第６期 ２０１３年１１月 中 氮肥 Ｎｏ．６ ＮＯＶ．２０ｌ３ Ｍ—Ｓｉｚｅｄ Ｎｉｔｒｏｇｅｎｏｕｓ Ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ Ｐｒｏｇｒｅｓｓ ２ＴＹ一１２０／５．５透平压缩机运行中存在的问题及解决 杨治国。曹林 ７３１６０３］ ［甘肃刘化（集团）有限责任公司，甘肃永靖［中图分类号］ＴＨ ４５２ ［文献标志码］Ｂ ［文章编号］１００４—９９３２（２０１３）０６—００４５—０３ 我公司２ＴＹ一１２０／５．５型透平压缩机是１９７７ 年９月由杭州制氧机厂设计并制造的，１９９５年 安装投入运行，结构采用水平剖分式。该机为单 轴五级压缩，级间设置冷却器并配置在机壳两 侧，为适应变化采用无叶扩压器结构，并带有可 调进口导叶，压缩机由电动机经增速器来驱动， 具有使用维护方便、气体洁净、机器运转平稳、 振动小、运行可靠的特点。该透平压缩机介质为 空气，其主要技术参数为：流量７ ２００ Ｉｎ ／ｈ，人 口压力０～４．９ ｋＰａ，人口温度３０℃，出口压力 ０．５５ ＭＰａ，转速１３ ８８３ ｒ／ｍｉｎ，抽气器耗空气量 ２０ ｍ ／ｈ。实际运行过程中存在机组振动、轴向 窜量过大、噪音异常、运转周期短、排气量无法 达到设计要求等问题，严重制约了生产。为了彻 底解决问题，２０１１年８月按大修规范要求对机 组进行了检修，对主机和附机均做了检查，对机 组存在的问题进行了分析并加以排查。 １ 电机与增速机的检查 １．１ 问 题 检修前对电机与增速机的同轴度做了数据复 查，发现偏差较大（同轴度数据见图１）。 Ｏ．１２ Ｏ ０．０４ 图１ 电机与增速机同轴度数据 增速机机体轴向水平为０．２５ ｍｍ／２００ ｍｍ， ［收稿日期］２０１３・０３—２７ ［作者简介］杨治国（１９６４一），男，甘肃天水人，高级工程师。 径向水平为０．１０ ｍｍ／２００ ｍｍ。径向与轴向的同 轴度及增速机水平无法满足安装精度要求。 １．２解决对策 （１）在增速机与基座剖分面上调整垫片，重 新找正，调整垫片后的同轴度数据如图２。 ０．Ｏ３ ０ ０．０３ 图２调整垫片后的电机与增速机同轴度数据 考虑到增速机两齿轮在高速旋转时啮合过程 中由于热膨胀及油膜会产生一个与啮合方向相反 方向的张力，故电机向齿轮张力方向偏离０．０６ ｍｍ，使机组运行过程中保持良好的同轴度，减 小振动。 （２）增速机水平由于不具备从基础上调整 的条件，故在增速机与基座的剖分面上进行调 整。调整至轴向０．０６ ｍｍ／２００ ｍｍ，径向０．１０ ｍｍ／２００ ｍｍ（轴向水平倾斜方向指向低压端）。 ２增速机高速轴与低速轴的检查 ２．１ 问 题 高速轴轴瓦瓦膛呈椭圆形，具体尺寸见 图３。 由于轴承定位块多次检修研磨、瓦膛变形以 及挂瓦时高温等原因，导致轴承定位块与瓦膛均 没有达到良好接触，致使其不在同一基圆上。经 测量，齿轮副的啮合间隙在齿宽两侧分别为 ０．４５ ｍｍ和０．４９ ｍｍ；齿顶间隙在齿宽两侧分别 为１．０７ ｍｍ和１．１０ ｍｍ。由此判断，齿轮副轴线 的平行度及平面度超差。 ・４６・ 电机侧 １６５一Ｏ．１Ｏ 中氮肥 压缩机侧 １６５－０．