螺杆压缩机长周期运行问题分析及对策

2020-12-29李奇

中国电气工程学报 2020年6期

关键词：故障问题

李奇

摘要：此次研究重点分析螺杆压缩机的运行问题，针对故障问题提出有效的检修措施，全面维护螺杆压缩机运行效益。通过检修结果可知，螺杆压缩机运行状态稳定，实现预期目标，整个装置的运行安全性高。

关键词：螺杆压缩机;长周期运行;故障问题;检修对策

某企业石蜡装置中包含2台螺杆压缩机，均为淘汰压缩机。2台螺杆压缩机的介质均为氨，吸气压力为0.2MPa，排气压力为1.45MPa，功率为450Kw，转速为每分钟2960r。

1、螺杆压缩机工艺流程

1.1氨系统流程

蒸发氨气可以利用人口过滤器进入到压缩机设备中，在阴阳转子作用下，气体会被过度压缩，此时压力持续增加，温度也会上升。润滑油通过油泵注入压缩机体，氨气被压缩后，可以吸收润滑油的热量，以此降低自身温度。通过压缩机排出后，氨气会进入到油气分离器，此时氨气会利用分离器顶部进入到蒸发空冷系统中进行冷却吹，在蒸发器中利用气化释放冷量方式冷却，之后通过气液分离器返回到压缩机内部。

1.2润滑油流程

采用油泵可以将润滑油注入到压缩机内部，充分混合压缩氨气之后，可以起到明显的降温效果。通过压缩机排出之后，氨气和润滑油会一同进入到油气分离器内，通过分离器底部排出润滑油，利用油泵、冷却器、过滤器和管道阀门进入到压缩机内部。

压缩机上具备能量调节设施，能够对油塞位置的润滑油进出进行控制，同时可以使油塞两侧压力变化，促使滑阀在转子腔内位移，改变转子工作长度，调节压缩机能量，确保机组处于高效运行状态。

2、螺杆压缩机运行问题分析

2.1低油压所致联锁停机

在开启压缩机时，油压处于1.2-1.3MPa内，出口压力处于0.9-1.0MPa内，为了满足联锁要求，必须确保油压高于出口压力。如果压缩机负荷上升60%，则油温度持续上升，油压力降低1.1-1.2MPa，出口压力上升1.0-1.1MPa，达到联锁保护临界值。如果压缩机负荷不断上升，油温度升高，会导致压缩机出现联锁停机事故。尽管油温度增加，但是联锁时的油温正常。因此可以排除由于油温升高所致油压过低问题。针对低油压所致联锁停机故障，可以采用以下措施处理：第一，更换新的润滑油，疏通油管油路;第二，检查和维修润滑油循环泵，更换压缩机机头。如果采用上述处理措施没有解决联锁停机问题，操作人员必须控制压缩机操作负荷，同时观察油压和出口压力数值。当接近联锁保护临界值时，必须降低压缩机负荷，避免出现联锁停机故障。

2.2压缩机严重振动

螺桿压缩机运行期间出现严重振动问题，按照检修人员检测的数据可知，前轴承垂直方向最大振动位移参数约为23.8μm，振动达到临界值。因此必须综合考虑多方面因素，同时采取合理有效的处理措施：第一，注重检验压缩机的吸液、抽空现象;第二，联合钳工进行找正，同时检查轴承完好性与地脚螺栓的紧固性;第三，联合电工检查电机轴承运行情况，注重更换机头。通过上述措施，没有改善设备振动问题。因此可能是由于机头使用时间比较长，加大阴阳转子的缝隙，从而导致阴阳转子之间的稳定性较差。在检修期间，检修人员采用旧机头更换报废机头，因此没有从根本上解决问题，

3、螺杆压缩机长周期运行检修与维护措施

3.1更换新机头

由于螺杆压缩机生产企业不再生产同型号的机头，因此采用线机头，该类机头的压缩效率很高。在更换机头时，将原有滑动机头转变为滚动轴承。由于该类轴承具备较大摩擦力，运行温度比较高，如果轴承制冷剂出现闪蒸问题，将会破坏轴承润滑油沫，从而导致轴承内部金属直接接触金属，极易损伤轴承。为了防止油沫破碎所致润滑效果变差，必须通过油泵提升油压力，确保压力大于排气压力，防止供油部位压力低，导致制冷剂闪蒸问题。滚动轴承的摩擦力比较小，因此不会产生高温，可以在油沫状态下运行，所以不需要使用油泵增加油压力，润滑油可以通过出入口压差，实现机组内循环运行。新型机头联锁值的油压必须高于出口压力，以此处理压缩机负荷加大、油压下降所引发的联锁停机事故。

3.2机组润滑油油路改造

此次改造项目所应用的新机头与旧机头的构造区别比较大，因此必须联合新技术改造油路。不仅包含去四通阀与去机头油路，也包含前轴承、后轴承的注油点。由于增加注油点，可以确保不同点润滑具备针对性，可以明显减少润滑油循环量，缩小改造后的油路管径。由于减少循环油量，会使油泵功耗降低，阴阳转子在搅拌润滑油时，也可以减小功耗。完成改造升级后，进行试机操作，在开启油泵之后会产生大油压，之后全部开启油泵循环阀，才可以确保油压处于正常范围。开启后即使油温上升，油压也处于正常范围，不会出现降低情况。

在过压缩工况下，容积比较高，压缩机排气压力大于系统排气压力，气体会从吸气压力压缩到排气压力，由定容膨胀到系统排气压力，在排气过程中，会产生额外功耗。在欠压缩工况下，容积比交底，压缩机排气压力小于系统排气压力。气体从吸气压力压缩到排气压力，此时工作容积和排气口连接，排气管道内的气体会呈倒流趋势，此时工作容积气体由定容压缩到系统排气压力，之后完成排气过程。

3.3容积比的可调性

随着螺杆压缩机转子容积的缩小，转子齿间容积会压缩内部气体，直至工作容积和排气口边缘相连通，该过程被称为内压缩过程。在压缩末期，工作容积内的气体压力被称为压缩终期压力。压缩邻近终期时，才开始排气。在部分工况下，压缩终期压力和机组排气压力不一致，会导致容积内部气体压力突增或者突降，此时就会产生等容膨胀，使压力与背压相等时，再开展排气过程。在应用螺杆压缩机时，应当分析压缩机容积比与系统容积比关系。

4、升级改造的运行效果

4.1降低联锁停机频率

在完成改造后，首次开车因重新配置润滑油管道，所致油路过滤器堵塞联锁停机，之后压缩机均处于平稳运行状态，没有出现联锁停机事故。

4.2压缩机振动减轻

在检修处理后，压缩机的振动值明显降低，确保设备长周期运行的平稳性和安全性。

5、结束语

综上所述，螺杆压缩机升级改造支护，能够减少设备的联锁停机此时，确保设备的运行能力与运行平稳性。通过使用新型线机头，改变润滑油注油位置与注油量。应用容积比可调节技术，明显减少压缩机运行电耗，经济效益显著。

参考文献

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