石油气螺杆压缩机检修实践.pdf

近 年来 ，螺 杆 压 缩 机 因 其具 有运转可靠 、在宽广 的工况范 围 内能保持较高的效率等特 点得到 了越来 越 广 泛 的应 用 。青 岛石 油 化工有限责任公司目前有 5台螺杆 压缩机 ，1 台是上海压缩机厂的 ，4 台是上海七一一研究所的 ，介质 分别是瓦斯气、丙烯气、氮气。由 于螺杆压缩机具有复杂的空间几 何形状 ，一直是设备检修的难点。 本文结合对石油气螺杆压缩机 的 多次检修 ，进行一些实践探讨 。 两 个 厂家 的压 缩 机 结 构 示 意 图见 图 1 。 结构形式有一定差别 ，比较 见表 l 。 两 个 厂家 的压 缩 机 检 修 基 本 原理相 同，上海七一一研究所 的 压缩机优点更多，应用更广 ，所以 石油气螺杆压缩机检修 实践 董云滨 青岛石 化检修 安装工 程有 限责任公 司山东青 岛 2 6 6 0 0 0 【 摘 要】通过 螺杆压缩机 多年 的检修 实践 ，对石 油气螺杆 压缩机的拆 装和检修技 术要 求进 行一 些研 讨 ， 实现机 组长周期 运行 。 【 关键词 】 螺杆压缩机同步齿轮螺杆啮合 间隙 排 气端面间隙 同步齿 轮啮合 侧 隙 以七 一 一 的压 缩 机 为例 ，从 实 践 出发 ，介绍 石 油气 螺杆 压 缩机 的 检修。 1 螺杆压缩机结构特点 1 阴阳转子之 间 、转子外圆 与气缸体之 间以及转子端面与气 缸端 面之间均保持极 小 的间隙 ， 工作时互不接触 ，在压缩气体过 程中既没有摩擦又起到密封作用 ， 这样可以使压缩机达到较低的漏 气 损 失 和机 械 损 失 ，从 而获 得 较 高 的效 率 。考 虑 到 热膨 胀 对 极 小 间隙的影响 ，从人 口法兰处 向气 缸 内腔 喷人适 量 的软 化水 或柴 油 ， 控制气体的出口温度低于 8 0 ％。这 些极小的间隙是 由同步齿轮和轴 承保证 的 。 董云滨 1 9 7 9 一 山东青岛人，工程师。维护二区主任，主要从事 设备管理工作。 3 8 l 石 油 和 化 工 设 苗 ． o0。．。。 2阳转子有四个 凸齿 ，阴转 子有 六 个 凹齿 ，两 个 转 子直 径 相 同 ，转子齿顶上和端面上有加工 精致 的密 封棱 边 。两 个 螺杆 转 子 的传动 比和两个大小同步齿轮的 传动 比完全相 同。 3 机壳由进气座、气缸体 、 排气座 、前端盖和后端盖等部分 组 成 。每 个 转子 两 端各 一 盘 短 圆 柱轴承 、联端两盘角接触球轴承 配对 安装 。 结构示 意图见 图 2 。 2 螺杆压缩机检修技术要领 及检修心得 2 ． 1螺杆压缩机拆装步 骤 ⋯ 1 拆卸进排气法兰、地脚螺 栓 、润滑油管和联轴器螺栓。 2 拆卸对轮 、两端的端盖， 检查同步齿轮磨损情况。在专用 工作台上 ，将压缩机排气端朝下 竖起来 固定 ，气焊加热拆卸 同步 齿轮 注意标记 ，拆卸轴承、机 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 械密封等部件 。 3 将压缩机进气端朝下竖起 来 固定 ，分别测量两个转子 的轴 向窜量 、排气端面间隙。分别拆卸 两个转子 的轴承 、机械密封等部 件。测量两个转子的轴向总窜量 。 4 拆卸 、吊出压缩机排气座 。 抽 出两根转 子 注意标 记 ；拆 卸 进气 座 与气 缸 的连 接 螺 栓 ， 吊 出 气缸 。 5 压缩机按照拆卸顺序反向 组装 。注意测量 、调整相关技术 数 据，具体见下文。 6 压缩机现场就位，电机对 中调整 ，机组 试 车 。 2 ． 2机械 密封 1 压缩机采用 波纹管机械密 封 ，波纹管在动环上。装配时 ，先 把动环 、静环分别装在动环座和 静环座上 ，然后安装静环座并把 紧 ，测量密封压缩 量 ，再安装动环 座 。 