Ｏ７ 第６期 图３ 高速轴轴瓦瓦膛尺寸 轴瓦与轴颈的间隙、接触点分布情况以及过 盈尺寸，经测量符合要求。 ２．２解决对策 （１）由于增速机不具备重新加工瓦膛的条 件，因此以瓦膛的变形尺寸重新加工定位瓦块确 定基圆，定位瓦块尺寸为０１６５ ｍｍ＋０．０６ ｍｍ， 最大限度地保证了瓦膛与轴承定位块的接触面积 和正确的接触部位。检修后瓦膛与定位块接触良 好，接触面积＞８０％且接触位置正确，减小了齿 轮副高速运转时的噪音，延长了使用寿命。 （２）重新浇筑轴承合金，齿轮副的侧间隙与 顶间隙调整为：侧间隙在齿宽两端分别为０．５０ ｍｍ和０．５２ ｍｍ；顶间隙在齿宽两端分别为１．３０ ｍｍ和１．３１ ｍｍ。调整后，保证了两齿轮轴线的 平行度与平面度，啮合部位正确，消除了增速机 在高速运转过程中的异常响声。 （３）轴瓦与轴颈的配合顶间隙调整为０。２０ ｍｍ，且接触部位正确，接触点的分布均匀，过 盈量为０．０７ ｍｍ和０．１３ ｍｍ（电机侧），达到技 术要求，保证了轴瓦温度在控制指标之内，为长 周期运行奠定了基础。 ３压缩机部件的检查 ３．１ １口．］题 ３．１．１高压端 止推轴承外表面与轴承盒接触部位有变形， 使轴向间隙在测量的时候容易产生误差，导致安 装过程中轴向间隙的调整出现误差，使机组在运 转过程中容易烧毁止推轴承及止推盘。 轴承盒与轴承座瓦膛的轴向间隙过大，使轴承 盒向下倾斜，导致止推轴承与主轴承位置不准确。 轴承座瓦膛呈椭圆形，尺寸如图４，这是高 压端产生振动的原因之一。 轴瓦瓦块由于多次研磨、高温变形以及机组 振动，致使其不在同一基圆上，由此产生了与瓦 膛的接触不良。 主轴轴承经拆检符合要求。 在基座剖分面上测得的水平情况良好。 １７０—０．１４ ． 、 ＼１７０＋０．０１ ‘ 图４ 高压端轴承座瓦膛尺寸 ３．１．２低压端 主轴轴承经拆检符合要求。 基座剖分面轴向水平测量值为０．７５ ｍｍ／２００ ｍｍ，这是低压端产生大幅振动的最主要原因。 轴瓦瓦块由于多次研磨、高温变形以及机组 振动，致使其不在同一基圆上，由此产生了与瓦 膛的接触不良。 轴承座瓦膛呈椭圆形，尺寸如图５。 １７０－０．１７ ＼１７０＋０．Ｏ｛ 。图５低压端轴承座瓦膛尺寸 ３．２解决对策 ３．２．１高压端 对止推轴承外表面与轴承盒接触部位进行研 磨，使其配合面达到良好接触，消除了止推轴承 卡涩现象，确保测到真实的轴向间隙。 测量轴承盒与轴承座瓦膛的实际轴向间隙， 在端面定位块增加０．１５ ｍｍ垫片，消除了轴承 盒“低头”的现象，保证了止推轴承与主轴轴 承位置的准确。 对瓦膛的椭圆度进行消除。由于压缩机为整 体吊装，将轴承座取出后根据测得的椭圆度重新 第６期 杨治国等：２ＴＹ一１２０／５．５透平压缩机运行中存在的问题及解决 ・４７・ 加工瓦膛，尺寸为＋１７０．５ ｍｍ一０．１０ ｍｍ。 轴瓦定位块按轴瓦瓦膛配合尺寸重新加工， 加工尺寸为：４）１７０．５ ｍｍ一０．０７ ｍｍ，过盈量 ０．０３ ｍｍ。重新加工后，瓦膛与定位块配合面接 触良好，接触面积＞８０％且接触位置正确，符合 安装精度，减小了机组的振动 轴瓦与轴颈的顶间隙调整为０．１７ ｍｍ，过盈 量调整为０．０３ ｍｍ，水平调整为０．