螺杆压缩机振动原因分析及改进

会环保效益。
关键 词 ：螺杆压缩机 ；振 动烈度 ；原 因
分 析 ： 改 进
１ 、概 述
随着大庆石化原油 加工能力的提高， 装置 的扩能 、新装置 的建成和投 用， 火炬尾气 的排 放 量 在 增 加 。为 了减 少 环 境 污 染 、 节 约 资 源 ， 大庆石化高度重视装置尾气 的回收， 尾气 回收 压缩机 的长周 期无故障 的运行是 我们必 须着 重 解 决 的 问题 。 火 炬 尾 气 主 要 来 自炼 油 装 置 如 常 减 压 、催 化 、 裂 解 、 焦 化 、 加 氢 、 聚 丙 烯 等装置， 并含有聚丙烯 、焦炭 、硫磺 等颗粒 性杂质 。为 了保 证这些含 杂质尾 气的正 常输 送， 根据各 种机型 的特点， 我厂选 用 了螺杆 压 缩机 。我厂的喷油式螺杆压缩机， 由于 当时设 计 流量偏 小、结 构不合理 、机组 故障率 高、 维 护难度大、维修费用高，目前 已不能满 足工 艺 生 产 和 节 能 降 耗 的 需 要 。２ ０ 年 ， 们 根据 ０５ 我 实 际 情 况 ， 新 了一 台 型 号 为 Ｌ 一 ０ ４ 喷 水 更 Ｇ ４／ 的 式 螺 杆压 缩 机 。 但 该 机 试 运 过 程 中振 动 超 标 ， 如不及 时解决， 将对机组的安全运行及寿命产 生不利影响 。
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２ 机组 的结 构 、原 理 、 ２ １主 机 结 构 ．
在 确认机 组基础 严格按 照图纸施 工并验 是 ： 收合格 的情 况下， 对机组的安装对 中找正进行 １ 机 组振动 的最大点在 压缩机 入 口端轴 ） 了认 真 的 复 查 ， 项 指 标 符 合 技 术 要 求 ， 脚 承 的水平方 向， 各 地 振动烈度为１ ．ｍ ／ 。 ３ ５ ｍ ｓ 螺栓紧 固， 因此 首先排 除了安装对中找正方面 ２ 从振 动 的频谱 分析 看， ） 主要 是转 速频 的因 素 。 率 的４ 倍频分 量过大 （９ ． Ｈ ） 其它频率分量 １５３ｚ， ３ ２ 出 、入 口管 线 的 影 响 ． 很 小。４ 倍频 分量 过大的原因是螺杆压缩机 的 基 础 的 牢 固 程 度 、 管 路 的 连 接 方 式 和 支 阳、阴转 子齿 轮啮合不 良， 其原 因与设计 、制 架搭配位置， 是机 组 振 动 的 影 响 因 素 。我 们 可 造 、装配有 关 。另外 ， 从振动 频谱 图看， 未发 以根 据 目前 的管 路 流 程 ， 易 产 生 激 振 力 的 位 现机组 的 同步 齿轮 、轴承 、阴转子 、阳转子 在 置 增 加 支 撑 ， 减 小 管 路 振 动 ， 降 低 机 组 的 有动不平衡问题 ， 以 来 与动平衡试验结果一致 振动值。 ３ 测 试 结 果 还表 明 ， 组 的 混 凝 土 基 础 振 ） 机 ３ ３ 流 量 的 影 响 ． 动较 小， 但底 座特别是 压缩机４ 个底脚 的部位 为 了判 断流量 是否引起 振动， 对压缩机排 支撑 刚度 小， 在水平方 向上有一个２ ３ ｚ ０ Ｈ 的固 气量进行 了现场测试 。测试 结果显示， 在正常 有频率， 倍频 的频率 （９ ． Ｈ ） 与４ １５ ３ ｚ 的激振源很 的运行条件下机组是在额 定流量 下工作， 机组 接近。另外压缩机入 口膨胀节存在 一个１９ ｚ ９Ｈ 振动 值 基 本 无 变 化 。 的 固有频 率， 倍频 的激振力 也很接近 。故 与４ ３ ４ 装 配 的 影 响 ． 认定， 该机组存在较大 的４ 频激振力， 倍 且与支 调 整 同 步 齿 轮 间 隙 ， 做 转 子 动 平 衡 试 撑 水 平 方 向 的 固 有 频 率 及 入 口 膨 胀 节 的 固 有 并 验 ， 杆 压 缩 机 的 转 动 做 功 是 靠 同 步 齿 轮 的 啮 频 率 很 接 近 而 产 生 共 振 ， 是水 平 方 向 振 动 大 螺 这 合 传 动 实 现 的 。 该 机 组 同 步 齿 轮 由 大 、 小 两 的 主 要原 因 。 个 齿 轮 组 成 ， 齿 轮 由厚 齿 圈 、 薄齿 圈 、 轮 毂 大 ４ 、改进措施及 实施效果
