【壓縮機網(wǎng)】2010年2月份，河南豫光金鉛股份有限公司制氧廠建成投產(chǎn)一套KDONAr－10000/3600/320型空分裝置，采用分子篩吸附凈化、增壓透平膨脹機制冷、無氫制氬、氧氮外壓縮流程。其中氧壓機采用杭州某公司生產(chǎn)的3TYS72+2TYS58型氧氣透平壓縮機（簡稱氧透），產(chǎn)品代號T1YS52B，用于將空分裝置生產(chǎn)的13kPa、10000Nm3/h低壓氧氣壓縮到1.8MPa（額定排氣壓力）后送入廠區(qū)氧氣管網(wǎng)，供后序生產(chǎn)單位使用。
一、使用氧氣透平壓縮機的優(yōu)勢
1.具備穩(wěn)定、安全運行的性能，具有十分可靠的安全保護措施；
2.不會對氧氣產(chǎn)生二次污染，不會在機器周圍形成富氧環(huán)境帶來燃爆隱患；
3.連續(xù)運行時間長；
4.具有比較高的等溫效率；
5.比較穩(wěn)定的排氣壓力。
二、氧氣透平壓縮機機組簡介
該氧透機組高低壓雙缸、八級壓縮、五級冷卻、水平剖分離心式，額定排氣壓力1.8MPa。采用額定功率2000kW、額定電流137A的異步電機驅(qū)動，經(jīng)齒輪增速機增速到16759r/min帶動壓縮機同步運轉(zhuǎn)。
氧透主機在大廠房二樓從北自南依次布置著主電機、增速機、低壓缸、高壓缸，排成一列，它們之間采用膜（疊）片聯(lián)軸器。低壓缸端北側(cè)是徑向軸承，其垂直和水平位置分布著軸振測點是XIAS3401、XIAS3402（以下分別簡稱1點、2點軸振），軸的北頂端有一位移測點NIAS3401，低壓缸南側(cè)是一副止推軸承和徑向軸承，其徑向軸承上垂直和水平位置軸振測點是XIAS3403、XIAS3404（以下分別簡稱3點、4點軸振）；高壓缸端北側(cè)有一徑向軸承，其軸振測點分別是XIAS3405、XIAS3406（以下分別簡稱5點、6點軸振），高壓缸南端有一止推軸承和徑向軸承，其徑向軸承的軸振測點是XIAS3407、XIAS3408（以下分別簡稱7點、8點軸振），軸的南頂端有一位移測點是NIAS3402。氧透軸振動測量采用派利斯TM180傳感器+TM181延長電纜+TM301軸振變送器，UPS電源220VAC經(jīng)TM900電源轉(zhuǎn)化器為軸振變送器提供24VDC電源，將軸振動信號轉(zhuǎn)換成4～20 mA信號接入DCS系統(tǒng)，參與報警和聯(lián)鎖停機，其軸振動報警值、聯(lián)鎖值分別為33.6μm、40.3μm。
一樓分布著潤滑油站和五臺氣體冷卻器。
三、軸振問題的現(xiàn)象和處理經(jīng)過
2024年5月份，根據(jù)系統(tǒng)生產(chǎn)計劃，該機組例行解體大修。主要進行以下內(nèi)容：
1.高、低壓上缸蓋吊過，檢查上下氣缸內(nèi)的密封器、隔板，塞尺測密封間隙，未見損壞。用測厚儀檢查鍍銅層厚度，低壓缸局部最薄6um、最厚46.7um；高壓缸最薄27.6um、最厚64.6um，鍍銅層明顯存在不均勻現(xiàn)象，需擇機大修時返廠重新鍍銅；
2.檢查進口導葉調(diào)節(jié)機構(gòu)，動作情況良好、準確靈活。檢查進排氣管道上的膨脹節(jié)；
3.檢查壓縮機各軸瓦。其中高壓缸止推軸承北側(cè)部分的下半部邊緣止推瓦塊下一§2銷子折斷，因無備件且無法現(xiàn)場修復，仍予以回裝；