０６ ｍｍ／２００ ｍｍ，与增速机的水平方向一致。止推轴承的轴 向间隙调整为０．２４ ｍｍ，油封间隙调整为０．２５ ｍｍ。调整后，减小了油液的泄漏量，保证了轴 承盒内的油压在控制指标之内。 ３．２．２低压端 轴向水平测量值为０．７５ ｍｍ／２００ ｍｍ，但不 具备对基础的重新找正，故从机身底座基础水平 面上进行补偿性校正，在此面上进行单边调整， 调整结果为０．０６ ｍｍ／２００ ｍｍ，其方向性和倾斜 度与增速机高速轴保持一致。 对瓦膛的椭圆度进行消除。由于压缩机为整 体吊装，将轴承座取出后根据测得的椭圆度重新 加工瓦膛，尺寸为￣ｂ１７０．５ ｍｍ一０．１５ ｍｍ。 轴瓦定位块按轴瓦瓦膛配合尺寸重新加工， 加工尺寸为：４）１７０．５ ｍｍ一０．１０ ｍｍ，过盈量 ０．０５ ｍｍ。重新加工后，瓦膛与定位块配合面接 触良好，接触面积＞８０％且接触位置正确，符合 安装精度，减小了机组的振动。 轴瓦与轴颈的顶间隙调整为０．１７ ｍｍ，过盈 量为０．０５ ｍｍ，水平调整为０．０６ ｍｍ／２００ ｍｍ， 与增速机的水平方向一致。油封间隙调整为 ０．２５ ｍｍ。调整后，减小了油液的泄漏量，保证 了轴承内的油压在控制指标之内。 ４转子及固定元件的检查 ４．１检查结果 （１）经检测，转子径向跳动为０．０２ ｍｍ， 符合技术要求，叶轮及平衡鼓相对位置准确，安 装牢固。 （２）机身各级口环迷宫密封径向尺寸超差， 级间迷宫密封符合技术要求，平衡鼓迷宫密封径 向尺寸超差，导叶转动卡涩。 （３）拆检各级气体冷却器，有１台水冷器 列管破损，部分水冷器挡板有松动现象，气体密 封条缺损、老化，密封条尺寸超差。 ４．２解决对策 （１）转子做动平衡试验，符合要求。 （２）机身口环迷宫全部更换，径向尺寸＜ ０．８ ｍｍ，使得各级压力及流量符合设计要求； 机身平衡器迷宫全部更换，径向尺寸＜０．８ １ＴＩＩＴＩ； 平衡管进行彻底疏通，使转子的轴向力平衡问题 得以解决；导叶经除锈、修理毛刺、加装润滑油 后，开启灵活。 （３）各级水冷器挡板更换为不锈钢薄板， 密封条全部更换为聚四氟乙烯材料，并在制造安 装过程中严格控制密封条的各项尺寸，使气体不 泄漏于挡板之外，避免了气体流向紊乱，气流扰 动，从而减小了压缩机的振动，也使气体的冷却 效果得到进一步改善，节约了能耗。 （４）修复列管破裂的水冷器。 ５压缩机与增速机的同轴度 压缩机与增速机的同轴度数据见图６。 ０．０３ ０ Ｏ．Ｏ３ 图６压缩机与增速机的同轴度数据 找正数据符合技术精度要求，为机组的平稳 运行提供了保障。 ６试车后主要指标 转子振动值（ｍｍ，／ｓ）：高压端Ｈ＝２．３，Ｖ＝ ４．９；低压端Ｈ＝０．７，Ｖ＝３．７。 增速机高速轴振动值（ｍｍ／ｓ）：电机侧Ｈ＝ ０．７５，Ｖ＝０．８６；压缩机侧Ｈ＝０．６９，Ｖ＝１．２。 气体流量：导叶开度为７０％时，气体流量≥ ６ ８００ ｍ ／ｈ（检修前＜５ ４００ ｍ ／ｈ）。 末级气体压力：０．４５ ＭＰａ。 电流：６Ｏ Ａ（检修前＜９０ Ａ）。 各项指标完全达到设计要求。 ７结束语 此次检修经试车运行，各项数据均达到了设 计要求，彻底消除了设备存在的问题，保证了机 组的长周期、稳定运行，检修达到了预期效果。
