透平循环压缩机体外空试振动原因及处理措施

    山东济南盛源化肥有限责任公司使用的TC450/320-13型透平循环压缩机由主机和辅机两部分组成，主机包括1台十三级离心压缩机、二级三相交流异步内置式管道电动机、高压筒体；辅机包括保护气系统、电器仪表控制系统、润滑系统、配套阀门。压缩机的作用是在甲醇生产中压缩和输送合成循环气。该压缩机在使用过程中出现体外空试振动现象，其原因分析如下。

（1）电机转子未在磁场中心

机组检修在拆装电机、压缩机联轴器时联轴器轴向装配尺寸出现变动,更换新联轴器时新、旧联轴器尺寸存在误差，或联轴器柱销没能完全按原位置安装，或检修调整各部位装配后产生的误差，都有可能使联轴器紧固连接后，受压缩机运转牵制，电机转子被迫偏离磁场中心，电机转子、压缩机转子相互牵制影响，形成机组的轴向振动。

（2）联轴器夹铁环轴向间隙不合理

检修质量标准中要求在联轴器螺栓紧固后夹铁环的轴向间隙应在0.30～ 0.40 mm，其主要目的是为了避免机组正常运转时压缩机受气流影响的自由窜量和电机转子在磁场中的自由窜量相互影响，两个自由窜量在高速运转中一旦相互影响，将会产生很大的反作用力，反作用力交替发挥作用，越来越强，就会使轴向振动加剧。夹铁环轴向间隙不合理的原因有：测量误差；机组检修的检修工技能；机组长周期运转后各部位标准与新机组产生误差，正常运转效果降低。

（3）基准垫片厚度选择不准确

在压缩机的检修中，为了便于调整各部位轴向间隙，使转子在检修状态中始终处于轴向基准位置，通常在检修前将压缩机出口向上立在操作台上，用千斤顶顶起转子，在第一级叶轮下的轴间下部放置3片4 mm厚的钢垫，这是因为叶轮两侧总间隙为8 mm，放置4 mm厚的钢垫后，能保证叶轮两侧都是4 mm，即转子已在轴向基准。但此方法只能保证第一级叶轮两侧间隙相等，因隔板、定距套、叶轮三者的加工误差积累，其余十二级叶轮两侧间隙会越来越大，最大能差0.40 mm以上。此偏差对叶轮影响不大，但对止推轴承的影响却很大，因为止推轴承的两侧轴向间隙均为0.80 mm。

（4）联轴器柱销尼龙套疲劳变形

联轴器柱销上的尼龙套，在由电机通过联轴器向压缩机转子传递扭矩的同时，始终承受一定的压力，这种压力长期作用，会使尼龙套外径变形，尺寸增大。外径增大的尼龙套安装到联轴器上时会使紧固联轴器螺栓时产生虚紧，从而造成以此为基础调节夹铁环轴向间隙和电机转子磁场中心时出现假象，也就达不到检修质量标准的指标要求。

通过分析后，采取了以下改造措施

（1）调节夹铁环的厚度。机组在轴向基准时，应同时具备止推轴承两侧间隙相等（现为0.80 mm）、联轴器夹铁环轴向间隙0.30～ 0.40mm、电机转子在磁场中心3个条件。因为这种状态不易操作，因此，可将电机非负荷端轴承压盖、电机转子、压缩机转子整体向压缩机出口轴向移动至死点。这时，用深度尺测量电机非负荷端轴承内外圈的端面尺寸差异，此时正常的内、外圈差异应为：内圈实测尺寸－外圈实测尺寸=0.80+0.30=1.1 mm，若偏离1.1 mm，应将夹铁环厚度做相应处理，同时相应改变联轴器两柱销的长度，保证夹铁环轴向间隙。

（2）调整夹铁环轴向间隙标准。夹铁环轴向间隙标准为0.30～0.40 mm，一般满足不了需要，为此我们将夹铁环的轴向间隙0.35～0.45 mm作为检修质量标准。

（3）实际测量每一级叶轮的轴向间隙。压缩机拆解时，每一级叶轮两侧用铅丝压量，根据实际轴向间隙，兼顾13级叶轮，确定改组转子的最佳基准钢垫厚度，以便消除因基准选择而造成的调整误差。

（4）更换新柱销或将旧尼龙套车削至原始尺寸。

通过采取以上措施，消除了压缩机在使用过程中出现体外空试振动现象，每次都能保证一次试车成功，且运行状况良好。