透平壓縮機本體儀表安裝要點和故障分析

齊晉茁

（沈陽鼓風(fēng)機集團安裝檢修配件有限公司，遼寧沈陽 110869）

0 引言

壓縮機是一種從動流體機械，用于輸送氣體、增加氣體壓力，是工廠設(shè)備的心臟。渦輪壓縮機是一種動力式壓縮機，具有高速旋轉(zhuǎn)葉輪，依靠旋轉(zhuǎn)葉輪和氣流之間的作用力來增加氣流壓力，同時通過氣流的加速獲得動能，然后氣流在擴散器中減速，把動能轉(zhuǎn)換成壓力，進一步增加壓力。在壓縮過程中氣體流動是連續(xù)的。

氨合成裝置中有由汽輪機驅(qū)動的透平壓縮機以及四合一、三合一這樣的大型壓縮機，化學(xué)工程施工中壓縮機的安裝是對施工單位技術(shù)力量的考驗。壓縮機性能參數(shù)的檢測需要儀表提供數(shù)據(jù)，如壓縮機振動、軸瓦溫度、位移、轉(zhuǎn)速等參數(shù)，如果儀表的性能檢測安裝不當(dāng)，就會對一些參數(shù)產(chǎn)生測量誤差，使數(shù)據(jù)不真實，容易造成誤操作。所以，在壓縮機安裝過程中，本體儀表的正確安裝至關(guān)重要。

1 壓縮機本體儀表的安裝特殊性

壓縮機是高速旋轉(zhuǎn)的機械設(shè)備，一旦發(fā)生故障就需要進行拆卸檢修，所以其安裝質(zhì)量關(guān)系到整個設(shè)備能否順利運行。與其他設(shè)備不同，壓縮機本體儀表在安裝方面有特殊性，主要表現(xiàn)在以下7個方面。

（1）裝在機身內(nèi)部的儀表連接電纜，通常由足夠長度的軟管連接。

（2）本裝置位于非防爆場所，可以與防塵防水軟管連接，軟管可按實際需要截取長度；位于防爆區(qū)可以采用設(shè)計成成品、固定長度的防爆軟管。

（3）機組機身內(nèi)安裝的檢測儀表，必須在機組油循環(huán)合格、機械安裝檢查合格后，在壓縮機試車前開始安裝。

（4）壓縮機在正常運行時，操作人員需經(jīng)常對機組儀表安裝的導(dǎo)壓管、穿線管、槽盒等部位進行檢查。所以安裝要隱蔽，不妨礙操作人員檢查和維修。

（5）儀表導(dǎo)壓管在油路上的焊接要求為氬弧焊，管道安裝完畢后應(yīng)與油路管線一起清理，壓縮機機身埋入式儀表則應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計位置進行安裝。

（6）應(yīng)了解壓縮機內(nèi)部結(jié)構(gòu)，防止儀器探頭與機器摩擦，造成儀器損壞。

（7）安裝在現(xiàn)場顯示的儀表，應(yīng)根據(jù)操作者的實際需要來確定儀表顯示面的方向。

2 安裝要點及故障分析

本體儀表可以分為四大部分：

（1）溫度檢測儀表，主要包括對壓縮機軸承溫度、油箱溫度、油冷器前后溫度、壓縮機進出口溫度、潤滑油總管溫度、壓縮機進出口溫度等進行檢測的儀表。

（2）壓力檢測儀表，主要包括壓縮機進出口壓力、潤滑油總管壓力、潤滑油進出口壓力、壓縮機高低壓缸級間壓力、汽輪機部分調(diào)速器進出口壓力等儀表的檢測。

（3）軸振動、轉(zhuǎn)速、位移檢測儀表，可以檢測前后軸振動、軸徑向位移、鍵相、汽輪機轉(zhuǎn)速等。

（4）其他測控儀表，主要包括測速儀、調(diào)速器、電液轉(zhuǎn)換器、行程開關(guān)、油站液位、冷凝液位等。

2.1 溫度檢測儀表的安裝

（1）鉑熱電阻尾線的檢查。因為尾線較細(xì)、容易斷，有些壓縮機在出廠前就已經(jīng)安裝好。應(yīng)注意到，尾線絕緣在運輸途中或拆卸時易損壞。

（2）鉑熱電阻的測試，通常使用萬用表在現(xiàn)場進行檢驗。

（3）接線箱安裝。分線箱的安裝位置由尾線長度決定，尾線到分線箱位置要足夠長。分線箱體的位置應(yīng)便于箱內(nèi)接線，與工藝管道保持一定距離，且不妨礙運行和檢修。