4.檢查增速機各軸瓦和齒輪嚙合。軸瓦上有少許積碳，予以清理；
5.檢查高-低壓缸聯(lián)軸器、低壓缸-增速機聯(lián)軸器對中情況，結(jié)果尚可，未做調(diào)整；
6.檢查增速機-電機聯(lián)軸器對中，電機中心低0.225mm、上漲口0.11mm，均高于指標。于是在主電機前軸承座下增加0.20mm不銹鋼墊片后，電機中心高0.04mm、上開口0.10mm。隨后又在后軸承座下增加0.20mm不銹鋼墊片，電機中心高0.04mm、上漲口0.09mm，對中有所改善，不再動電機基礎(chǔ)。打開電機后端蓋，測上下氣隙，分別為上邊4.7mm、下邊5.2mm，尚未超過氣隙偏差10%的限值（電機氣隙指標是5mm）；
7.對中結(jié)束，聯(lián)軸器連接，鉸刀處理軸承座銷孔，裝入絕緣尼龍銷；
8.油箱潤滑油更換，并進行油泵電機、排煙風機電機潤滑等保養(yǎng)工作。
開機運行后，第一周各軸振基本平穩(wěn)，但隨著運行時間的增長，軸振開始出現(xiàn)異常變化趨勢。低壓缸四個軸振同時波動，其中1、2點變化大。如8月18日1點4.7～6.7um、2點7.2～11.1um、3點15.9～16.4um、4點22.6～23.2um，5-8點軸振則平穩(wěn)，趨勢如下圖：
2024年8月27的趨勢，2點則呈現(xiàn)鋸齒形波動，幅度4um左右，趨勢如下圖：
2024年9月8日，4點軸振突升，從15.7～17.3～21.2um，趨勢如下圖：
2024年9月21日，4點開始出現(xiàn)鋸齒形波動，16.2～21.8um，幅度5um多，趨勢如下圖：
離心壓縮機的軸振過大，一般原因有軸承間隙過大、底座螺栓緊度不適當、裝配不良、動平衡不合格、氣流脈動或渦流、主電機振動過大、聯(lián)軸器不合格或?qū)χ胁缓细?、油膜振蕩或渦動、管道振動傳遞等。現(xiàn)在出現(xiàn)的是振幅不高但趨勢不平穩(wěn)，在進行了外圍的排查如管道振動、主電機振動、氣流等因素之后，決定拆檢壓縮機軸承。于是開啟備用空分裝置的活塞式氧氣壓縮機，停下該氧透。
2024年12月11日-13日，針對2、4點軸振鋸齒形波動進行停機處理。這次，復測各徑向軸承的徑向間隙及瓦背過盈量、止推軸承的軸向間隙。拆低壓缸南側(cè)止推軸承，里面缺一個調(diào)整墊，因該處§2銷子折斷導致調(diào)整墊無法定位而缺失，聯(lián)系廠家得知備件供貨周期4個月，于是繼續(xù)回裝使用，同時開始申請購置新備件。止推軸承缺失一個調(diào)整墊的照片如下筆指位置：
測低壓缸南側(cè)軸瓦徑向間隙0.18mm，超出指標(指標是0.12-0.162mm），于是將這五塊瓦塊更換上一套新瓦塊，組裝后測徑向間隙0.145mm達標；低壓缸止推軸承間隙0.49mm超標(指標0.23-0.28mm），于是增加0.22mm厚的調(diào)整銅墊片。測高低壓缸聯(lián)軸器對中，高壓缸中心低0.225mm、偏西0.10mm；軸向下開口0.04mm、東開口0.06mm，超出指標。
低壓缸與增速機對中，徑向0、軸向下開口0.07mm、東開口0.01mm；增速機與主電機聯(lián)軸器未拆進行復測對中。由于派利斯不再生產(chǎn)TM301變送器，這次，將1、2點派利斯軸振更換為本特利產(chǎn)品，傳感器、延長電纜、變送器拆下作為空透和氧透軸振的備件，換上本特利的330910-00-03-10-02-00傳感器、330930-040-01-00延長電纜、990-04-50-01-00變送器。
