雙螺桿壓縮機結構優(yōu)缺點及振動故障原因

劉子宏

摘要：本文首先介紹雙螺桿壓縮機的結構、特點，并針對雙螺桿壓縮機常見故障原因加以分析，并提出解決振動的辦法，對加強維護保養(yǎng)提出合理化建議。

關鍵字：雙螺桿壓縮機；特點；故障類型；振動分析

雙螺桿壓縮機在我國石油化工企業(yè)有著較為廣泛的應用，主要用于氣體壓縮。黑龍江北大荒農(nóng)業(yè)股份有限公司浩良河化肥分公司空分車間的空壓機即采用了這種壓縮機。該機對全廠的安全穩(wěn)定生產(chǎn)及節(jié)能降耗作用十分關鍵。

一、雙螺桿壓縮機主要優(yōu)點

（1）具有較好的動力平衡性。螺桿壓縮機無不平衡慣性力，且運行平穩(wěn)、可無基礎運轉。如作為移動式壓縮機，具有體積小、質量輕、占地面積少的優(yōu)點。

（2）具有較高的可靠性。螺桿式壓縮機結構簡單，零部件少，無氣閥、活塞環(huán)等易損件。其主要摩擦件如“轉子、軸承等、強度和耐磨程度都比較高，而且潤滑條件良好，因此它運轉可靠、壽命長。螺桿壓縮機的自動化程度高，通過技術改造后，可實現(xiàn)無人值守運轉。

（3）具有較強的適應性。螺桿壓縮機具有強制輸氣的特點，容積流量幾乎不受排氣壓力的影響，可適用于各種工況。

（4）單級壓力比高。相同壓力比下，排氣溫度低于往復機，故單級壓力比高。

（5）可具有多種調節(jié)方式?？啥喾矫骓槕r要求?？刹扇∽冝D速調節(jié)、吸氣流量調節(jié)、用電力驅動時的停機-運轉控制、旁通調節(jié)以及特別用于制冷壓縮機的滑閥調節(jié)等措施。

（6）可壓縮多相混合介質。因該機陰、陽轉子齒面上留有間隙，可耐液體沖擊，可壓送含液氣體、粉塵氣體及易聚氣體。

二、雙螺桿壓縮機的主要缺點

（1）加工精度要求高、造價貴。主要是其轉子齒面是一空間曲面，需要特制刀具在專用設備上加工。另外，氣缸加工精度要求高。

（2）不適用于高壓場合。受轉子剛度和軸承壽命所限，該機排氣壓力一般不超過3Mpa。

（3）不適用于小排氣量場合。該機依靠間隙密封氣體，一般容積流量大于0.2m3/min時，該機才具有優(yōu)越的性能。

（4）噪聲大。

三、常見故障形式及診斷方法？

雙螺桿壓縮機的故障多種多樣，造成的危害和后果也輕得不同。該機系統(tǒng)它由螺桿壓縮機、儀表控制盤、油分離器、油冷卻系統(tǒng)及潤滑系統(tǒng)等組成。集中了機械、電氣、儀表連鎖控制的復雜程序。該系統(tǒng)通過自動控制和連鎖保護系統(tǒng)實現(xiàn)安全可靠運轉。分析常見故障及其原因，有助于改進設計、制造和使用維護，從而有效地提高壓縮機的可靠性和經(jīng)濟性。

該壓縮機組常見故障形式？主要包括：機組噪聲及振動過大；設備潤滑系統(tǒng)故障；操作參數(shù)突變引起的設備停機故障等。

具體分為以下幾方面：

（1）陰陽轉子故障 ①陰陽轉子相互“咬合”，可看出明顯的擠壓痕跡，在轉子工作面上可以看到有片狀剝落層出現(xiàn)。②陰陽轉子嚙合面防腐層，出現(xiàn)明顯的脫落及磨損。③轉子頂部密封線出現(xiàn)嚴重損壞，轉子的排出段密封線損壞與吸入端相比更為嚴重。