电机 功 率 ：２ ０ Ｗ ５ ｋ
三部分组成 ： 小齿轮是整体 的。大齿 轮安装在 ４ １ 对压 缩机底脚下 的钢架结构进 行了 ． 阴转 子上， 小齿轮安装在 阳转子 上 在标准中 加固， 高其 固有频率。 提 心距 下， 调整两转 子至均匀 间隙位 置， 小齿 使 ４ ２ 在压缩 机入 口膨胀 节上增加 一套带 ． 轮 与 大 齿轮 之 厚 齿 圈 接 触 ， 同时 反 向旋 转 薄 齿 配 重 块 的 减 震 螺 栓 ， 过 调 整 配 重 块 的 上 、 下 通 圈， 之 与 小齿 轮 维 持 ０ ０ ～ Ｏ ０ ｍ 的 间 隙 ， 位 置 改 变 其 固 有 频 率 ， 到 避 开 共 振 区域 的 目 使 ． １ ．２ｍ 达 锁 紧 大 齿轮 ， 好 定 位 销 ， 上 保 险 边 ， 上 翻 与转 子 的 。 ４ ３ 将 循 环 冷 却 水 由缸 体 上 部 喷 入 改 为 ． 共 做 动 平衡 。 试 验 结 果 表 明， 转 子 动 平 衡 良 若 好， 基本 可 以排 除 转 子 动 不 平 衡 引发 机 组振 动 由入口喷入， 减少直接喷至螺杆上对 阴、阳转 的因 素 。 子 的冲 击 。 ３ ５ 冷 却 水 的 影 响 ． ４ ４ 在喷入 口增设一个钻 有８ ５ｍ ． 个４ ｍ 喷孔 该机组在 结构上 采用 了两 路进水 的方式 的喷头， 使循环冷却水进入缸体时更加均匀。 对 压 缩 介 质 进 行冷 却 ： 路 在 压 缩 机 进 气 端 入 一 ４ ５ 在保证机 组出 口温度 不超标的情况 ． 口短 节上， 直接与循环 水管线 相连， 开机过 下， 在 尽量 控制小循环的冷却水量 。通过对机组 程中给水， 使介质冷却 及在正常运行过程 中补 冷 却 方 式 的 改进 措 施后 ， 本 上 消 除 了冷 却 水 基 水使用 ；另一 路进水 是在压缩 机出 口分液罐 对机 组振动 的影 响。同时通 过上述 减振措施 液位建 立正常 后， 与气 相分离 的液相， 经冷却 实 施 后 ， 组 振 动 烈 度 的最 大 值 由 １ ． ｍ ／ 降 机 ３５ｍｓ 后 返 回 至 压 缩 机 缸 体 上部 ， 接 喷 至 阴 、阳 转 至４ ６ ｍ ｓ 直 ． ｍ ／ 。通 过两年来 的运 行， 该机组一直 子上， 供循环使 用 。在 试机过程 中发现， 压缩 运行 平稳， 动烈度 未出现反 复及扩大 趋势， 振 机入 口进水方式对机组振动基本无 影响， 但供 循环使 用直接 喷到阴 、阳转子上 的这一 路冷 却水对机 组振动 影响较 大 。只要 打开循环 喷 液阀， 组振动 的烈度值 就急剧增 高， 高时 机 最 有力地保证 了装置尾气的全面回收。 ５ 、经 济 性 分 析 ５ １直接经济效益 ． 该压缩机组投用后 ， 每月可回收低压瓦斯 达 到 １ ．ｍ ／ 。 ６ ５ ｍ ｓ １ ８ ｔ 每年可 回收低压 瓦斯 １ １ ０ ， ２ ０ ０， １ ４ ６ ｔ 按１ ０ 元 ３ ５ １ 原 因 分析 ．． ／ 计算 ， ｔ 每年 可增 加 效 益 近 ｌ ０ 万元 。 ７０ ３ ５ １ １ 被循环使用 的冷却水直接 喷到 ．． ． ５ ２ 社 会环 保 效益 ． 