螺桿壓縮機維修方法的探討

(青海發投堿業有限公司，青海德令哈 817099)

1 螺桿壓縮機的技術參數與主要結構

1.1 技術參數

排氣量：435 m3/min

吸入溫度：≤40 ℃

吸氣壓力：0.06～0.093 MPa

排氣壓力：0.28～0.44 MPa

排氣溫度：≤120 ℃

轉速：2 000～2 985 r/min

軸功率：1 775 kW

驅動機功率：2 000 kW

1.2 結構

螺桿壓縮機主要部件是：轉子(陽、陰轉子)，定子(機殼)，同步齒輪，軸承和進排氣密封等。

1.2.1 定子

定子是由上下兩部分組成，定子中間是空心的，注入循環水對定子進行水冷卻；在壓縮機工作時保證有效的冷卻效果。

1.2.2 轉子

轉子是螺桿壓縮機的核心部件。轉子動平衡等級為G2.5-G6.3,陽轉子重量為1 713 kg，陽轉子不平衡力矩不得超過5.09 g·cm，陰轉子重量為1595 kg，陰轉子不平衡力矩不得超過6.33 g·cm；陽轉子和陰轉子相互嚙合，水平并排地安放在缸體中。陽轉子有四個凸齒，陰轉子有六個與陽轉子凸齒相嚙合的凹槽。陰陽轉子凸齒頂端分別有1.5 mm高的密封筋，從而保證壓縮機的做功效率，轉子軸是空心的，工作時注入冷卻油冷卻轉子，以減少其熱膨脹的間隙的影響。轉子是由2Gr13鍛制加工而成，主軸與轉子通過鑲嵌定位裝配，主軸材質40CrMnMo鍛制加工而成。

1.2.3 同步齒輪

同步齒輪裝設在壓縮機吸入端螺桿外側的軸頸上，同步齒輪分為三部分組成。輪轂：輪轂與螺桿主軸過硬盈配合；主齒(厚齒)：用來保證陽轉子與陰轉子運轉時的同步性；副齒(薄齒)：壓縮機在正常運行時副齒與陽轉子同步齒輪是不接觸，其間隙為0.05～0.07 mm，只有壓縮機出現異常反轉時才接觸，它的作用是用來保證陽轉子與陰轉子反轉時轉子不互相咬合，從而保證轉子的安全性。

1.2.4 軸承

軸承分為整體徑向軸承、徑向止推聯合軸承及推力軸承三種，其材質為巴氏合金。徑向止推聯合軸承是徑向軸承和止推軸承組合在一起的軸承，其作用保證轉子的徑向跳動及轉子的軸向游隙，徑向止推聯合軸承的推力軸承只在壓縮機啟動不帶壓的情況下工作，而在壓縮機正常運行時它是不接觸，不工作的，即稱為副推力瓦；推力軸承(主推力軸承)則是承受壓縮機正常運轉時由進氣和排氣壓力差而產生的軸向推力。推力軸承由止推軸承和推力盤組成，止推軸承的內側是球面座，它的作用是自動定位找正，使推力軸承與推力盤處于最佳的接角度，從而使接觸面形成均勻的油膜，使推力瓦達到最佳的運行狀態。軸承的潤滑形式均為強制潤滑。由于轉子之間的間隙，轉子外圓與氣缸的間隙、轉子兩端面與氣缸壁之間的間隙分別與徑向軸承、徑向止推聯合軸承及推力軸承有著直接關系，所以在測量壓縮機各軸承間隙時，測量數據一定要準確無誤，即是壓縮機維修重要環節之一。

1.2.5 軸封裝置

進氣端軸封裝置由石墨環、波型彈簧、保護圈、支撐圈、填料盒等組成。填料盒頂端有左右旋向螺紋密封，以防止潤滑油及氣體滲漏，波型彈簧是使石墨環平面產生預緊力，以密封氣體，防止滲漏。排氣端軸封裝置由前置密封、石墨環、保護環、支撐環、隔板、螺旋密封、填料壓蓋、填料盒等組成。

2 壓縮機主機及各部件的裝配

2.1 主機安裝

1)首先檢查減速機的中心線，并以此為準檢查壓縮機中心線及汽輪機中心線的位置，然后把汽輪機、壓縮機的底座預埋螺栓進行二次灌漿。

2)調整壓縮機機座要采用不同厚度的墊鐵、斜鐵，墊鐵、斜鐵的結合面不能有間隙，為保證調整誤差建議墊鐵小于四層為最佳。

3)壓縮機主機安裝主要調整壓縮機的水平度和同心度。調整時以汽輪機為基準點，水平偏差不大于0.05 mm/m，左右偏差不大于0.025 mm，調整合格后需將所有墊鐵點焊固定。

