化,一般是由小到大的趨勢。引起振動原因主要有以下幾點:
(1)轉(zhuǎn)子葉輪葉片和輪盤的腐蝕;(2)局部的氣流沖刷,不均勻腐蝕和穿孔;(3)轉(zhuǎn)子葉輪流道的堵塞。
2.2 氣流喘振因素
羅茨風(fēng)機喘振就是風(fēng)機小流量下的一種不正常情況。喘振現(xiàn)象包括兩方面的因素:羅茨風(fēng)機的氣流在一定的條件下出現(xiàn)“旋轉(zhuǎn)脫離”是產(chǎn)生喘振的內(nèi)在因素;與羅茨風(fēng)機聯(lián)合工作的管網(wǎng)系統(tǒng)的特征是其外界條件,只有外界條件適合于內(nèi)在因素時羅茨風(fēng)機才發(fā)生喘振現(xiàn)象。羅茨鼓風(fēng)機產(chǎn)生喘振時的特征表現(xiàn)主要有下列幾種:
(1)氣流參數(shù)產(chǎn)生大幅度脈動。(2)聲音異常,一般會發(fā)生周期性的脈動噪音、周期性的低頻吼叫聲或喘氣聲。(3)機組振動加劇,一般多為低頻振動,振動頻率與管網(wǎng)容量的平方成正比,喘振現(xiàn)象產(chǎn)生的原因除上述機理外,還有外界客觀因素,如化工工藝控制;系統(tǒng)壓力突然升高到高于排氣壓力;進氣溫度升高,羅茨鼓風(fēng)機排氣壓力下降,低于系統(tǒng)壓力,進氣吸力下降造成羅茨鼓風(fēng)機排氣壓力成比例降低,羅茨鼓風(fēng)機出口有異物等均能使機組發(fā)生喘振。
2.3 轉(zhuǎn)子安裝不當(dāng)造成的葉輪和定子軸向位置發(fā)生干涉引起的振動
主要表現(xiàn)在動靜部分發(fā)生摩擦,機組溫度過高,密封套部件變形磨損起不到密封作用。導(dǎo)致密封間隙過大,氣流經(jīng)過風(fēng)機時,軸向力過大,轉(zhuǎn)子在定子中的軸向位置發(fā)生竄動,引起振動。
其他有關(guān)振動產(chǎn)生的常見原因有:
(1)轉(zhuǎn)子主軸發(fā)生彎曲,機械跳動超差。
(2)轉(zhuǎn)子與定子發(fā)生碰撞摩擦。
(3)電氣元件安裝不當(dāng)。如鉑熱電阻、測振探頭、溫度計等儀表元件。
2.4 機組軸系找正原因
電機、偶合器、風(fēng)機之間的軸系找正。按照機組找正曲線進行找正,檢修后進行機組整個軸系的重新檢查。
2.5 軸承故障引起的振動。
主要原因有:
(1)油膜引起振動。軸承間隙過大和過小都無法形成起潤滑保護的油膜。瓦塊再起不到潤滑作用時就會發(fā)生瓦塊磨損甚至燒壞瓦塊巴氏合金,軸承起不到支撐和止推作用,從而使得機組發(fā)生振動。
(2)軸承壓蓋部件松動。軸承箱內(nèi)軸承壓蓋螺絲松動或機體底座螺絲松動,機組運行時無預(yù)緊力也會發(fā)生振動。
(3)油品、油質(zhì)問題。國家標(biāo)準(zhǔn)油品化驗要達到NAS7級。潤滑系統(tǒng)的油質(zhì)回油溫度過高或潤滑油含雜質(zhì),油品長期潤滑變質(zhì)。
(4)潤滑油進、出油管路堵塞。
羅茨風(fēng)機產(chǎn)生振動的原因是復(fù)雜的的,經(jīng)綜合分析,此次風(fēng)機振動主要為:
(1)軸承箱內(nèi)軸承壓蓋螺絲松動;
(2)密封磨損嚴(yán)重,密封間隙過大;
(3)軸系問題,風(fēng)機與變速器不同軸。
3、修復(fù)方法
3.1 定子部分
拆解機殼中分面螺栓、地腳螺栓,拆卸機殼大蓋;拆卸軸承箱蓋,軸承;吊出轉(zhuǎn)子;拆卸上、下機殼密封套;機殼、隔板噴砂處理;機殼中分面拋光輪清理;按照圖紙重新照配密封套。
3.2 轉(zhuǎn)子修復(fù)
(1)轉(zhuǎn)子噴砂除銹,保護好軸徑、推力盤、聯(lián)軸器等部位;
(2)手工清理噴砂不干凈的地方;
(3)轉(zhuǎn)子葉輪著色探傷檢查,發(fā)現(xiàn)葉輪完好無裂紋;
(4)轉(zhuǎn)子按合格證明書打表檢查機械跳動。打表檢測,發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)子軸變形彎曲0.28mm,參照設(shè)備運行技術(shù)要求,確定主軸報廢不能使用,對此我們及時跟廠家取得聯(lián)系,更換一臺新轉(zhuǎn)子。
(5)熱拆原轉(zhuǎn)子聯(lián)軸器,標(biāo)記位置;
(6)把舊聯(lián)軸器熱裝于新轉(zhuǎn)子上;
(7)打表檢查轉(zhuǎn)子各項跳動并檢查電氣不圓度,操作規(guī)范參照陜鼓典型工藝手冊。
(8)轉(zhuǎn)子低速動平衡。
轉(zhuǎn)子重量1038kg,平衡精度G1.6,允許不平衡量3954.3g·mm,工作轉(zhuǎn)速4340r/min,磨削去重,磨削深度不大于0.4mm,粗超度Ra6.3,光滑過渡。
3.3 機組現(xiàn)場組裝
按照典型裝配工藝進行。
(1)方向同軸度≤0.03mm,垂直方向轉(zhuǎn)子中心低0.08~0.12mm;
(2)檢查隔板同軸度,隔板與機殼同軸度≤0.025mm;
(3)轉(zhuǎn)子軸向?qū)χ卸ㄎ唬?br />
(4)按羅茨鼓風(fēng)機出廠合格證照配更換羅茨鼓風(fēng)機全套密封、油封;
(5)根據(jù)要求配鉆支推軸承上軸瓦測溫孔及止動銷孔;
(6)根據(jù)要求配鉆支撐軸承上軸瓦測溫孔及止動銷孔;
(7)按照合格證調(diào)整支推軸承、支撐軸承間隙及過盈;
(8)扣合上機殼,檢查自由間隙;
(9)調(diào)整風(fēng)機與變速器的同軸度,使之符合煤氣羅茨鼓風(fēng)機機組安裝要求;
(10)安裝聯(lián)軸器及護罩,檢查各螺栓是否松動。
4、效果評價
機組檢修結(jié)束,經(jīng)啟動試車,風(fēng)機轉(zhuǎn)速逐步提高至3800r/min后,使用手動測振儀檢測風(fēng)機的振動在0.08um范圍,同時使用測溫儀測軸承溫度小于48℃,電流穩(wěn)定在34A,在運行48小時后停車備用。
山東錦工有限公司
地址:山東省章丘市經(jīng)濟開發(fā)區(qū)
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