一、前言

　　雙螺桿壓縮機是我國石油化工的主要氣體壓縮設(shè)備之一，壓縮機是典型的旋轉(zhuǎn)機械，又是生產(chǎn)流程中的關(guān)鍵設(shè)備。作為核心設(shè)備的螺桿壓縮機組在工藝流程中占據(jù)著重要的地位，其運行狀態(tài)的好壞將直接影響整個壓縮機組裝置的安全性和可靠性及生產(chǎn)效率，一旦發(fā)生故障，將極有可能引起整套裝置的癱瘓，嚴重降低生產(chǎn)效率并帶來巨大的經(jīng)濟損失。螺桿壓縮機組運行條件苛刻：單機組、長周期連續(xù)運轉(zhuǎn)、高壓力、加上工況復雜多變。常常出現(xiàn)機組動不平衡、動靜碰擦、喘振等故障，造成非計劃停機，增加停產(chǎn)損失和維修費用。因此，對壓縮機進行狀態(tài)監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)和排除可能出現(xiàn)的故障，保證裝置的順利生產(chǎn)，極其重要。

　　二、雙螺桿壓縮機工作原理

　　螺桿壓縮機屬容積型壓縮機，工作原理和往復式壓縮機相同，它利用機腔內(nèi)一對相互齒合的陰陽轉(zhuǎn)子在機體內(nèi)作回轉(zhuǎn)運行，周期性地改變轉(zhuǎn)子每對齒槽間的容積來完成吸入、壓縮和排出三個過程。

　　螺桿壓縮機內(nèi)氣體流動方向如圖1所示，吸氣口及排氣口兩者幾乎成對角線，但實際進排氣方位為上進上排形式。螺桿壓縮機具有兩個旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子（陽轉(zhuǎn)子與陰轉(zhuǎn)子）水平且平行地配置在氣缸體內(nèi)，支于進排氣座的軸承上。在陰、陽螺桿轉(zhuǎn)子上的排氣端外側(cè)裝有止推軸承，承受由吸入和排出壓力差而產(chǎn)生的軸向推力。在吸入側(cè)和排出側(cè)的軸承與螺桿轉(zhuǎn)子之間設(shè)有軸封裝置，在軸封裝置靠近螺桿轉(zhuǎn)子端充入氮氣以防止軸承的潤滑油漏入氣缸和氣缸內(nèi)氣體向外泄漏。

　　陰、陽螺桿轉(zhuǎn)子在吸氣端外側(cè)均設(shè)置有同步齒輪，同步齒輪的速比與螺桿轉(zhuǎn)子的速比相等。陰、陽螺桿轉(zhuǎn)子靠軸承支撐和同步齒輪厚薄片的調(diào)整來保證陰、陽轉(zhuǎn)子之間，轉(zhuǎn)子外圓與氣缸體之間以及轉(zhuǎn)子端面與氣缸端面之間均保持極小的間隙，工作時互不接觸，不會摩擦也不需要潤滑。為了獲得轉(zhuǎn)子之間的間隙最小值，減小熱膨脹對間隙的影響，氣缸內(nèi)腔噴入適量的凝縮油，以控制因壓縮而升高的排氣溫度，使原本絕熱過程基本趨于等溫壓縮過程，并有效地提高容積效率和絕熱效率，從而減少功耗及降低噪聲。

　　機組主要由LG60/1.0型可燃氣螺桿壓縮機、主電動機、工藝氣系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)、噴凝縮油系統(tǒng)、潤滑油系統(tǒng)、密封系統(tǒng)、排污系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等組成。其中工藝氣系統(tǒng)由吸氣、壓縮、排氣系統(tǒng)及旁路系統(tǒng)組成，各系統(tǒng)配備相應(yīng)的安全保護控制系統(tǒng)；潤滑油系統(tǒng)設(shè)有粗油濾器、油泵、精油濾器、油冷卻器、油分配器。主要設(shè)備技術(shù)參數(shù)見表1、表2。

　　三、振動故障特征、原因分析及解決措施

　　1.振動故障特征

　　制氫車間這兩套螺桿壓縮機組一直平穩(wěn)運行，進入2009年以來，機組振動烈度幅值穩(wěn)中有升，一直高居不下，同時伴有異常響聲，近期來還有加劇的趨勢，監(jiān)測中發(fā)現(xiàn)陽轉(zhuǎn)子的吸氣側(cè)和排氣側(cè)的振動振幅都增大。振動烈度幅值如表3所示，頻譜特征如圖2所示。

　　2.原因分析及解決措施

　　從振動故障特征分析可知，振動烈度幅值有明顯加劇的趨勢，頻譜圖中主要由轉(zhuǎn)子的嚙合頻率和工頻組成，根據(jù)機組實際運行狀況，很明顯，雙螺桿壓縮機在頻譜圖中能量集中于工頻和嚙合頻率，并有突出的峰值，軸心軌跡似橢圓型（如圖3所示），同時并伴有多個尖點出現(xiàn)，表明陰陽轉(zhuǎn)子在嚙合齒面發(fā)生磨損或點蝕，同時存在動不平衡問題。

　　產(chǎn)生的可能原因如下：

　　1、壓縮介質(zhì)存在大量雜質(zhì)，對面產(chǎn)生摩擦。

　　2、同軸度偏差太大，造成轉(zhuǎn)子在缸內(nèi)竄動，與吸、排氣端面摩擦。

　　3、止推軸承磨損或定位不好，對陰陽轉(zhuǎn)子的支撐力不夠造成不平衡，而引起轉(zhuǎn)子的移動產(chǎn)生齒面磨損。

　　經(jīng)多方會診，決定停機解體檢修。隨后停機檢修，發(fā)現(xiàn)軸封盤根石墨環(huán)有磨偏現(xiàn)象，軸瓦滑動軸承有磨偏現(xiàn)象，決定全部更換。嚙合齒面發(fā)生輕度磨損。氣缸內(nèi)有固體顆粒進入，并附著在轉(zhuǎn)子上。經(jīng)到動平衡機上檢驗，按螺桿轉(zhuǎn)子的技術(shù)要求，不平衡轉(zhuǎn)子誤差應(yīng)小于13g。而此陽轉(zhuǎn)子的實際不平衡量陽轉(zhuǎn)子差16g，陰轉(zhuǎn)子實際不平衡量差15g，存在嚴重的不平衡。經(jīng)加重減重，使轉(zhuǎn)子達到平衡要求。同時對凝縮油換熱器殼程進行清理，以提高換熱效率，改善對介質(zhì)的冷卻效果。

　　四、結(jié)語

　　由于采用狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷技術(shù)，對機組的拆卸與檢修做到有的放矢。本次檢修后一次開車成功，機組運行平穩(wěn)，振動烈度幅值顯著下降，達到振動要求。因此說，針對制氫車間螺桿壓縮機運行過程中出現(xiàn)的故障的原因分析是準確的，所采取的對策是有效的，檢修是成功的。（文/錦州石化公司設(shè)備研究所 申大勇）

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