1 概述
邯钢动力厂1996年建成投产的15000m3／h 制氧机为邯钢的炼钢生产发挥了巨大的作用。 该制氧机的安全稳定运行对炼钢生产影响很 大。空压机是制氧机配套的关键设备，自投产以来，由于存在各方面的原因，多次发生三、 四级轴振过高现象，振动值最高达90μm，已 不能够正常运行。至今揭盖检修多次，每次检修时发现二、三、四级叶轮积垢严重，积垢最 厚达30mm，四级叶轮叶片根部严重磨损，最 大损伤量在轴向达10mm。每一次检修后，其轴振动都能大幅下降，但运行几个月后，振动 值又逐渐上升。近几年，对空压机轴振动进行 多次分析和处理，轴振动已明显好转，由最初的运行时间2000小时逐步提高到现在的8000 小时。
该空压机为三轴四级离心式压缩机，压缩 机由电动机通过齿式联轴器驱动增速器大齿轮 及两侧平行配置的两个从动小齿轮轴，四个叶轮呈H型布置于两个小齿轮轴端，机组设三 个中间冷却器。该机配有美国BENTLY测振系 统，分别对高、低速轴8个测点(近似水平、垂直方向)轴振动值进行监测。该机的振动报 警停车值
低速轴：60μm／75μm 高速轴：55μm／ 70μm
2 空压机轴振动及处理情况
该空压机从1996年建成投产至今，多次 发生三、四级轴振动，报警停车，振幅最高达90μm，被迫退出运行进行检修。从每次拆开检查发现：三四级轴承磨损严重；二、三、四 级叶轮积垢严重，特别是2000年5月份拆检， 二、四级叶轮积灰严重，四级叶轮叶片迎风面呈锯齿形，最大损伤量轴向达10mm，此处叶 片有蜂窝状伤痕。
根据检查结果，我们先后采取的修理方法 主要是(1)对轴承进行改造，将现用的椭圆 瓦轴承改造为抗振性较好的可倾瓦块轴承。 (2)电机与压缩机进行同心度检查和调整。 (3)用机械方法对各级叶轮除垢，对磨损的叶 轮进行修复并做好平衡校验。(4)空气过滤器系统全部拆检并对局部改进。(5)对各级冷却 器进行清扫、打压、试漏，对冷却器壳体和级 间管道进行防腐蚀处理。经过检修以后的空压机投入运行其三、四级轴振动在30μm以内， 最好的时候振幅在20μm以下。从运行周期上 看，已由过去的运行时间2000余小时提高至今8000余小时，效果明显。
3 原因分析
导致透平压缩机振动的原因很多，压缩机 设计、制造、安装、运行和维护等各个环节失 误都可能引起振动。国产15000m3／h 制氧机配 套DH90空压机，在国内空分系统各厂家实际 运行中曾程度不同地出现过振动超标等各种问 题。我们结合本厂及国内同类型设备的有关情况，进行了多方面认真分析、研究，认为该设 备出现上述问题的原因除设备设计、制造中可 能存在的某些薄弱环节外，有以下原因。
3．1 轴振动
为分析三、四级轴振动产生的原因，在每 次停车检修前，从BENTLY接口引出信号送入 频谱仪进行分析。振动能量最主要反映在 150Hz，其余振动能量反映在120Hz、300Hz、 450142、600Hz。根据各转动部件的转速判断： 150Hz为高速轴基频，120Hz为低速轴基频， 其余为高速轴倍频。由于振动能量集中在高速 轴基频，我们分析认为振动超标是高速轴动不平衡所至。每次拆检，二、三、四级叶轮积垢 严重，由于积垢不均匀脱落破坏了转子的动平 衡。引起积灰的原因主要以下几个方面：
1．空气过滤效果差
压缩机安装现场位于炼钢风向下方，附近 有凉水池，使得吸入空气灰尘、油污含量高且 湿度大。从目前使用情况看，所使用脉冲袋式空气过滤器效果不甚理想，造成叶轮积灰严 重，压缩机在运转中，积在叶轮上灰尘或其他 氧化物会不均匀脱落，使转子平衡被破坏，造成机组振动增大，这是引起振动的主要原因。
2．中间冷却器及级间管锈蚀
空气中间冷却器及级间管材质为普通碳 钢，空气中带腐蚀性成份的冷凝水对冷却器外 壳内壁及管道腐蚀严重，若腐蚀生成的物质冲 刷叶轮或附着在叶轮上，就可能造成转子平衡 破坏，振动加剧
3．2 四级叶轮损伤
该空压机是高速旋转设备，对空气中夹带 的机械物质较敏感，一旦出现损伤发展也快。 初步分析叶轮的损伤是机械物质冲击造成。机 械物质来源主要有：
1．中间冷却器析出的冷凝水
中间冷却器的排水方式不当或不及时，将 会造成冷凝水积集，积水在冷却器内增多后容 易被气流夹带对叶轮产生冲击。!/Rn