2.2 軸封裝置的配裝

用外徑千分尺測量氣封軸徑，內徑千分尺測量石墨環的內徑，算出其間隙，即保證石墨環間隙在0.10～0.15 mm；螺旋密封間隙在0.35～0.4 mm；油封間隙在0.25～0.30 mm；前置密封間隙0.5～0.55 mm；石墨環保護圈與支撐環徑向間隙0.50～1.00 mm；與支撐環軸向間隙0.05～0.08 mm；如各部件徑向間隙偏差過小可用刮刀進行刮研，如間隙偏差過大則需要上車床進行車削。

2.3 徑向軸承、推力瓦的裝配

1)徑向軸承的裝配，首先檢查軸承的油楔面是否合適，確定軸承的運轉方向，油楔面與軸承垂直中心線角度不能大于120°，先將軸承座加熱至80～120 ℃，然后將軸承裝入軸承座內，待冷卻后打油眼、定位銷固定；徑向軸承徑向軸承間隙0.18～0.24 mm。

2)推力瓦在出廠時，設計的瓦面為平瓦，在運行當中出現瓦溫偏高的狀況，當推力軸承溫度大于75 ℃報警，當高于80 ℃時連鎖跳車，軸承可能就會由于過熱發生燒損現象。因此若推力軸承溫度上升到此值時，就應立即停車并進行檢查檢修。

3)推力瓦的改進，主瓦面用刮刀修出井字形油網，接觸要達到70%，用著色法檢查，使色點要均勻，輕重要一致；球面接觸要達到80%，在用刮刀刮研球面時，刮刀輕重一定要均勻、平滑，不能有臺階、倒刺，要達到球瓦可以自由擺動，以致達到自動調節角度的目的；即推力軸承間隙0.15～0.17 mm；通過改進后壓縮機推力瓦溫度降至75 ℃的安全工作界限內，避免了因壓縮機推力軸承溫度高，而停機檢修的頻率、節約檢修成本、提高了壓縮機的使用周期。

2.4 轉子端面間隙的調整

陰陽轉子排氣端間隙為0.26～0.28 mm；因為陰陽轉子排氣端間隙過大直接影響到壓縮機的打氣量，過小轉子端面密封與機殼磨損，損傷轉子機殼，所以壓縮機排氣端間隙的調整是壓縮機維修的關鍵之一 。

以往傳統調整方法：將轉子裝入機殼內，采用塞尺來測量轉子的端面間隙，采用這種方法維修時，在我廠暴露出了缺陷；在每次更換轉子后，試車時發現排氣端溫度隨著轉速的升高，排氣端溫度也會隨之升高，檢查發現排氣端有磨損現象，對這一問題進行了反復思索，終于找出了問題的所在。

改進調整方法：我廠壓縮機主要輸送的氣體為窯氣，窯氣具有腐蝕性，氣體中含有少量風塵，壓縮機端面出現了不同程度的腐蝕、沖刷，端面已失去了出廠時的基準點，所以在用塞尺進行測量，得到的是一個假數據；采用百分表，自制一個轉子軸向預推工具，將轉子軸向推動進行測量轉子端面間隙，得到的數據真實準確，從而杜絕了壓縮機排氣端磨損的現象。

檢修費用：按更換一臺壓縮機轉子計算，即：轉子排氣端修復費用120 000元/臺，排氣端密封24 000元/臺，送修運費40 000元/臺，合計費用18.4萬元。如杜絕壓縮機排氣端磨損的現象，節約了維修費用，降低工人勞動強度，減少了壓縮機非計劃停車時間，提高設備有效利用率。

2.5 轉子嚙合間隙的調整

轉子嚙合間隙的調整主要靠同步齒輪來進行調整，如現場條件不允許，也可以用轉子的軸向游隙來微調，但用轉子的軸向游隙來調整轉子的嚙合間隙，存在一個弊端，改變了轉子排氣端端面間隙，必然影響壓縮機的做功，所以一般不建議用轉子的軸向游隙來調整轉子的嚙合間隙。陽轉子與陰轉子嚙合間隙分吸氣端、中段及排氣端三部分測量，轉子上下間隙之和為0.55～0.60 mm；調整上下間隙大致相等，且考慮壓縮機在運行時，受氣流的影響轉子會出現向后的推力，所以轉子嚙合間隙調整時盡量保證上間隙大于下間隙，即：上間隙0.30～0.35 mm，下間隙0.25～0.30 mm為最佳。

3 結 語

如何提高壓縮機的維修質量，是備受關注探討的課題，從2016年5月開始，我公司逐步對壓縮機的推力瓦面、轉子調整方法進行了上述改進試驗。從檢修后運行情況看，各項指標都在安全工作界限內，達到了非常好的效果。因此不但節約了維修費用，降低工人勞動強度，還延長壓縮機的使用壽命。