（2）軸承故障 在這方面，主要的故障現(xiàn)象包括：

①支撐軸承及推力軸承磨損。②軸承出現(xiàn)腐蝕、燒傷現(xiàn)象。（3）氣缸、軸承及同步齒輪故障 ①壓縮機缸體在出口段磨損嚴重。②氣缸內(nèi)壁防腐層脫落及磨損。③氣、油封軸頸磨損。④同步齒輪軸頸磨損。

（4）其他輔助系統(tǒng)故障 諸如能量調節(jié)機構失靈、壓縮機不能啟動、吸氣壓力低、排氣壓力過高、排氣溫度和油溫過高、耗油量大、運轉中有異常響動等。

四、機組噪聲及振動過大原因分析與診斷

壓縮機的噪聲主要為進、出口氣體動力性噪聲、機械部件運動產(chǎn)生的機械性噪聲和驅動電機的電磁噪聲等，其中機械性噪聲是由機組振動產(chǎn)生的，也是我們需要分析的，產(chǎn)生振動的原因有以下幾類：

（1）機組地腳螺栓松動；（2）轉子系統(tǒng)不平衡產(chǎn)生振動；（3）電動機與壓縮機對中不好；（4）壓縮機電機振動；（5）機組工藝管道共振引起機組振動加劇；（6）壓縮機軸承磨損或損壞；（7）吸入液態(tài)的制冷劑。

此外，還包括潤滑系統(tǒng)及操作等原因。

潤滑系統(tǒng)故障一般有以下幾種：

（1）油泵入口過濾器堵；（2）油泵出口過濾器堵；（3）油泵故障或油泵安全閥損壞；（4）潤滑系統(tǒng)管線溫控損壞；（5）油冷卻器故障。

機組在運轉時如發(fā)現(xiàn)通過調節(jié)閥門油壓始終上不去，油泵有噪聲，那么首先查看油泵的入口過濾網(wǎng)是否被金屬碎屑等粉末堵塞，如果入口正常，那就再打開出口過濾器查看，一般問題就能找到；如果還不是，就得檢查油泵本身。

操作參數(shù)突變引起的設備故障

除外部氣溫變化等原因外，常見的因操作參數(shù)變化引起的停機故障有：（1）吸氣壓力太高引起的停機；（2）排氣壓力太高引起的停機；（3）油泵的突然停機；（4）過濾壓差大引起的停機；（5）入口帶液引起的停機。

五、總結與建議

（1）在機組正常運轉時定期對設備進行振動監(jiān)測。對測量數(shù)據(jù)進行整理和歸納，當發(fā)現(xiàn)測量數(shù)據(jù)開始有變化征兆時，應縮短監(jiān)測周期并對原因進行分析，一旦測定值進入警戒值，立即采取相應保護措施。

（2）定期進行油樣分析，檢查油樣的殘留物、送往更好的油樣分析機構對其金屬含量及其他成分進行有效分析。這種方法可以提前很久確定零件的磨損，進行有效的預防性維修。

（3）開機啟動前一定要確定在腔體內(nèi)無液態(tài)R22，保證開車一次成功。

實踐證明，只要嚴格遵照操作規(guī)程，適時更換配件，增加對雙螺桿壓縮機吸排氣溫度及壓力等參數(shù)的調節(jié)控制，增強壓縮機日常保養(yǎng)維護意識，熟悉各種常見的故障處理方法，就能保證壓縮機在最佳工況下運行，達到滿意的使用效果。

參考文獻：

[1]劉衛(wèi)華.近十年來壓縮機研究方向.壓縮機技術，1998，4：33-35.

[2]程雙靈，李國良，張秋菊.螺桿壓縮機噪聲控制的研究[J].流體機械 2007，35（2）.

[3]程前進.螺桿壓縮機振動原因分析.石油化工設備技術，2003，2（24）：22.