煤氣羅茨風(fēng)機(jī)故障振動分析與修復(fù)

山東錦工有限公司是一家專業(yè)生產(chǎn)羅茨鼓風(fēng)機(jī)、羅茨風(fēng)機(jī)用幾年后會出現(xiàn)振動噪音，羅茨鼓風(fēng)機(jī)廠家教你解決振動問題
羅茨真空泵、回轉(zhuǎn)風(fēng)機(jī)等機(jī)械設(shè)備公司，位于有“鐵匠之鄉(xiāng)”之稱的山東省章丘市相公鎮(zhèn)，近年來，錦工致力于新產(chǎn)品的研發(fā)，新產(chǎn)品雙油箱羅茨風(fēng)機(jī)、水冷羅茨風(fēng)機(jī)、油驅(qū)羅茨風(fēng)機(jī)、低噪音羅茨風(fēng)機(jī)，贏得了市場好評和認(rèn)可。

寧夏煤化集團(tuán)有限公司現(xiàn)有兩臺JGR450羅茨風(fēng)機(jī)，其運行方式為一開一備，主要作用是輸送煤氣，保證焦?fàn)t產(chǎn)生的煤氣能夠及時抽走，為后續(xù)的煤氣凈化保證一定的壓力。當(dāng)羅茨鼓風(fēng)機(jī)出現(xiàn)故障停機(jī)，一方面給企業(yè)正常生產(chǎn)帶來損失，另一方面焦?fàn)t煤氣無法及時供送，使得焦?fàn)t煤氣對環(huán)境造成嚴(yán)重污染。
1、羅茨風(fēng)機(jī)在煤化工的重要性及工藝背景
羅茨風(fēng)機(jī)是煤化工煤氣輸送的關(guān)鍵設(shè)備，它不但在焦化生產(chǎn)中起至關(guān)重要作用，而且在整個流程中屬不可或缺的關(guān)鍵設(shè)備。從焦?fàn)t來的荒煤氣、氨水、焦油首先在氣液分離器進(jìn)行氣液分離，分離出的粗煤氣分別進(jìn)入初冷器；在初冷器上段，用循環(huán)水間接冷卻煤氣冷卻至45℃，再經(jīng)下段制冷水間接冷卻，使煤氣進(jìn)一步降溫至22℃，冷卻后的煤氣進(jìn)入電捕焦油器，最后進(jìn)入煤氣羅茨鼓風(fēng)機(jī)，煤氣羅茨鼓風(fēng)機(jī)最主要的作用就是對煤氣進(jìn)行加壓。它的運行正常與否，直接影響系統(tǒng)安全穩(wěn)定。為此，努力保證煤氣羅茨鼓風(fēng)機(jī)完好是設(shè)備管理工作的重任（如圖1）。
該煤氣羅茨鼓風(fēng)機(jī)自投運以來一直運行良好，正常情況下，振動是一種隨機(jī)振動，振動參數(shù)總是在某一平均值附近波動，隨時間變化而變化的現(xiàn)象不明顯。在2012年4月14日，突然出現(xiàn)機(jī)組振動加劇。由于機(jī)組僅安裝了位移報警連鎖，沒有安裝振動報警連鎖，所以集控室顯示設(shè)備正常，我們操作人員根據(jù)操作經(jīng)驗，采用了緊急停車。
2、羅茨鼓風(fēng)機(jī)產(chǎn)生振動原因分析
JGR450羅茨鼓風(fēng)機(jī)機(jī)組主要由電機(jī)、液力偶合器、增速器、羅茨風(fēng)機(jī)本體、潤滑系統(tǒng)、現(xiàn)場檢測儀表以及進(jìn)出口管道必備閥門等組成。其主機(jī)由定子、轉(zhuǎn)子、軸承、軸承箱和底座等構(gòu)成。針對現(xiàn)場振動，做如下原因分析：
2.1 轉(zhuǎn)子的不平衡量（偏心質(zhì)量和偏心力矩）
機(jī)組在投入運行的一段時間后，隨著壓力負(fù)荷的增加，其振幅會發(fā)生變化，一般是由小到大的趨勢。引起振動原因主要有以下幾點：