開機運行后，各軸振平穩(wěn)，八個軸振測點分別是19.5、10.9、14.5、23.9、3.4、3.6、5.6、7.7um。
運行到2024年12月31日出現(xiàn)1點波動15.4～17.6um，如下圖，其他各點軸振平穩(wěn)。
進入2025年7月份，開始出現(xiàn)5、6點軸振一直波動，趨勢如下圖。波動幅度不超過2um，但趨勢一致，毫無規(guī)律，通過排查軸振檢測儀表、調(diào)整氧透負荷、油壓、油溫等操作工況，未見任何改善。
就這樣5、6點一直波動運行到2025年11月份，購置的氧透止推軸承備件到貨后，主動停機。2025年11月3日-5日再次拆解各軸承予以處理，具體內(nèi)容如下：
1.將高壓缸南端的止推軸承的北部分予以更換新備件（因銷子斷、調(diào)整墊失去定位），高壓缸北側(cè)軸承檢測徑向間隙為0.18mm超差（指標0.14-0.155mm)，予以更換新成套5塊瓦塊，更換后復測徑向間隙0.15mm。
2.將低壓缸南端的止推軸承的南部分更換新備件（因銷子斷、缺少一調(diào)整墊），回裝后測軸向間隙超標0.20mm，將原來止推端面上的0.22mm厚的調(diào)整銅墊拆下，更換成0.13mm的銅墊片，這樣測出來的軸向間隙0.28mm在指標范圍；測低壓缸南端軸承徑向間隙0.15mm、北端徑向軸承間隙0.145mm，均在指標范圍，清理瓦塊后予以回裝。
3.拆高低壓缸之間和低壓缸與增速機之間的聯(lián)軸器，通過打百分表復測對中情況：高壓缸偏西0.09mm、高壓缸低0.25mm、東張口0.06mm、下張口0.11mm；低壓缸偏西0.01mm、低0.24mm，由于缸體下部牽涉管道較多，對中不再做調(diào)整。
完成各軸承檢查、更換工作，重新啟動氧透，各軸振基本平穩(wěn)，趨勢如下圖。八個測點分別是19.5、10.5、12.9、26.4、3.5、4.2、5.6、10.4um。
結(jié)束語
氧透作為空分裝置最為關(guān)鍵的大型動力旋轉(zhuǎn)設(shè)備，其穩(wěn)定運行至關(guān)重要，要定期檢查。由于壓縮介質(zhì)氧氣干燥干凈，葉輪一般不會出現(xiàn)動平衡變差，一般3年需要進行一次解體維保。建議邀請原生產(chǎn)廠或?qū)I(yè)維保單位承擔該維保業(yè)務(wù)。
拆檢中，止推軸承的上下兩部分要完全對齊，防止輕微錯位導致邊緣的調(diào)整墊下的定位銷擠斷，影響設(shè)備的穩(wěn)定運行。在起吊上缸蓋時，要小心慢起，勤觀察上缸蓋內(nèi)的密封器、隔板是否固定牢固，防止因定位螺釘斷導致部件脫離缸蓋出現(xiàn)損傷轉(zhuǎn)子、部件摩擦。
完成上缸蓋的檢查維保工作后及時回裝，整個過程要特別注意防止異物掉入下缸體內(nèi)。所有與氧氣接觸部位嚴禁油脂。當出現(xiàn)軸振異常時，首先排除外圍測振的延長電纜與傳感器接頭部位是否松動、臟污，軸振變送器是否因使用年久性能下降導致輸出不穩(wěn)定，此時需要更換變送器。
壓縮機進行維保的同時，主電機和油站等附屬設(shè)備要同步進行維保，確保維保之后能夠連續(xù)運行到下一個維保周期。