2 测量密封压缩量时必须考 虑到转 子的轴向位置 ，因为转子 的轴向总窜量为 I m m左右，如果定 位轴 承没有安装 就位 ，密封压缩 量的测值必须加以修正。 3 新 的机械密封里 面一定没 有 动环座和静环座 的 0型 圈 ，所 以 必须做备件。尺寸需要现场实测 ， 测量 时注意 动环座 0型 圈装在 动 环座 内孑 L 里 ，所 以其 内径 等于配 合处的轴径；静环座 0型圈的内径 尺寸必须小于配合处轴径 2 3 m m， 否则会太 松不能安 装 。0型圈材质 为 F橡胶。压缩机应用场合重要 ， 抢修时间长，所以0 型圈不得粘结 ， 以 防泄漏影 响生产 。 4动环座和静环座受介质腐 蚀或变形影响明显，要进行更换 。 5需要对新机械密封动环和 上海压缩机厂 上海七一～研究所 比较 入 口法兰在机壳上面，靠近 联端；出口法兰在机壳下 出入 口法兰都在机壳上面 ，入口 面 ，靠近外端。机组必须设 法兰靠近外端，出口法兰靠近联 七一一的压缩机设置在地面 ， 置在二楼，润滑油站在一楼 端 。机组底座就是油箱 ，油站和 占地面积和空间较小 。 机组共用一个底座。 a 多一对传动齿轮和两盘圆锥 上压的压缩机多一对传动齿 轴承。 没有。 轮， 而且先后两次断齿 ，因无 备件停机较长时间。 外端机械密封的平衡管分别 七一一的压缩机可以判断机械 和入口法兰、联端机械密封 前、后机械密封用平衡管连通 密封是否泄露、具体哪一个泄 相连通 露。上压的没有此功能。 阳转子轴 向力是阴转子四倍， 七一一的压缩机可 以很好平衡 没有 。 阳转子外端有平衡盘。 轴向力 ，减轻轴承磨损，提高 运行平稳。 J 2 0 0 9 o 3 I 石蛐和化工设备I 3 9 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 静环工作面进行检查 ，利用研磨 平 台试 漏并用平 晶检测平面度 。 尤其对放置多年的机械密封 ，有 可 能 因为变形造 成泄 漏 。 6 机械密封结构示意见图3 。 2 ． 3螺杆与气缸体的圆周间隙 1 进气座竖直放置在专用工 作台上。吊装气缸体并紧固。吊装 一 个螺杆转子 ，根据啮合标记 吊 装另一个螺杆转子。注意啮合标 记一般打在转子端面或者 凹凸齿 型的齿顶齿根上 ，如果拆卸时发 4 。l o m nmlEI g| I 2oo9．o3 现没有标记 ，调试合格后必须做 好标记。 2 测量螺杆与气缸体的圆周 间隙，由于转子没有定位 ，只能用 塞尺测 出总 问隙再 除 以二 。 2 ． 4转子排气端面间隙、转子轴向 窜 量 1 吊装排气座并紧 固。在 每 个转 子上端面设置百分表 磁力 表座吸在排气座上 ，下端面设置 千斤 顶 。 2 转子轴向总窜量 利用 千 斤 顶 和百 分 表 测量 。一 般转 子 轴 向总窜量 1 mm左右或稍大一点。 3安装机械密封 。安装轴承 座 和轴 承 ，见 图 4 。 4 测量转子轴向窜量千斤 顶松开 ，轴承座和轴承压盖的螺 栓紧固，百分表调 0 。同时慢慢顶 起两个转子下端面的千斤顶 ，直 到压缩机壳体被完全顶起来 。这 时百分表读数就是转子轴向窜量 。 从示意图可 以看 出，轴承压盖与 轴承座轴 向有间隙，轴承压盖是 顶紧在轴承上的 ，所 以转子轴 向 窜量实 际上就是轴承 自身的轴向 游隙。要求值是 0 ． 0 2 ～ 0 ． 0 4 m m 。如果 更换新轴承， 测值一般是0 ． 0 2 ra m。 对 旧轴承，如果测值超标，表明存在 磨损 ，应予以更换 。 5测量转子排气端 面间隙 松 开轴承 座或者 轴承压 盖 的螺 栓 ， 此时百分表读数就是转子排气端 面间隙。由于轴承座与排气座的 配合相比轴承外圈与轴承座 的配 合松一点 ，一般松开轴承座螺栓 来测量。注意 如果测值和要求值 偏 差较 大 ，有 可 能轴 承 座 和排 气 座 之 间有 一 点 卡 ，需 要 用 铜棒 敲 击排气座 ；为了测值准确 ，必须多 测一 两 次 。 