2．中间冷却器及级间管内腐蚀生成物
由于部分级间管道的材质是普碳钢，在冷 凝水和空气中有害成份的浸润下锈蚀严重，出 现锈皮脱落。作防腐处理前，冷却器简体和级 间管有大量铁锈，这些物质随气流对高速旋转 的四级叶轮造成较为严重冲击
4 治疗措施
4．1 改进轴承
选用抗振性好的轴承，本机最初采用的是 椭圆瓦轴承，我们决定采用抗振性好的可倾瓦轴承。1997年8月，利用一次停车机会，对 轴承进行改造。可倾瓦轴承由5个活动瓦块组 成，瓦块倾斜度可随轴颈位置不同而自动调整。改造后，运转周期提高近一倍。根据历次 的检修记录和运行效果发现：在轴瓦装配时轴 瓦与轴颈的间隙控制在(1．2／1000—1．5／1000) D．过盈量O．03~O．05mm。由于可倾瓦的一组 5个瓦块是一次加工成型的，在轴瓦更换时应 当5个瓦块同时更换，避免只更换单个瓦块。
4．2 改造空气吸入系统7/R
1．针对过滤器过滤效果差，对排灰阀和 内部结构进行改造，将原来闸板排灰阀改为蝶 型旋转阀，使积灰容易排出，对内部流道进行 改造，便于气体与灰尘分离，减少吸人空气灰 尘量。
2．对进气管道、级间管道和冷却器外壳 及内部进行彻底除锈，并进行防腐处理，避免 了氧化物对叶轮冲击。
3．空气过滤器附近有一露天换热水池， 使吸人空气湿度增大，使空气过滤器堵塞，叶 轮积灰严重。1999年将水池移开，根据近一 年观察，对降低振动效果明显。
4．3 四级叶轮损伤处理
用风动砂轮对叶片进行修磨，将迎风面修 磨光滑，着色探伤检查修磨后的叶片。并对转 子做动平衡，至今已修复两次，修复投运后各项指标正常。根据造成叶轮损伤原因，对中间 冷却器进行防腐处理。要求运行岗位加强巡 检，定期排放冷凝水，避免气流夹带的冷凝水 对叶轮产生冲击。
5 结束语
采取以上治理措施后，运行结果表明，空 压机运行周期已由过去的3个月延长到现在的 一年多，取得了良好的经济效益，确保了公司 生产的需要。
邯钢动力厂1996年建成投产的15000m3／h 制氧机为邯钢的炼钢生产发挥了巨大的作用。 该制氧机的安全稳定运行对炼钢生产影响很 大。空压机是制氧机配套的关键设备，自投产以来，由于存在各方面的原因，多次发生三、 四级轴振过高现象，振动值最高达90μm，已 不能够正常运行。至今揭盖检修多次，每次检修时发现二、三、四级叶轮积垢严重，积垢最 厚达30mm，四级叶轮叶片根部严重磨损，最 大损伤量在轴向达10mm。每一次检修后，其轴振动都能大幅下降，但运行几个月后，振动 值又逐渐上升。近几年，对空压机轴振动进行 多次分析和处理，轴振动已明显好转，由最初的运行时间2000小时逐步提高到现在的8000 小时。
该空压机为三轴四级离心式压缩机，压缩 机由电动机通过齿式联轴器驱动增速器大齿轮 及两侧平行配置的两个从动小齿轮轴，四个叶轮呈H型布置于两个小齿轮轴端，机组设三 个中间冷却器。该机配有美国BENTLY测振系 统，分别对高、低速轴8个测点(近似水平、垂直方向)轴振动值进行监测。该机的振动报 警停车值
低速轴：60μm／75μm 高速轴：55μm／ 70μm
2 空压机轴振动及处理情况
该空压机从1996年建成投产至今，多次 发生三、四级轴振动，报警停车，振幅最高达90μm，被迫退出运行进行检修。从每次拆开检查发现：三四级轴承磨损严重；二、三、四 级叶轮积垢严重，特别是2000年5月份拆检， 二、四级叶轮积灰严重，四级叶轮叶片迎风面呈锯齿形，最大损伤量轴向达10mm，此处叶 片有蜂窝状伤痕。
根据检查结果，我们先后采取的修理方法 主要是(1)对轴承进行改造，将现用的椭圆 瓦轴承改造为抗振性较好的可倾瓦块轴承。 (2)电机与压缩机进行同心度检查和调整。 (3)用机械方法对各级叶轮除垢，对磨损的叶 轮进行修复并做好平衡校验。(4)空气过滤器系统全部拆检并对局部改进。(5)对各级冷却 器进行清扫、打压、试漏，对冷却器壳体和级 间管道进行防腐蚀处理。经过检修以后的空压机投入运行其三、四级轴振动在30μm以内， 最好的时候振幅在20μm以下。从运行周期上 看，已由过去的运行时间2000余小时提高至今8000余小时，效果明显。
