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透平压缩机的振动简要分析
透平压缩机的振动简要分析
来源:中制冷设备网    2009-9-10
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摘要:透平压缩机的振动是压缩机设计制造、安装和运行管理的综合反映。也就是说,导致或影响透平压缩机正常运行的内部和外界因素很多,而众多因素反映出的就是振动。简述三台H200-6.3/0.97型透平压缩机组几年来的运行情况,和由于振动所造成的严重危害。

 

一、振动的原因
  
  1、开车运行后的振动
  
  1.1原先在安装时电动机和大齿轮的同轴度完全根据设计要求来校正。由于机组启动电流大,瞬间扭力也很大,造成电动机有移位感。根据气温,设计要求安装时径向轴向误差允许在±0.02mm,我们严格照办。机组运行一段时间后再测,明显测得轴向无变动,而径向的水平方向走动了0.18~0.20mm左右。这说明机器在对中后走调的情况下运行,振动就会很大。
  
  1.2空气中带有腐蚀性气体的冷凝水造成转子(尤其是3~4级)、气封、扩压器、碳钢空气管道等腐蚀十分严重,产生空气涡流的振动。管道氧化物的被冲刷造成子平衡百战不殆,振动激烈,因此而被迫停车,此类事故已发生两次。
  
  1.3频繁开停车对机组振动也有影响。由于客观条件不允许或机械故障被迫一年中开停多次,使转子平衡被破坏。停车时会把积在转子上的尘土或其他氧化物不均衡地脱落,破坏了转子的平衡。


  
  2、检修后的振动
  
  2.1齿轮偏载造成工频振动。透平机的转速很高,1~2级转速为15200rpm,3~4级为19200rpm,因而齿轮的精度要求也很高。保持较高的齿轮接触面很重要,在静态下检查齿轮接触面无法得到动态的实际接触情况,我们的做法是在静态下使接触面不低于85%。其中一台机组在检修时发现齿轮接触面差,一只新齿轮只运行两个多月就严重点蚀和大齿面剥落(一只大齿现价30万元左右)。机组振动很大,齿轮的损坏就呈恶性循环,难以挽救。
  
  2.2油膜涡动引起的低频振动。轴承中的油膜在转轴和轴承间运行起着盗运和润滑作用,如轴承稳定性不好,会导致油膜半速涡动。我三透平机转速为19200,约在10000左右产生低频振动。低频振动产生与转子工作转速不合拍的激振力,对转子和轴寿命的影响程度超过工频振动的影响,它使转子振动总量增大,这历来被人们所禁忌。如低频值是工频值的105时,就应引起重视。我们原有的机器低频值大于工频值的5%,已造成严重后果。轴瓦的锡基合金多次剥落(其实是撞落),被迫停机。2级转子振裂落掉一块(累计运行了13442小时),约1.5mm2,3~4级转子轴头振断裂(累计运行11000小时)。更换两根转子要工几十万无,还直接影响生产。


  
  二、消减振动的措施
  
  1.采用不刮削或少刮削轴瓦
  
  轴承是引起振动的关键所在,透平机的轴承(尤其是齿轮式压缩机)是解决三轴平行(水平方向和垂直方向)和轴交*度的根本。轴承若选得不当,会造成整机振动激烈,齿轮使用寿命缩短。同时瓦背与轴承座接触面的保证和轴瓦与压盖过盈量的恰到好处,也起着重要的保证作用。轴与轴瓦的接触,并不是传统上的认识,并非要达到60%。理论和实践证明,轴和轴瓦应是接触一条线,才能形成供液体润滑的油楔,但前后接触必须均匀。
  
  轴承传统刮削工作效率低,质量行不到保证,检修工人劳动强度在,本科生低。我们大胆采用不刮削或少刮削轴瓦,也就是说从整体提高加工精度,使椭圆轴承大机床上加工成型,从而保证了透平机轴承的牲要求,也是消除油膜半波涡动的最好办法。可怕的半波涡动消除,机组安全、稳定、长期运行得到了保证,从而保证生产,降低备件消耗,大大减少检修工时。


  
  2.操作管理对振动的控制
  
  透平机一般情况开车时各指标正常,振动值不大,在长周期运行中变化不会太大,也不太可能造成机组的振动加大。但油温控制不理想,也会造成机组振动加大,出现异常。油温作为开车联锁的条件之一,在正常运行中,油温的稳定也能保证机组安全、稳定、长期运行。
  
  油温度控制在40℃左右为最理想状态,因为回油温度一般在50~55℃,通过冷却可达到理想的油温,帮操作工要根据天气的冷热,早晨、中午、傍晚、半夜不断地调整油温,稳定油温,这样可对机组减少工频和低频振动。


  
  三、监察分析
  
  1994年12月,我们对三台H200透平压缩机配置了微机监测和诊断系统,在线动态监测机组的温度、压力、振动、流量等参数,用计算机才行数据采集和数据处理,实现了机组运行监测、信号处理、故障诊断以及机组历史资料管理等功能。
  
  1.动态监察系统功能
  
  机组运行监察,对空压机模拟测点信号,进行计算机实时监测,并有集中参数显示、小型显示、模拟图显示。
  
  2.机组故障诊断
  
  在频谱分析的基础上,利用模糊数学方法,根据其他信
号变化的牲,对机组故障进行诊断。可诊断的常见故障为:转子不平衡,轴承座松动,箱体、支座松动,油膜涡动,油膜振荡,气流脉动等。
  
  3.机组历史资料的管理与检索
  
  对机组历史数据保存一个报警事件,可保存十次报警事件前五分钟的追忆数据。可保存一个朋内每天每个通道每一小时的数据,并都可打印、制表、输出。

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