（4）鉑熱電阻本體的安裝固定。鉑電阻探頭按圖紙上標(biāo)明的位置安裝在預(yù)留孔中，如果孔口沒有固定探頭卡，則需用膠水固定。壓縮機的固定方式因廠家不同而不同。

（5）尾線的固定。鉑熱阻固定完畢，待軸瓦裝入槽內(nèi)后將尾線卡在預(yù)留卡座上，從預(yù)留卡口穿出機殼外，再通過軟管和穿線管進入接線盒。機架上的尾線應(yīng)固定牢固、不留多余，以免尾線與軸線摩擦。

（6）機殼引線口的密封。引線口處裝有膠皮墊，膠皮墊有穿線孔，在尾線從孔中穿出之后，上緊螺帽、壓緊橡膠墊，使橡膠墊鎖定尾線，防止機殼內(nèi)漏油。

2.2 壓力儀表的安裝

（1）在壓縮機機身上安裝就地壓力儀表，在機身上集中安裝壓力表或遠(yuǎn)傳壓力傳感器，在油路上安裝就地壓力表。

（2）壓力表臺架安裝位置應(yīng)選擇操作方便、易于觀察的位置，安裝前應(yīng)與業(yè)主和操作者協(xié)商確定安裝位置。

（3）測壓管道由于壓力較集中，排水量較大，安裝時應(yīng)考慮排水管的整齊美觀，盡量避免交叉。兩管間要留有一定距離，間距保持一致，壓力管道安裝位置應(yīng)便于操作和維護。

（4）管道導(dǎo)壓管的連接方式有焊接和夾緊兩種。焊縫應(yīng)采用氬弧焊的方法焊接，并保持管道內(nèi)部干凈?？ㄌ走B接時要正確裝配卡套接頭，壓管要牢固，防止泄漏。

2.3 軸振動、位移、轉(zhuǎn)速探頭的安裝

2.3.1 軸振動探頭

安裝前必須對軸振動探頭進行性能測試，檢測探頭、尾線、前置器的型號是否匹配，檢測合格后方可安裝。通常在軸承座的上蓋上安裝軸振探頭，每個軸承處各裝兩個軸振探頭，兩個探頭互成90°、與軸承水平方向垂直45°，分別測量X、Y方向的振動。

每一個振動探頭都有一個帶內(nèi)外螺紋的保護套，先將保護套固定，插人深度要符合隨機數(shù)據(jù)要求，然后將保護套安裝在保護套上。在探頭穿過套管接近機組測量軸時，將探頭連接到前置器，送入電源，用萬用表測量前置器的輸出，調(diào)節(jié)探頭與軸間的間隙，使輸出為指示器的零點基準(zhǔn)電壓+9～+10 V，探頭固定?；鶞?zhǔn)電壓零點的調(diào)整十分重要，前驅(qū)體輸出電壓和間隙在很大范圍內(nèi)呈線性比例關(guān)系。在安裝探針時，該范圍可允許有較大的間隙誤差，可用于測量軸向位移。

例如，本特利3300系列5 mm和8 mm探頭，其線性測量范圍大約為2 mm，從距離探頭表面0.25 mm開始，至距離探頭表面2.28 mm時該系統(tǒng)對間隙或輸出電壓與間隙曲線之間的斜率為7.87 V/mm。通常的零間隙是1.27 mm，因此可以得到+7.87×1.27≈+10 V的零電壓。該系統(tǒng)在大溫度范圍內(nèi)均可保持測量精度，而且在幾乎所有機械設(shè)備所在的環(huán)境下均能穩(wěn)定工作，提高了測量的分辨率。

2.3.2 軸位移探頭

軸移動探頭安裝前必須進行性能試驗，檢查其尾線與前置器的型號、是否匹配，試驗合格后方可安裝。對某透平壓縮機而言，軸向位置是重要的測量參數(shù)。止推軸承的故障很可能是最嚴(yán)重的故障。軸位置測量可用于描述推力盤與止推軸承之間的相對位置，防止機械轉(zhuǎn)子與定子之間的軸向摩擦。單元軸均具有合適的軸向竄動，在單元運行中，當(dāng)工藝條件或單元軸因機組原因被推向末端時，會產(chǎn)生“燒瓦”現(xiàn)象，而推力瓦則受到損壞，用軸移法測量出軸偏離中心的間隙。因此，軸位移的零點是軸位移的中心位置。

