离心空压机联轴器故障的原因

新冶钢动力厂 10000 m 3 /h 制氧机组配套的原料空气压缩机为 4TYD112 型离心空压机,该机型属单轴等温型原料空气压缩机,采用四级压缩(三次中间冷却(增速机传动的方式,低压级在外侧,高压级在中间,每级均为中间进气,设置了轴向型导叶,由电动执行机构控制,每级的进出口管道

均带有膨胀节,止推轴承采用均压止推轴承,径向轴承采用可倾瓦, 机组的两个联轴器均采用沈阳申克产的膜片式联轴器&机组主要参数) 吸入流量 B=53 000 m 3 /h *标态),排出压力 "=0.615 MPa * A ),转速 =2989/7341 r/min &机组的布置方式)主机布置在二楼的 5 m 层, 3台中间冷却器在一楼 0 m 层呈平行布置,在中间,二(在两边,设计要求级间管道不带支撑,但在施工与安装过程中因实际场地原因,二(冷却器不得不各自向外平移 1 200 mm , 且有半边基础落在进排水沟上,对基础进行了加固处理,因冷却器的移位致使二(及四级进气管道均有所加长,考虑到重量因素,为此,对这几趟加长的管道采用了钢

支撑& 润滑油站也布置在一楼 0 m 层 故障现象自 2003 年 11 月投产之后连续运行至 2005 年2 月发现轴位移有增大的趋势, 并伴随振动值的加大,回油窥视孔处有银色物质显现, 1 # 联轴器处发出不正常响声,而且机组自 2004年 10 月开始,只有在导叶开度达到 90% 以上时,产气量才能达到设计要求& 停车检查 1 # 联轴器发现压缩机端膜片已扭曲并破损, 3 根连接螺丝已切断,其余 9 根螺丝均有不同

程度的损伤,而靠增速机端则完好无损,止推轴承和径向轴承均完好, 压缩机与增速机的同度和张口值均发生较大的变化并超标, 压缩机高出增速机0.90 mm ,重新换同型号的联轴器并调整同心度和张口值到规定值& 开车至 2005 年 5 月,轴位移和振动值又出现了类似情况, 5 月 8 日停车检查发现1 # 联轴器出现了同样的损伤情况, 只是程度没有次严重, 打表检查发现压缩机又高出增速机 0.50mm ,此次仍旧换 1 # 联轴器,并在端各增加了一片膜片,调整了同心度到规定值& 此后运行至 20059 月又出现了同样现象,只是联轴器还没有破损, 其他各部分及参数均无异常。

 原因分析

2005 年 9 月 23 日适逢炼钢检修停产之际,对 机组进行停车检查,并测得相关参数,经查:导叶右上角有一片(即 1/10 片)有问题,手摇执行机构 无动作,此片连接螺丝松脱,压缩机端膜片出现了扭 曲,压缩机又高出增速机 0.27 mm,左右偏差也大, 且机组前后导向块的单边间隙过大,达到 0.50 mm, 仔细观察检查各部位发现,二、级间管道膨胀节 的波纹几乎挤压在一起,且挤压程度不均匀,压缩机 前端两个原本有 0.05 mm 间隙的螺丝全部变为处 在受紧状态,当松动这两个螺丝时,听到机组发出一 声"嘣"响,机组其余部分未见任何异常。

通过对以上现象分析认为,影响 1# 联轴器频繁 出现故障的主要因素可能有:

(1)联轴器的安装尺寸不合标准,对此,在机组 冷态下将压缩机和增速机的转子各自推向外侧,测 得安装尺寸符合设计要求,排除此因素的影响。

(2)联轴器本身选型有问题,但是通过次连 续运行 13 个月的情况来看,这种可能性不大,并重 新对其进行了计算,证明联轴器的选配没有问题。

(3) 气封间隙的扩大以及进气流线的改变增加 了机组轴向力,但是气封完好,测量其间隙均符合要 求, 叶片有一片不动改变了气体流动型线 从而程度影响了轴向力, 但这不是影响联轴器 损坏的主要因素。

(4) 压缩机与增速机在运行中逐渐不同心是引 起联轴器故障的主要原因, 而导致压缩机与增速机 同心度反复变化的根本原因便是级间管道及其刚性 支撑的影响。分析认为,机组与其管道没有处在自然 的对接状态,机组与其管道互相发出应力,使得彼此 "憋住"。 机组运行时其各部分及管道均处在受热膨 胀状况下,其热应力的存在,使得"憋住"的状况为 严重,加上管道采用的是刚性支撑,使得管道热膨胀 只能朝上,不能朝下,从而限制了管道膨胀节的补偿 能力,这可以从二、级间管道膨胀节波纹挤压在 一起的现象证明, 当管道热膨胀量超过了管道 膨胀节的补偿能力时, 便有一个向上的顶力传递给 了压缩机,引起压缩机不断地升高,从而导致压缩机 与增速机的同心度得不到, 当压缩机高速运转 时,势必有一个额外的扭转力矩长期传递给了 1# 联 轴器,当 1# 联轴器的疲劳强度达到限时,联轴器 薄弱的地方－－压缩机端的膜片便先遭到破