（1）轉(zhuǎn)子葉輪葉片和輪盤的腐蝕；（2）局部的氣流沖刷，不均勻腐蝕和穿孔；（3）轉(zhuǎn)子葉輪流道的堵塞。
2.2 氣流喘振因素
羅茨風(fēng)機(jī)喘振就是風(fēng)機(jī)小流量下的一種不正常情況。喘振現(xiàn)象包括兩方面的因素：羅茨風(fēng)機(jī)的氣流在一定的條件下出現(xiàn)“旋轉(zhuǎn)脫離”是產(chǎn)生喘振的內(nèi)在因素；與羅茨風(fēng)機(jī)聯(lián)合工作的管網(wǎng)系統(tǒng)的特征是其外界條件，只有外界條件適合于內(nèi)在因素時羅茨風(fēng)機(jī)才發(fā)生喘振現(xiàn)象。羅茨鼓風(fēng)機(jī)產(chǎn)生喘振時的特征表現(xiàn)主要有下列幾種：
（1）氣流參數(shù)產(chǎn)生大幅度脈動。（2）聲音異常，一般會發(fā)生周期性的脈動噪音、周期性的低頻吼叫聲或喘氣聲。（3）機(jī)組振動加劇，一般多為低頻振動，振動頻率與管網(wǎng)容量的平方成正比，喘振現(xiàn)象產(chǎn)生的原因除上述機(jī)理外，還有外界客觀因素，如化工工藝控制；系統(tǒng)壓力突然升高到高于排氣壓力；進(jìn)氣溫度升高，羅茨鼓風(fēng)機(jī)排氣壓力下降，低于系統(tǒng)壓力，進(jìn)氣吸力下降造成羅茨鼓風(fēng)機(jī)排氣壓力成比例降低，羅茨鼓風(fēng)機(jī)出口有異物等均能使機(jī)組發(fā)生喘振。
2.3 轉(zhuǎn)子安裝不當(dāng)造成的葉輪和定子軸向位置發(fā)生干涉引起的振動
主要表現(xiàn)在動靜部分發(fā)生摩擦，機(jī)組溫度過高，密封套部件變形磨損起不到密封作用。導(dǎo)致密封間隙過大，氣流經(jīng)過風(fēng)機(jī)時，軸向力過大，轉(zhuǎn)子在定子中的軸向位置發(fā)生竄動，引起振動。
其他有關(guān)振動產(chǎn)生的常見原因有：
（1）轉(zhuǎn)子主軸發(fā)生彎曲，機(jī)械跳動超差。
（2）轉(zhuǎn)子與定子發(fā)生碰撞摩擦。
（3）電氣元件安裝不當(dāng)。如鉑熱電阻、測振探頭、溫度計等儀表元件。
2.4 機(jī)組軸系找正原因
電機(jī)、偶合器、風(fēng)機(jī)之間的軸系找正。按照機(jī)組找正曲線進(jìn)行找正，檢修后進(jìn)行機(jī)組整個軸系的重新檢查。
2.5 軸承故障引起的振動。
主要原因有：
（1）油膜引起振動。軸承間隙過大和過小都無法形成起潤滑保護(hù)的油膜。瓦塊再起不到潤滑作用時就會發(fā)生瓦塊磨損甚至燒壞瓦塊巴氏合金，軸承起不到支撐和止推作用，從而使得機(jī)組發(fā)生振動。
（2）軸承壓蓋部件松動。軸承箱內(nèi)軸承壓蓋螺絲松動或機(jī)體底座螺絲松動，機(jī)組運行時無預(yù)緊力也會發(fā)生振動。
（3）油品、油質(zhì)問題。國家標(biāo)準(zhǔn)油品化驗要達(dá)到NAS7級。潤滑系統(tǒng)的油質(zhì)回油溫度過高或潤滑油含雜質(zhì)，油品長期潤滑變質(zhì)。
（4）潤滑油進(jìn)、出油管路堵塞。
羅茨風(fēng)機(jī)產(chǎn)生振動的原因是復(fù)雜的的，經(jīng)綜合分析，此次風(fēng)機(jī)振動主要為：
