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螺杆压缩机工作原理、故障分析与排除

作者:螺杆式冷水机时间:2021-05-31 16:58:20阅读量:94818

信息摘要:

  螺杆冷水机压缩机一般包括主机以及电机、润滑、冷却、油气分离、气路、控制、保护等诸多系统共同组成。由于多种原因,螺杆压缩机容易出现对中故障,严重的影响其螺杆压缩机的正常运行。基于此,本文就螺杆压缩机故障诊断分析及处理进行分析与研究。

螺杆压缩机工作原理、故障分析与排除

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  螺杆冷水机压缩机一般包括主机以及电机、润滑、冷却、油气分离、气路、控制、保护等诸多系统共同组成。由于多种原因,螺杆压缩机容易出现对中故障,严重的影响其螺杆压缩机的正常运行。基于此,本文就螺杆压缩机故障诊断分析及处理进行分析与研究。

  一、螺杆压缩机的工作原理

  1.1吸气原理

  设计螺杆进气侧吸气口时,应让压缩室能够充分吸气,而螺杆压缩机没有进气和排气阀组进气,而是依靠开关调节阀进行调节,当主副转子齿沟空间转动到进气端壁开口位置时,空间变得最大,齿沟空间和进气口自由空气接通,排气时齿沟空气全部被排出,使齿沟达到真空,转到进气口位置时,外界空气能够吸入,沿轴向向主副转子齿沟内流入,齿沟充满空气时,转子进气侧端面转离进气口,从而使齿沟空气达到封闭状态。

  1.2封闭和输送原理

  当主副转子结束吸气时,主副转子的齿峰与机壳形成闭封状态,齿沟内的空气无法外流实现封闭。主副转子继续转动时,齿峰与齿沟在吸气端形成吻合,从而使排气端移动实现输送。

  1.3压缩和喷油原理

  输送时啮合面会向排气端逐步移动,使啮合面与排气口齿沟逐渐减小,齿沟内气体压力增大实现压缩,与此同时润滑油在压力作用下发生喷油,进行压缩室内与室气发生混合。

  1.4排气原理

  当转子啮合面与机壳排气接通时,压缩气体压力为最高值,从而使实现排气。当齿峰与齿沟啮合面移动到排气端面时,主副转子啮合面与机壳排气口齿沟空间是零。从而完成排气过程。此时转子啮合面与机壳进气口间的齿沟长度最长,从而实现吸气过程。

  二、故障诊断方法

  2.1时域分析方法

  时域分析的最主要特点是产生信号的时间顺序,即信号数据产生的先后顺序。通常工程信号的形式都是时间波形。时间波形的特点主要是易于理解、直观等,由于产生的信号是最原始的,因此包含大量的信息。但缺点是所包含的信息与发生故障之间的内在联系不太容易看出。对于某些故障产生的信号,可能其波形具有比较明显的特征,这时我们可以通过时间波形做出如不平衡故障、转轴不对中等一些问题初步判断。

  2.2频域分析方法

  通常针对机械发生故障的具体诊断,很难通过时域分析所提供的信息量对故障原因做出诊断结论。一般时域分析只能直观地初步诊断出设备是否有异常或者故障的严重程度等,但故障发生的部位或产生的原因等信息是不能判断的,因此平常只能用作设备故障的初级诊断。而对于从事设备日常管理和维护的工作人员来说,诊断出设备是否发生故障或异常,只是判断设备是否正常运行的开始,更关键的任务是在于寻找并确定哪些零部件发生了故障以及产生故障的具体原因,从而找出原因并有针对性地进行维修。

  进行信号的频域分析就是解决这类问题的一种常用方法,即通过傅里叶变换把以时间为横坐标的时域信号转换分解为以频率为横坐标的频域信号,即可得出关于原时域信号频率成分的相位信息和幅值。我们通过分析设备故障点的各频率成分,与设备零件运行时的特征频率进行对照,然后找出设备的故障源以便排除故障。频域分析方法已成为现今机械设备故障诊断技术的主要应用方法。

  三、螺杆压缩机故障排除措施

  3.1对机组吸风系统进行改造完善

  原有滤风设备为单芯式滤风筒,过滤精度在5μm,在长期运行下滤芯易出现堵塞,造成反吹率提高,并且长期重复反吹利用,滤风质量受到影响,在一定程度上造成粉尘进入机组润滑油系统,加速油质变质。因此,我们将原有滤风系统进行改造,将原有单芯滤风系统改造为同型号的6芯过滤系统,增大了过滤面积,提高了滤风质量,运行近15个月的滤芯未曾反吹过。此改造保证了滤风设备长期高效稳定运行,减少设备反吹时候的检修停机时间,同时减少机组润滑油的杂质摄入量,改善油品的运行环境,延长了使用寿命。

  3.2对设备原有润滑油进行化验分析

  采用国内某品牌的润滑油,该润滑油油水分离性、抗氧化性均比较优良,在运行1年多的时间里,油品的粘度、酸值、抗氧化性和油水分离性经过化验均合格,而且没有结焦现象的出现。此项改造在确保机组运行平稳的同时又延长了设备的使用寿命。

  3.3机组原有油气冷却系统

  机组原有油气冷却系统在运行中存在严重冷却效率不足,从而加速了润滑油的变质和结焦问题的出现

  经过对设备实际运行工况研究分析,采取的措施是将原气、油冷却设备进行改造,将各油、气冷却设备冷却面积增大一倍,并根据冬、夏气候温度的变化对冷却水的压力和流量进行控制,来实现对油温、排气温度的有效调节,在夏季高温环境下控制机组高压排气温度在82~88℃间,使润滑油运行工况得到良好的改善。实践证明,经过此种改造措施,轴承及润滑油的运行环境得到明显改善,与前期相比螺杆机使用寿命延长近7000h,机组运行更加安全、稳定、高效。

  3.4机组的拆卸

  机组的拆卸检修必须经过原厂家技术人员进行现场修复或返回原厂,在维修周期、费用和人力上均造成较大的被动性针对此情况,通过几次厂家的修复过程,我们总结一套成熟的修复经验和相关安装数据,修复后的运行数据满足机组运行工况要求,目前我们已完全可以自主修复此机组。

  设备原有的控制气、油管路均采用耐高温、高压的塑料软管,但是长期高温环境下的使用寿命较短,经常造成管路的爆裂,油气跑冒,设备报警停机。实践中我们采用铜管进行全部替换,改造后彻底解决管路爆裂问题,改善现场环境的同时也巩固设备的安全运行。

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