在安裝過程中，首先要確定設(shè)備的工作表面和非工作表面，測量推力軸承的軸向，然后把轉(zhuǎn)子推到非工作表面或工作表面一側(cè)的極限位置。一般而言，零點在中間位置（各廠家規(guī)定可能不一樣），安裝前置探頭時，應(yīng)由設(shè)備專業(yè)人員將探頭調(diào)至校準(zhǔn)量中間位置，連接探頭和前置探頭，用萬用表測量前置探頭的輸出電壓，調(diào)整前置探頭與軸間的間隙，使前置探頭的輸出為顯示器零到此為止的基準(zhǔn)電壓。參考電壓應(yīng)與位移參考電壓相同，一旦確定就固定探針。

安裝位移探頭的方法簡單而實用：由于它涉及到軸的軸向竄動，安裝時可先將軸調(diào)至經(jīng)驗竄動位置，再將軸振動探頭調(diào)至經(jīng)驗竄動中間位置，此時測得前置放大器輸出值為+10 V即可。

2.3.3 鍵相及轉(zhuǎn)速探頭

鍵相測量與轉(zhuǎn)速測量原理相同，都是通過測量齒輪箱的鍵槽（孔或齒槽）來產(chǎn)生脈沖頻率，然后轉(zhuǎn)換顯示。鍵相和轉(zhuǎn)速探頭的安裝可按軸式振動探頭安裝步驟進行，調(diào)整探頭和發(fā)訊設(shè)備間距達(dá)到所需值。

2.3.4 探頭安裝注意事項

安裝軸線振動、位移、轉(zhuǎn)速探頭時應(yīng)注意：①探頭安裝時應(yīng)有適當(dāng)間隙；②傳感器的探針與被測物體垂直；③被測物體的表面比傳感器探頭表面大1.5倍以上；④感應(yīng)器周圍應(yīng)該沒有強磁場；⑤在電纜引出孔處應(yīng)密封并與壓縮機主體相絕緣，探頭尾線中間接頭應(yīng)牢固連接；⑥探針的安裝支架應(yīng)牢固地固定。

2.4 前置器的安裝

前置器配有振動、位移、按鍵等探頭，是整個傳感器系統(tǒng)的信號處理部分，安裝在現(xiàn)場的保護箱中。保護盒一般采用鋁鑄材料，避免機械損傷和污染。為了降低安裝成本，可在同一箱體中配置多個前置裝置，但不得改變前置探頭至電纜長度。保護盒應(yīng)該安裝在測量探頭接近軸線的地方，并且不能超過專用探頭電纜長度的限制，以保證專用探頭電纜的正常使用。保護箱內(nèi)應(yīng)安裝防機械傷害、防腐蝕及強電磁干擾的保護裝置，防止高溫環(huán)境中明顯的蒸氣和水珠的產(chǎn)生。保護盒的安裝位置應(yīng)避免影響使用和維修。探測器與前驅(qū)器用專用同軸線連接，同軸線穿入金屬軟管內(nèi)，尾線與尾線的螺紋扣點應(yīng)牢固連接，并用絕緣膠帶包裹。

2.5 旋轉(zhuǎn)機械量儀表系統(tǒng)故障對策

（1）軸振動、位移（脹差）顯示跳動?？赡茉蚴翘筋^安裝支架的強度不夠或者沒有固定好。如果檢查探頭固定正常，則應(yīng)進一步檢查前置器外殼、延長電纜高頻接頭、信號地線是否與外殼或大地相連接，以排除短路點使其絕緣。

（2）軸振動顯示不變化。這類故障通常是由于傳感器損壞或信號線路短路造成的。

（3）無轉(zhuǎn)速顯示?？赡茉蚴莻鞲衅鹘泳€有誤或損壞。當(dāng)測速與實際不一致時，應(yīng)檢查儀表設(shè)置的齒數(shù)和系數(shù)是否與機組參數(shù)一致。

（4）轉(zhuǎn)速顯示跳動。可能是由于傳感器與儀表的連接斷開或接頭接觸不良引起，或者屏蔽效果不佳。

3 結(jié)語

壓縮機本體儀表最獨特的安裝方式主要有軸瓦溫度探頭、振動、位移、轉(zhuǎn)速、鍵相等。在安裝中要與設(shè)備安裝保持良好的配合。測試中，當(dāng)某些性能指標(biāo)超過規(guī)定時，需要打開壓縮機的蓋子進行檢查，這樣就需要拆除機身內(nèi)部已經(jīng)安裝的探頭重新安裝，所以在施工中探頭可能需要多次重復(fù)安裝。在重復(fù)拆除安裝時，要注意保護探頭和尾線，安裝前要重新測試，在保證探頭性能正常后再安裝使用。