（1）軸承箱內(nèi)軸承壓蓋螺絲松動；
（2）密封磨損嚴(yán)重，密封間隙過大；
（3）軸系問題，風(fēng)機(jī)與變速器不同軸。
3、修復(fù)方法
3.1 定子部分
拆解機(jī)殼中分面螺栓、地腳螺栓，拆卸機(jī)殼大蓋；拆卸軸承箱蓋，軸承；吊出轉(zhuǎn)子；拆卸上、下機(jī)殼密封套；機(jī)殼、隔板噴砂處理；機(jī)殼中分面拋光輪清理；按照圖紙重新照配密封套。
3.2 轉(zhuǎn)子修復(fù)
（1）轉(zhuǎn)子噴砂除銹，保護(hù)好軸徑、推力盤、聯(lián)軸器等部位；
（2）手工清理噴砂不干凈的地方；
（3）轉(zhuǎn)子葉輪著色探傷檢查，發(fā)現(xiàn)葉輪完好無裂紋；
（4）轉(zhuǎn)子按合格證明書打表檢查機(jī)械跳動。打表檢測，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)子軸變形彎曲0.28mm，參照設(shè)備運行技術(shù)要求，確定主軸報廢不能使用，對此我們及時跟廠家取得聯(lián)系，更換一臺新轉(zhuǎn)子。
（5）熱拆原轉(zhuǎn)子聯(lián)軸器，標(biāo)記位置；
（6）把舊聯(lián)軸器熱裝于新轉(zhuǎn)子上；
（7）打表檢查轉(zhuǎn)子各項跳動并檢查電氣不圓度，操作規(guī)范參照陜鼓典型工藝手冊。
（8）轉(zhuǎn)子低速動平衡。
轉(zhuǎn)子重量1038kg，平衡精度G1.6，允許不平衡量3954.3g·mm，工作轉(zhuǎn)速4340r/min，磨削去重，磨削深度不大于0.4mm，粗超度Ra6.3，光滑過渡。
3.3 機(jī)組現(xiàn)場組裝
按照典型裝配工藝進(jìn)行。
（1）方向同軸度≤0.03mm，垂直方向轉(zhuǎn)子中心低0.08～0.12mm；
（2）檢查隔板同軸度，隔板與機(jī)殼同軸度≤0.025mm；
（3）轉(zhuǎn)子軸向?qū)χ卸ㄎ唬?br /> （4）按羅茨鼓風(fēng)機(jī)出廠合格證照配更換羅茨鼓風(fēng)機(jī)全套密封、油封；
（5）根據(jù)要求配鉆支推軸承上軸瓦測溫孔及止動銷孔；
（6）根據(jù)要求配鉆支撐軸承上軸瓦測溫孔及止動銷孔；
（7）按照合格證調(diào)整支推軸承、支撐軸承間隙及過盈；
（8）扣合上機(jī)殼，檢查自由間隙；
（9）調(diào)整風(fēng)機(jī)與變速器的同軸度，使之符合煤氣羅茨鼓風(fēng)機(jī)機(jī)組安裝要求；
（10）安裝聯(lián)軸器及護(hù)罩，檢查各螺栓是否松動。
4、效果評價
機(jī)組檢修結(jié)束，經(jīng)啟動試車，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速逐步提高至3800r/min后，使用手動測振儀檢測風(fēng)機(jī)的振動在0.08um范圍，同時使用測溫儀測軸承溫度小于48℃，電流穩(wěn)定在34A，在運行48小時后停車備用。

山東錦工有限公司

地址：山東省章丘市經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)
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