阴、阳转子 上， 因压力较高 且流速 快， 阴、 对 螺杆压缩机投入运行后， 大量的过剩瓦斯 阳转 子 产 生 较 大 的 冲 击 力 。 得 以回收利用， 免 了火炬 排放 ， 避 减少 了噪音 ３ ５ １ ２ 该机组进 、排气管 口在布 置上 和污染， ．． ． 产生 了较好的社会环保效益。 采用 高进 高出的方式， 虽有利于介质 的充分冷 却 ， 当冷 却 液 流 量 稍 大 时 ， 阴 、 阳 转 子 之 但 在 参考文献： 间不 能完 全雾化且不能及时排 出时， 阴、阳 使 ［】 刑 子 文 ． 螺 杆 压 缩 机 理 论 、设 计 及 １ 转 子问的气、液两相分布不均， 从而导致振 动 应 用 【］ 北 京 ： 机 械 ： 工 业 出版 社 。２ ０ ． Ｍ． ００
润滑 方 式 ：压 力 油 润 滑
３ 、机组振动超标原因分析 ２ ０ 年 ７ 份 机 组 安 装 竣 工 ， 试 车 过 ０５ 月 在 程 中发现 机 组振 动大 ， 大 的振动 烈度 值 为 最 １ ． ｍ ／ 在 压 缩 机 入 口端 轴 承 的 水 平 方 ５ ｍ Ｓ（ ３ 向） 按 振 动 标 准 （ 照 Ａ Ｉ Ｉ Ｏ 准 ） 动 。 参 Ｐ、 ｓ标 振
该机 组为 单级 喷液 螺杆 压缩 机 ， 要 由 主
机 壳 、 阳 转 子 、 阴转 子 、 迷 宫 密 封 、 机 械 密 封 、 轴 承 、 同 步 齿 轮 、 平 衡 活 塞 、联 轴 器 等 组成 。
２２ 工 作 原 理 ．
它 依靠一对 带有螺 旋型齿槽 相互 啮合的 阴阳转子， 在具有一 定形状 的进气孔和排气孔 的 密 封 机 壳 内 ， 相 反 方 向 的旋 转 运 动 ， 齿 作 使 槽间 的封 闭容积逐 步缩 小， 使气体压力提高 。 在压 缩气体过程 中， 喷入循环水 作冷却 液， 以 降低压缩气体的温度， 从而提 高单级压缩 比及 气密性。经压缩后 的气体， 过分液罐使其与 通 水分 离， 气体被输 送到脱硫 装置 ， 而水经 冷却 后被循环使用 。 ２ ３ 主 要技 术 参 数 ． 压缩介质 ：炼油装置尾气 进气压 力：０ Ｏ １ ｐ （ ． ０ Ｍ ａ 表压） 排气 压 力 ：０ ４ ｐ （ 压 ） ．Ｍａ表 排气量 ：４ ｍ／ ｉ （ ０ ｍ ｎ 吸入状态） 进气 温 度 ： ≤４ ℃ Ｏ 排 气温 度 ：≤ ８ ￣ ５Ｃ 主 电机 转 速 ： １ ８ ｒｍ ｎ ４ ８ ／ ｉ
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文◎ 关涛
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刘盈盈 夏鲁刚 （ 大庆石化公司化工三厂 黑龙江大庆 ）
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螺 杆 压 缩 机 振 动 原 因 分 析 及 改进
摘 要 ：通 过对 大庆 分公 司储运部 喷水螺 烈度 运行 限值 （ 报警值 ） ． ｍ ／ ， 为７ １ ｍ ｓ 停机值 为 加剧 。 杆压缩机振动原 因的分析， 经采取相应改进措 １ ． ａ ／ ， 组振动严重 超标 。为此， ２ｍ ｓ机 １ 我们 从 ３ ６ 频 谱 分析 ． 施， 组振动 烈度 降至 允许 范围 内， 机 确保 了机 各 个 方 面 进 行 原 因 分 析 。 在 上 述 几 个 方 面 的 影 响 因素 排 除后 ， 现 在 组及时安全投用， 产生了 良好的经济效益和社 ３ １复 查 机 组 的 对 中 找 正 ． 场 对 机 组 进 行 了振 动 测 试 与 分 析 ， 主 要 结论 其