【壓縮機網(wǎng)】2010年2月份，河南豫光金鉛股份有限公司制氧廠建成投產(chǎn)一套KDONAr－10000/3600/320型空分裝置，采用分子篩吸附凈化、增壓透平膨脹機制冷、無氫制氬、氧氮外壓縮流程。其中氧壓機采用杭州某公司生產(chǎn)的3TYS72+2TYS58型氧氣透平壓縮機（簡稱氧透），產(chǎn)品代號T1YS52B，用于將空分裝置生產(chǎn)的13kPa、10000Nm3/h低壓氧氣壓縮到1.8MPa（額定排氣壓力）后送入廠區(qū)氧氣管網(wǎng)，供后序生產(chǎn)單位使用。
一、使用氧氣透平壓縮機的優(yōu)勢
1.具備穩(wěn)定、安全運行的性能，具有十分可靠的安全保護措施；
2.不會對氧氣產(chǎn)生二次污染，不會在機器周圍形成富氧環(huán)境帶來燃爆隱患；
3.連續(xù)運行時間長；
4.具有比較高的等溫效率；
5.比較穩(wěn)定的排氣壓力。
二、氧氣透平壓縮機機組簡介
該氧透機組高低壓雙缸、八級壓縮、五級冷卻、水平剖分離心式，額定排氣壓力1.8MPa。采用額定功率2000kW、額定電流137A的異步電機驅(qū)動，經(jīng)齒輪增速機增速到16759r/min帶動壓縮機同步運轉(zhuǎn)。
氧透主機在大廠房二樓從北自南依次布置著主電機、增速機、低壓缸、高壓缸，排成一列，它們之間采用膜（疊）片聯(lián)軸器。低壓缸端北側(cè)是徑向軸承，其垂直和水平位置分布著軸振測點是XIAS3401、XIAS3402（以下分別簡稱1點、2點軸振），軸的北頂端有一位移測點NIAS3401，低壓缸南側(cè)是一副止推軸承和徑向軸承，其徑向軸承上垂直和水平位置軸振測點是XIAS3403、XIAS3404（以下分別簡稱3點、4點軸振）；高壓缸端北側(cè)有一徑向軸承，其軸振測點分別是XIAS3405、XIAS3406（以下分別簡稱5點、6點軸振），高壓缸南端有一止推軸承和徑向軸承，其徑向軸承的軸振測點是XIAS3407、XIAS3408（以下分別簡稱7點、8點軸振），軸的南頂端有一位移測點是NIAS3402。氧透軸振動測量采用派利斯TM180傳感器+TM181延長電纜+TM301軸振變送器，UPS電源220VAC經(jīng)TM900電源轉(zhuǎn)化器為軸振變送器提供24VDC電源，將軸振動信號轉(zhuǎn)換成4～20 mA信號接入DCS系統(tǒng)，參與報警和聯(lián)鎖停機，其軸振動報警值、聯(lián)鎖值分別為33.6μm、40.3μm。
一樓分布著潤滑油站和五臺氣體冷卻器。
三、軸振問題的現(xiàn)象和處理經(jīng)過
2024年5月份，根據(jù)系統(tǒng)生產(chǎn)計劃，該機組例行解體大修。主要進行以下內(nèi)容：
1.高、低壓上缸蓋吊過，檢查上下氣缸內(nèi)的密封器、隔板，塞尺測密封間隙，未見損壞。用測厚儀檢查鍍銅層厚度，低壓缸局部最薄6um、最厚46.7um；高壓缸最薄27.6um、最厚64.6um，鍍銅層明顯存在不均勻現(xiàn)象，需擇機大修時返廠重新鍍銅；
2.檢查進口導葉調(diào)節(jié)機構(gòu)，動作情況良好、準確靈活。檢查進排氣管道上的膨脹節(jié)；
3.檢查壓縮機各軸瓦。其中高壓缸止推軸承北側(cè)部分的下半部邊緣止推瓦塊下一§2銷子折斷，因無備件且無法現(xiàn)場修復，仍予以回裝；
4.檢查增速機各軸瓦和齒輪嚙合。軸瓦上有少許積碳，予以清理；
