螺杆空压机故障诊断与检修
黎上游
[摘 要]分析了螺杆压缩机在运行中平衡管温度超高，阴阳转子磨损的几种可能性，并对一些故障现象进行了研究。
[关键词]螺杆压缩机 阴阳转子 轴承 同步齿轮
中图分类号：TH45 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）31-0113-01
一、故障现象及分析原因
1.排气温度超高
解体发现阴阳转子排气端面与排气轴承座端面磨损严重，特别是阳转子端面已磨出1—2mm深的沟槽，根据解体大修，从取得的原始数据来看，可以从以下几个方面来分析原因：
1）冷却油系统
喷油量不足或突然断油，可以引起机组温度急剧升高，这样排气温度会相应升高，还可能造成比较严重的后果就是，使转子和定子热膨胀不均匀，造成转子与定子磨损。当时从现场各压力表观察，冷却油的压差表和压力表都在正常值范围内，并且停机后检查了此系统的管路及阀门，未发现有堵塞现象。所以此故障原因可以排除。冷却油的油温过高，所能带走的热量有限，这样冷却油就起不到对介质的冷却作用。对油冷器的多方检查和现场测量，排除此故障原因。
2）入口温度过高
也是造成排气温度过高的一个重要原因，我们与装置操作人员沟通 ，了解到机组发生故障时，操作工艺未发生任何改变，也就是说入口温度没变化。可以排除此现象。
3）机械磨损
机械磨损可产生很大的热量，致使排气温度升高，还可造成转、定子磨损严重，造成转子或定子报废。本次机组停机，就是因转子排气端端面与排气轴承座端面磨损造成的。该机组出厂组装时，排出端面间隙定的过小。检修时从轻微磨损的阴转子所测得的数据来看，只有0.05mm也证实了这点，标准为0.08—0.10mm。介质不干净含有较大的硬质颗粒。同一系统的4#机组一直在运行，未见发生故障，所以可以证明介质是干净的。但是本机组是新安装的，所有管线吹扫是否干净，我们无法控制，有可能有硬质颗粒进入机体内。这次检修针对入口管线进行了爆破吹扫。
综合以上三点分析，在机组运行过程中压缩气体时会产生一定的热量，机组受热会产生热膨胀，根据受热情况不同转子的热膨胀比壳体大，这样有可能使排出端面间隙越来越小，直至磨到。
2.同步齿轮
检修发现同步齿轮的齿侧间隙已超标，为0.09mm，标准为0.02—0.05mm.并且定位薄齿的定位销有弯曲的现象，有可能是在开停机时转子反转所造成的。如同步齿轮间隙过大，会影响阴阳转子的啮合间隙不均匀，有可能造成转子磨损。再就是在运行中齿轮的噪音、振动都会很大，使齿轮磨损加剧，大大降低寿命。
3.轴封装置
为防止压缩气体沿旋转轴向外泄漏和润滑油向内渗漏進入气体，本机组采用迷宫密封+波纹管密封，在转子的每一端均设有一套轴封组件，靠轴承一侧充油起密封冷却作用，密封油压力为0.4MPa。迷宫密封的主要作用是使气体沿泄漏方向逐渐减压，并且在迷宫密封中间（一次平衡 B点）和末端（二次平衡 C点）空隙处向入口管引流，降低密封腔压力，沿长波纹管密封寿命。这次检修发现，排出端一次平衡未经过迷宫密封节流减压，就直接回入口。三A点，此时B点是用丝堵封起来的，C点为二次平衡孔，排出端介质压力为1.0Mpa（表压），入口压力为0.12Mpa（表）在大的压差作用下，介质未经节流减压，快速经一次平衡管（A点）流入入口管，在这过程中会产生大量的热量，所以开机以来一次平衡管温度比较高。再就是高流速也容易把介质中的硬质颗粒带到排出端面截留下来，引起端面磨损。最重要就是不能很好的降低密封腔压力，增大了端面比压，加速了密封面的磨损，降低了密封的使用寿命。