6 如果转子排气端面间隙偏 差过大 ，通过轴承座下面的调整 块进行调整，如图4，磨削垫块或 加铜皮。转子排气端面间隙一般 要求值为 0 ． 0 7～ 0 ． 1 l m m。 7 转子进气端面间隙转子 总窜量和转子排气端 面间隙的差 值。转子进气端面间隙一般 1 m m左 右 ，这是转子运行时轴 向热胀 的 余量。 2 ． 5 同步齿轮啮合侧隙 1 同步齿轮的作用是保证 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 两个螺杆转子之间的啮合间隙以 及 反 转 时 转 子 型 面 背 部 不 被 擦 碰。阴转子上的被动 同步齿轮由 轮 毂 和厚 、薄 齿 三 大件 组 成 。阴 阳转子间的啮合 间隙及 同步齿轮 的啮合侧隙就是分别依靠厚 、薄 齿 片 的调 整 获得 的 。 同步 齿 轮示 意见 图 5 。 2薄齿和厚齿通过圆锥销和 螺钉连接 ，薄齿相对厚齿有极小 的错位 ，这就保证转子反转不会 相 碰 。 同步 齿 轮 啮合 侧 隙实 际 就 是 两 个 齿 轮 之 间 的转 动 活 动 量 ， 不 同于它们 的原始 啮合间隙 原始 啮合间隙一般实测值超过0 ． 2 0 m m 。 3 同步齿轮啮合侧隙要求值 一 般 为 0 ． 0 3 ～0 ． 0 6 m m。在两个同步 齿轮上各放置一个杠杆式百分表 ， 百分表表头分别打在齿轮的节 圆 处 。然 后轻 轻 用 手 来 回盘 动 一 个 齿 轮 并 尽 量 使 另 一 齿 轮 不 转 动 ， 如果一个齿轮百分表读数保持不 变 ，另一 个 来 回盘 动齿 轮 的 百 分 表的读数就是同步齿轮齿侧间隙。 4 调整方法 松开薄齿和厚 齿之间的圆锥销 和螺钉 。薄齿轻 微错位，紧固螺钉 ，测量此时的啮 合侧隙；如此反复 ，直到啮合侧隙 合格 。此时薄齿和厚齿之间圆锥 销孑 L 必已轻微错位，用 1 5 0圆锥 铰 刀 铰孔 ，在 圆锥 销 上涂 红 丹 粉 检验合格后 ，打紧圆锥销 。 2 ． 6 螺杆 啮 合 间隙 1螺杆啮合间隙要求值是 0 ． 0 7～ 0 ． 1 1 m m， 实际上， 要保证螺杆 齿 型前后面的啮合 间隙相同 ，两 个转子运行时不接触。 2 测 量方法 测量时 ，按照转动方向缓慢 盘动 阳转子 ，使用手电筒从排气 ■ j 丑 ■薯■■■■■■● l W El XI U GAl Z AO 法兰 口向里面观察两个转子齿型 的啮合位置变化 ，在合适位置时 ， 停止盘车，伸入塞尺测量。为了减 少测量误差 ，需要多盘车 、多测几 个位置 ，见 图 6 8 。 3如果齿型两侧螺杆啮合间 隙偏差过大 ，必须调整。同步齿轮 的厚齿和轮毂通过圆锥销和螺钉连 接 ，两者如果轻微相互错位 ，就会 改变螺杆齿型前、后面的啮合间隙。 调整方法 松 开厚 齿和轮毅之 间的圆锥销和螺钉。在两个同步齿 轮啮合处的上面夹入一块厚铜皮 ， 使它们夹紧；用扳手夹住阴转子轴 头处的六方块，使用铜棒敲击扳手； 由于厚齿被铜皮夹住不能动，轮毅 通过键和阴转子主轴就发生轻微转 动；这样，螺杆齿型两侧啮合间隙 就会发生变化。如此反复，直到螺 杆齿型两侧啮合侧隙基本相同为止。 紧 固厚齿 和轮毂之 问螺钉 ，此 时圆 锥销孑 L 必已轻微错位，用 1 5 0圆锥 铰刀铰孑 L ，在圆锥 销上涂红丹粉检 验合格后，打紧圆锥销。由于轮毂 后面的空隙很小 ，铰刀一般必须截 短才能使用 。 2 - 7 平衡 盘 平衡盘与进气座端盖之间的 圆周间隙实测只有 0 ． 0 4～ 0 ． 0 5 ram。 如果进气座端盖紧 固不均 ，压缩 0 0 。 ．0 3 ． 石油和化工设备I 4， 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 机会盘不动车。这时，拆掉端盖的 圆锥 销和螺钉 ，调整端盖位置 ，直 到端盖螺钉紧固后压缩机盘车无 问题为止 。