5.檢查高-低壓缸聯(lián)軸器、低壓缸-增速機聯(lián)軸器對中情況，結(jié)果尚可，未做調(diào)整；
6.檢查增速機-電機聯(lián)軸器對中，電機中心低0.225mm、上漲口0.11mm，均高于指標。于是在主電機前軸承座下增加0.20mm不銹鋼墊片后，電機中心高0.04mm、上開口0.10mm。隨后又在后軸承座下增加0.20mm不銹鋼墊片，電機中心高0.04mm、上漲口0.09mm，對中有所改善，不再動電機基礎(chǔ)。打開電機后端蓋，測上下氣隙，分別為上邊4.7mm、下邊5.2mm，尚未超過氣隙偏差10%的限值（電機氣隙指標是5mm）；
7.對中結(jié)束，聯(lián)軸器連接，鉸刀處理軸承座銷孔，裝入絕緣尼龍銷；
8.油箱潤滑油更換，并進行油泵電機、排煙風機電機潤滑等保養(yǎng)工作。
開機運行后，第一周各軸振基本平穩(wěn)，但隨著運行時間的增長，軸振開始出現(xiàn)異常變化趨勢。低壓缸四個軸振同時波動，其中1、2點變化大。如8月18日1點4.7～6.7um、2點7.2～11.1um、3點15.9～16.4um、4點22.6～23.2um，5-8點軸振則平穩(wěn)，趨勢如下圖：
2024年8月27的趨勢，2點則呈現(xiàn)鋸齒形波動，幅度4um左右，趨勢如下圖：
2024年9月8日，4點軸振突升，從15.7～17.3～21.2um，趨勢如下圖：
2024年9月21日，4點開始出現(xiàn)鋸齒形波動，16.2～21.8um，幅度5um多，趨勢如下圖：
離心壓縮機的軸振過大，一般原因有軸承間隙過大、底座螺栓緊度不適當、裝配不良、動平衡不合格、氣流脈動或渦流、主電機振動過大、聯(lián)軸器不合格或?qū)χ胁缓细?、油膜振蕩或渦動、管道振動傳遞等。現(xiàn)在出現(xiàn)的是振幅不高但趨勢不平穩(wěn)，在進行了外圍的排查如管道振動、主電機振動、氣流等因素之后，決定拆檢壓縮機軸承。于是開啟備用空分裝置的活塞式氧氣壓縮機，停下該氧透。
2024年12月11日-13日，針對2、4點軸振鋸齒形波動進行停機處理。這次，復測各徑向軸承的徑向間隙及瓦背過盈量、止推軸承的軸向間隙。拆低壓缸南側(cè)止推軸承，里面缺一個調(diào)整墊，因該處§2銷子折斷導致調(diào)整墊無法定位而缺失，聯(lián)系廠家得知備件供貨周期4個月，于是繼續(xù)回裝使用，同時開始申請購置新備件。止推軸承缺失一個調(diào)整墊的照片如下筆指位置：
測低壓缸南側(cè)軸瓦徑向間隙0.18mm，超出指標(指標是0.12-0.162mm），于是將這五塊瓦塊更換上一套新瓦塊，組裝后測徑向間隙0.145mm達標；低壓缸止推軸承間隙0.49mm超標(指標0.23-0.28mm），于是增加0.22mm厚的調(diào)整銅墊片。測高低壓缸聯(lián)軸器對中，高壓缸中心低0.225mm、偏西0.10mm；軸向下開口0.04mm、東開口0.06mm，超出指標。
低壓缸與增速機對中，徑向0、軸向下開口0.07mm、東開口0.01mm；增速機與主電機聯(lián)軸器未拆進行復測對中。由于派利斯不再生產(chǎn)TM301變送器，這次，將1、2點派利斯軸振更換為本特利產(chǎn)品，傳感器、延長電纜、變送器拆下作為空透和氧透軸振的備件，換上本特利的330910-00-03-10-02-00傳感器、330930-040-01-00延長電纜、990-04-50-01-00變送器。
