RIK90-4型空压机排气端轴振动高的原因分析与处理

2013-10-17赵建信岳海文王延召

低温与特气 2013年3期

赵建信，王帅，岳海文，芦川，王延召

(安阳钢铁股份有限公司制氧厂，河南安阳 455004)

安钢制氧厂1#23 500 m3/h制氧机组于2004年11月投产，与空分配套的空压机是由瑞士苏尔寿生产的透平压缩机，型号：RIK90-4，压缩机转子转速：6194 r/min;GE电机，功率：12 000 kW，转速：1500 r/min;四级压缩，前三级各有2个冷却器，第四级排出气体由空冷塔冷却。如图1(机组布置示意图)，电机通过增速机与压缩机相联。电机与增速机通过膜片联轴器联接，增速机与压缩机由刚性联轴器联接。此空压机担负着公司制氧的重要任务，它出现故障将会直接影响到公司的正常生产。此次故障的及时处理，保证了氧气的供应，进而保证了公司的钢铁正常生产。

1 故障现象

RIK90-4空压机排气端轴振动情况是由两测点VIAS1003和VIAS1004的振动值反映出来的，由表1可以看出，从2012年4月到8月，两侧点的振动值呈逐渐增大趋势，8月5日VIAS1003达到50.1 μm，超过了报警值50 μm。长期运行是个设备隐患，需要停车查找原因并处理。

图1 机组布置示意图Fig.1 Layout diagram of unit

表1 排气端轴振动值(μm)Table 1 Exhaust side shaft vibration value(μm)

2 原因分析

能引起轴振动高的主要原因有：机械松动、轴对中不好、轴承故障等［1-4］。

1.机械松动。检查空压机地脚螺栓和轴承压盖螺栓等相关机械部位，发现紧固良好无松动，排除此条原因［5-6］。

2.轴对中不好。透平压缩机各转子间用联轴器联接传递运动和转矩，由于机组的安装误差、工作状态下热膨胀、承载后的变形以及机组的不均匀沉降，有可能造成机组工作时各转子轴线之间产生不对中，从而导致轴振动增高。用激光对中仪检查增速机和压缩机轴对中情况，结果为：增速机偏高：0.567 mm，下开口：0.725 mm，增速机偏东：0.084 mm，东开口：0.025 mm。与表2轴对中标准比较，发现增速机高出0.5～0.7 mm，下开口也超出了范围，不符合对中标准［7-8］。

表2 轴对中标准(mm)Table 2 Shaft alignment standards(mm)

3.轴承故障［9-10］。轴承的间隙和压紧力是轴承安装的两个重要参数，间隙过大容易造成轴振动偏高，间隙过小容易导致轴温高甚至烧瓦;正确的轴承压紧力，既能抑制转动机械的振动，又能保证轴承盖不致变形、结合面不致漏油，因此轴承间隙和压紧力是两个必须检查的参数。首先检查排气端轴承间隙为0.21 mm，符合标准要求(0.18～0.255 mm);接着检查轴承压紧力为0.04 mm，而标准要求为0.05～0.1 mm，不符合标准要求。

综上分析得出结论：引起此空压机振动高的原因有两条：1)轴对中不好;2)轴承压紧力小［11］。

3 处理措施

3.1 轴对中调整

3.1.1 增速机和压缩机轴对中调整

对增速机进行调整，增速机地脚螺栓位置示意图如图2。首先松开增速机四周的定位块，增速机南侧四条地脚螺栓5、6、7、8处分别去掉0.9 mm的垫(0.45 mm+0.45 mm两个垫)。北侧四条地脚螺栓1、2、3、4 分别去掉 0.7 mm 的垫(0.3 mm+0.2 mm+0.2 mm三个垫)，然后上紧地脚螺栓，用激光对中仪对中结果为：增速机偏低：0.019 mm，下开口0.015 mm，增速机偏东：0.117 mm，西开口：0.02 mm。满足对中标准要求。

图2 增速机地脚螺栓位置示意图Fig.2 The diagram of anchor bolt position increasing gear

3.1.2 电机与增速机轴对中调整

增速机一旦调整，电机与增速机的轴对中数据也会变化，因此还要对电机和增速机进行轴对中调整。

拆掉电机与增速机端联轴器，用激光对中仪对电机和增速机进行轴对中检查，结果为：电机偏高1.285 mm，下开口0.25 mm，电机偏西0.229 mm，东开口0.04 mm。与表2轴对中标准比较，电机高出1 mm多，下开口和电机偏西也不符合标准要求，于是调整电机。如图3电机地脚螺栓位置示意图，松开电机南侧5、6、7、8四条地脚螺栓，发现每个地脚下各有3 mm厚的垫(3个0.7 mm+2个0.45 mm)，这四个地脚处分别抽掉2.1 mm的垫(3个0.7 mm)，随后上紧南侧四个地脚螺栓。接着按照同样的方法，电机北侧四条地脚1、2、3、4处分别抽调1.4 mm的垫(2个0.7 mm)。拧紧地脚螺栓后激光对中仪结果为：电机偏高0.165 mm，下开口0.25mm，电机偏东0.008 mm，西开口0.75 mm。下开口和西开口都超出了对中标准，这时我们发现在地脚螺栓紧固的情况下南侧5、7、8螺栓处的垫片没有压住，也就是地脚存在软脚，可能是基础不平或垫铁上有杂物未清理干净，于是松开地脚螺栓，发现在7和8之间的销孔周围的垫铁上有固体胶状物，清理干净后6、8两个地脚处再抽去0.15 mm的垫(原来有两个0.45 mm的垫，去掉一个换成0.30 mm)。5、7地脚处暂不垫垫片，拧紧6、8两条地脚螺栓，重新对中结果为：电机偏高 0.185 mm，下开口0.025 mm，电机偏西0.093 mm，西开口0.05 mm。垂直方向对中基本可以。这时用塞尺塞5处的缝隙为1.05 mm，于是垫上1.05 mm的垫片，塞7处的缝隙为0.75 mm，垫上0.75 mm的垫片，而后拧紧全部地脚螺栓，检查螺栓不再有软脚。电机偏西且西开口，水平方向需要向东调整电机，激光对中仪动态调整水平方向的轴对中，在地脚螺栓3和7位置处分别打上百分表，松掉1、2、3、4四条地脚螺栓，1处的顶丝向东顶电机，3处百分表到0.13 mm停下，对中仪显示电机偏东0.03 mm。这时重新对中结果为：电机偏高0.181 mm，下开口0.04 mm，电机偏东0.036 mm，西开口0.045 mm，满足对中标准，拧紧所有地脚螺栓，至此轴对中调整完毕［12］。