二、螺杆压缩机的检修
根据该压缩机的结构特点，转子不直接接触，相互间存在一定的间隙。阳转子通过同步齿轮带动阴转子高速旋转，同步齿轮在传输动力的同时，还确保了转子间的间隙。再就是排出端端面间隙的控制，如间隙太大会影响压缩机的排气能力，而太小则会使转子端面与排气轴承座相碰。因此同步齿轮的装配精度对齿轮的工作性能有很大影响， 装配时必须严格按照操作规程进行（图1）。
轴承型号：支撑轴承：NU2315圆柱滚子轴承（4个）
阳推力轴承：31315圆锥滚子轴承 （1个）7315BEJ ；角接触轴承 （1个）
阴推力轴承：31315圆锥滚子轴承 （2个）
推力盘：31308 圆锥滚子轴承 （1个）
1.排出端间隙的调整
阴阳转子要同时推到一边，防止取单根数据时另外一根转子挡住时，转子推不到头，所取数据不真。实然后测出调整垫待安装的间隙Y，在这里我们假设要求的排出端面间隙为X，测得间隙为Y，那么调整垫的厚度为Z=Y-X 于是磨削调整垫，使其厚度为Zmm，然后将该调整垫插入间隙处，用螺钉把止推轴承座与排气座相连，并拧紧螺钉，使用百分表测量，看拧紧前后的数据是否等于X，也可以用塞尺从压缩机出口处测量转子端面与排气轴承座端平面之间的间隙 X，在检修时最好使用两种方法相互校核。如果发现小于要求的间隙 ，可适当地减少调整垫厚度 ，如果发现大于要求的间隙可调一块稍厚一点的调整垫 ，但如在现场不可能更换调整垫时，也可再加一层薄垫片，原则上调节应借助于调整垫来完成 。本机组要求排气端面间隙为0.08～0.12，排气端面间隙太大会影响压缩机的排气能力，而太小则会使转子末端是气轴承座相碰，故应予以注意。
2.组装同步齿轮
检查齿轮的键与键槽的配合，要求过盈0.02—0.03mm，装配时，使用冷装法，也就是把键冷冻装配。用百分表或塞尺检查齿面的总间隙（δ），打百分表阴转子不动转动阳转子，此表值为齿面啮合的总间隙。也可以用塞尺测量。由于阴、阳螺杆的齿数比为6：4，需经多次盘车，反复检查阴、阳转子的啮合间隙，找出最小值。
调整啮合间隙：把主动齿轮和从动齿轮的轮毂使用热装法分别装到位，然后对好记号把厚齿装到轮毂上，注意：厚齿与轮毂配合不能太紧，并且端面上不得有高点，厚齿的定位销和紧固螺栓都先不上。此时在阴阳转子型面之间加入适当的铜皮条（铜条厚度就是啮合间隙δ1、δ2、δ=δ1+δ2），轻轻按工作旋转方向转动一下阳转子，阴转子不要动，使δ1工作面紧密相贴，这样同步齿轮处在工作状态下。检查被压铜条的松紧程度，要求两边间隙一至。如间隙不一样，则可转动厚齿，调整厚齿与轮毂的相对位置。调整好后上紧厚齿与轮毂的紧固螺栓。
调整齿侧间隙：再将薄齿片装到轮毂上，用螺栓把厚、薄齿片固定到轮毂上去，并在4个点上测量齿侧隙，（用百分表）当测量值小于要求的侧隙值时，向逆旋转方向滑移薄齿片。如果测量值大于要求的侧隙值时，向正常旋转方向滑移薄齿片，为了滑移薄齿片并调节侧隙，需用适当的圆棒插入锁紧螺孔中并用锤子轻打。本机组同步齿轮侧隙应调整0.03～0.05，调节完毕，应拧紧装在厚、薄齿片间的紧固螺栓，然后验证侧隙并且在销孔处打入定位锁。
参考文献
[1] 《炼油厂设备检修手册》编写组. 石油工业出版社.1978.endprint