3 原因分析
导致透平压缩机振动的原因很多，压缩机 设计、制造、安装、运行和维护等各个环节失 误都可能引起振动。国产15000m3／h 制氧机配 套DH90空压机，在国内空分系统各厂家实际 运行中曾程度不同地出现过振动超标等各种问 题。我们结合本厂及国内同类型设备的有关情况，进行了多方面认真分析、研究，认为该设 备出现上述问题的原因除设备设计、制造中可 能存在的某些薄弱环节外，有以下原因。
3．1 轴振动
为分析三、四级轴振动产生的原因，在每 次停车检修前，从BENTLY接口引出信号送入 频谱仪进行分析。振动能量最主要反映在 150Hz，其余振动能量反映在120Hz、300Hz、 450142、600Hz。根据各转动部件的转速判断： 150Hz为高速轴基频，120Hz为低速轴基频， 其余为高速轴倍频。由于振动能量集中在高速 轴基频，我们分析认为振动超标是高速轴动不平衡所至。每次拆检，二、三、四级叶轮积垢 严重，由于积垢不均匀脱落破坏了转子的动平 衡。引起积灰的原因主要以下几个方面：
1．空气过滤效果差
压缩机安装现场位于炼钢风向下方，附近 有凉水池，使得吸入空气灰尘、油污含量高且 湿度大。从目前使用情况看，所使用脉冲袋式空气过滤器效果不甚理想，造成叶轮积灰严 重，压缩机在运转中，积在叶轮上灰尘或其他 氧化物会不均匀脱落，使转子平衡被破坏，造成机组振动增大，这是引起振动的主要原因。
2．中间冷却器及级间管锈蚀
空气中间冷却器及级间管材质为普通碳 钢，空气中带腐蚀性成份的冷凝水对冷却器外 壳内壁及管道腐蚀严重，若腐蚀生成的物质冲 刷叶轮或附着在叶轮上，就可能造成转子平衡 破坏，振动加剧
3．2 四级叶轮损伤
该空压机是高速旋转设备，对空气中夹带 的机械物质较敏感，一旦出现损伤发展也快。 初步分析叶轮的损伤是机械物质冲击造成。机 械物质来源主要有：
1．中间冷却器析出的冷凝水
中间冷却器的排水方式不当或不及时，将 会造成冷凝水积集，积水在冷却器内增多后容 易被气流夹带对叶轮产生冲击。!/Rn
2．中间冷却器及级间管内腐蚀生成物
由于部分级间管道的材质是普碳钢，在冷 凝水和空气中有害成份的浸润下锈蚀严重，出 现锈皮脱落。作防腐处理前，冷却器简体和级 间管有大量铁锈，这些物质随气流对高速旋转 的四级叶轮造成较为严重冲击
4 治疗措施
4．1 改进轴承
选用抗振性好的轴承，本机最初采用的是 椭圆瓦轴承，我们决定采用抗振性好的可倾瓦轴承。1997年8月，利用一次停车机会，对 轴承进行改造。可倾瓦轴承由5个活动瓦块组 成，瓦块倾斜度可随轴颈位置不同而自动调整。改造后，运转周期提高近一倍。根据历次 的检修记录和运行效果发现：在轴瓦装配时轴 瓦与轴颈的间隙控制在(1．2／1000—1．5／1000) D．过盈量O．03~O．05mm。由于可倾瓦的一组 5个瓦块是一次加工成型的，在轴瓦更换时应 当5个瓦块同时更换，避免只更换单个瓦块。
4．2 改造空气吸入系统7/R
1．针对过滤器过滤效果差，对排灰阀和 内部结构进行改造，将原来闸板排灰阀改为蝶 型旋转阀，使积灰容易排出，对内部流道进行 改造，便于气体与灰尘分离，减少吸人空气灰 尘量。
2．对进气管道、级间管道和冷却器外壳 及内部进行彻底除锈，并进行防腐处理，避免 了氧化物对叶轮冲击。
3．空气过滤器附近有一露天换热水池， 使吸人空气湿度增大，使空气过滤器堵塞，叶 轮积灰严重。1999年将水池移开，根据近一 年观察，对降低振动效果明显。
4．3 四级叶轮损伤处理
用风动砂轮对叶片进行修磨，将迎风面修 磨光滑，着色探伤检查修磨后的叶片。并对转 子做动平衡，至今已修复两次，修复投运后各项指标正常。根据造成叶轮损伤原因，对中间 冷却器进行防腐处理。要求运行岗位加强巡 检，定期排放冷凝水，避免气流夹带的冷凝水 对叶轮产生冲击。
5 结束语
采取以上治理措施后，运行结果表明，空 压机运行周期已由过去的3个月延长到现在的 一年多，取得了良好的经济效益，确保了公司 生产的需要。
(文/小编)
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