然后用 1 5 0圆锥铰刀 铰孔 。 2 ． 8检修心得 1 专用工具 螺杆压缩机拆 卸 、安装的每一步都需要专用工 具，但往往不够用。多准备几把 8 、 1 0 、① 1 2 ，锥度 1 5 0的锥度 铰刀。同步齿轮需要气焊加热拆 卸，轴承、密封在一般情况下需要 加热拆 卸 。 2 专用检修平台。螺杆压缩 机拆 装 时 必 须竖 立 放 置 ，为 了安 全检修 ，需要制作一个专用检修 平 台 ，见图 9 。 3 两个同步齿轮安装时放置 在加热箱 内加热 ，加热时间必须 充分 。 4拆装时必须注意同步齿 轮 、螺杆的啮合标记。阴、阳转子 的进 、排气端共 四个腔的所有部 件都打有不 同的标记 ，拆卸时四 个腔的部件分开放置 ，安装时注 意不 要弄 混 。 5 压缩机有5 处润滑油入 口 前后轴承、前后密封 、平衡盘。轴 承油压一般 0 ． 2 5 ～ 0 ． 4 0 M p a ，机械密 4 2 l IS I I |ET I I 2009．03 封油压应 比密封后面平衡腔里介 质的压力高 0 ． 1 ～0 ． 2 M p a ，平衡盘油 压 约 为压 缩 机 排气 压 力 的 三分 之 二 ，具体根据介质进 、出口压力而 定。5处润滑油压应该按照设备出 厂说 明书的要求值进行调整。 6 如果油箱液位下降或润滑 油乳化，有可能密封泄漏。可以打 开 密 封平 衡 管 上 的 阀 门 ，这 时压 缩介质和冷却介质喷 出，观察有 无 润 滑油 痕 迹 ，可 以判 断 密 封是 否泄漏以及具体哪一套密封泄漏。 这 一 点很 实 用 ，可 以减 少 不 必要 的维修量 。 7 压缩机本体支脚有两个圆 锥定位销 ，可 以保证压缩机检修 回装后找 正误差 较小 。 8根据压缩机厂家 以及检修 规 范 的说 明 ，有 两 个技 术 尺 寸 的 标 准 值 在实 际组 装 中可 以适 当放 大。螺杆啮合问隙标准值为 0 ． 0 7 ～ 0 ． 1 l m m， 可以放大至0 ． 2 0 ～0 ． 2 5 m m； 转子排气端面间隙标准值为0 ． 0 7 ～ 0 ． 1 l m m， 可 以放大至0 ． 1 0～ 0 ． 1 5 m m； 9压缩机喷柴油或软化水冷 却 ，通过出 口的气液分离器循环 使用。开机前，必须通过排污阀把 气缸体内的冷却介质积液放干净 ， 否则启动负荷大或不能启动；在开 机前几秒 ，冷却介质喷人。 1 0 由于介质的腐蚀作用 ， 螺 杆转子上机械密封和迷宫气封对 应处的轴颈有时会有很多腐蚀坑 ， 影响到密封效果 ，如果腐蚀程度 过 重 ，螺杆转 子也需 要更换 。 1 1 汽缸体与进气座、 排气座 的中分面结合处有 F橡胶 0型圈进 行密封 ，该 0型圈需要粘结。 1 2如果压缩机运行时有异 常声响，可能气缸内部出现擦碰 、 轴承损坏 、某一连接件松动或气 缸 内进入异物 ，需要停车检查。 3结束语 螺杆压缩机结构特殊 ，测量 和调整不同于其它设备 。气缸 内 部 各处 间隙极 小 ，如 果调整 不 当 ， 就会发生转子之间 、转子与定子 之间碰磨 ，造成压缩机事故。我厂 有一 台上海压缩机厂的螺杆压缩 机曾经发生转子断轴 、排气座裂 纹的事故 ，可能就与螺杆啮合间 隙或转子排气端面间隙严重失调 、 在运行 中因热胀间隙胀死有关。 对 螺杆 压 缩 机 而 言 ，螺 杆 啮 合间隙、转子排气端面间隙、同步 齿轮啮合侧 隙是最重要 的数据 ， 保 证两 个 转 子之 间 以及 与定 子 之 间的极小的间隙，在检修过程 中 必须加以注意。 囵日 『 1 1 朱理琛等． 石油化工设备维护检修规程第一册 [ M ] ． 北京中国石 化出版社 。2 0 0 4 ． 4 7 3 4 7 9 ． 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m