開機運行后，各軸振平穩(wěn)，八個軸振測點分別是19.5、10.9、14.5、23.9、3.4、3.6、5.6、7.7um。
運行到2024年12月31日出現(xiàn)1點波動15.4～17.6um，如下圖，其他各點軸振平穩(wěn)。
進入2025年7月份，開始出現(xiàn)5、6點軸振一直波動，趨勢如下圖。波動幅度不超過2um，但趨勢一致，毫無規(guī)律，通過排查軸振檢測儀表、調(diào)整氧透負荷、油壓、油溫等操作工況，未見任何改善。
就這樣5、6點一直波動運行到2025年11月份，購置的氧透止推軸承備件到貨后，主動停機。2025年11月3日-5日再次拆解各軸承予以處理，具體內(nèi)容如下：
1.將高壓缸南端的止推軸承的北部分予以更換新備件（因銷子斷、調(diào)整墊失去定位），高壓缸北側(cè)軸承檢測徑向間隙為0.18mm超差（指標0.14-0.155mm)，予以更換新成套5塊瓦塊，更換后復測徑向間隙0.15mm。
2.將低壓缸南端的止推軸承的南部分更換新備件（因銷子斷、缺少一調(diào)整墊），回裝后測軸向間隙超標0.20mm，將原來止推端面上的0.22mm厚的調(diào)整銅墊拆下，更換成0.13mm的銅墊片，這樣測出來的軸向間隙0.28mm在指標范圍；測低壓缸南端軸承徑向間隙0.15mm、北端徑向軸承間隙0.145mm，均在指標范圍，清理瓦塊后予以回裝。
3.拆高低壓缸之間和低壓缸與增速機之間的聯(lián)軸器，通過打百分表復測對中情況：高壓缸偏西0.09mm、高壓缸低0.25mm、東張口0.06mm、下張口0.11mm；低壓缸偏西0.01mm、低0.24mm，由于缸體下部牽涉管道較多，對中不再做調(diào)整。
完成各軸承檢查、更換工作，重新啟動氧透，各軸振基本平穩(wěn)，趨勢如下圖。八個測點分別是19.5、10.5、12.9、26.4、3.5、4.2、5.6、10.4um。
結(jié)束語
氧透作為空分裝置最為關(guān)鍵的大型動力旋轉(zhuǎn)設(shè)備，其穩(wěn)定運行至關(guān)重要，要定期檢查。由于壓縮介質(zhì)氧氣干燥干凈，葉輪一般不會出現(xiàn)動平衡變差，一般3年需要進行一次解體維保。建議邀請原生產(chǎn)廠或?qū)I(yè)維保單位承擔該維保業(yè)務(wù)。
拆檢中，止推軸承的上下兩部分要完全對齊，防止輕微錯位導致邊緣的調(diào)整墊下的定位銷擠斷，影響設(shè)備的穩(wěn)定運行。在起吊上缸蓋時，要小心慢起，勤觀察上缸蓋內(nèi)的密封器、隔板是否固定牢固，防止因定位螺釘斷導致部件脫離缸蓋出現(xiàn)損傷轉(zhuǎn)子、部件摩擦。
完成上缸蓋的檢查維保工作后及時回裝，整個過程要特別注意防止異物掉入下缸體內(nèi)。所有與氧氣接觸部位嚴禁油脂。當出現(xiàn)軸振異常時，首先排除外圍測振的延長電纜與傳感器接頭部位是否松動、臟污，軸振變送器是否因使用年久性能下降導致輸出不穩(wěn)定，此時需要更換變送器。
壓縮機進行維保的同時，主電機和油站等附屬設(shè)備要同步進行維保，確保維保之后能夠連續(xù)運行到下一個維保周期。
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