我公司有2台南化公司化工机械厂生产的TC450/320型内置式透平循环压缩机,该透平循环压缩机具有以下特点:无动密封点、泄漏少,相应运转期长;输送气量均匀,无脉冲现象,减少了工艺管道的振动;可以露天安装,易损件少;能耗低,整个压缩机的电机是装在一个高压容器内,减少了有效气体的漏损,既提高了合成氨产量,又改善了劳动环境。但是, TC450/320透平机的关键部位——轴承极易损坏,造成了该机型的运转周期短。
要提高透平循环机运行周期,经分析认为有以下2点原因。
1.原实际轴承为TE32314T圆柱滚动轴承,游隙为0.07~0.09 mm,而配合游隙约为0.06~0.08 mm,理论上应满足其使用要求,但实际使用过程中TE32314T轴承的寿命很短,约为1400 h,原用轴承游隙没有考虑到设备在制造安装过程中所造成的轴承两端座孔不同心以及热膨胀造成的游隙减少。
2.透平机电机绝缘值低。电机绝缘层的刷涂不好或绝缘漆的配方不合理;透平机在升降压时速度过快,会引起绝缘层产生微裂纹;保护气体在电机内没有形成压差,有一部分循环气进入电机,由于氨渗透能力极强,对绝缘影响大。
为了提高透平机循环运行的周期,公司在停机维修时采取了以下措施。
1.对滚动轴承TE32314T的游隙加大的问题进行了解决。在维修时,先用百分表测量得轴承的游隙为0.06~0.08 mm,而要求游隙为0.11~0.13 mm,取平均值0.12 mm为标准游隙,于是以0.04 mm为磨去量进行打磨。轴承内外圆尺寸为Φ90 mm/Φ70 mm,将外圆单边磨去0.04 mm,即直径磨去0.08 mm。在磨床加工时要求轴承内外套同心,不带锥度,两边磨去的量要均匀,并将轴承的铜保持架改为钢保持架。
2.在安装时应注意
(1)原设计安装要求在透平机主轴进口台肩与中间接筒对应面以4 mm垫片来确定安装基准,但在实际检修中,在进口端轴承内外圈对齐的情况下,实际测量改间隙为3.40~4.20 mm之间不等。我们认为正确定位应根据实测间隙,在进口端轴承处采用假轴承定位比较准确,便于安装。
(2)平衡盘安装时该机要求最高和最不易找正安装的部位。浮动盘与静盘之环间隙为0.25 mm,对应的齿轴向间隙为0.25 mm,端面平行度应小于0.03 mm,要达到上述要求应分2步进行找正组装:第一步,装假盖后均匀拧紧螺栓,在浮动平衡盘与静平衡的环隙对应4个位置放入0.25 mm的垫片,以确保浮动平衡盘中心位置及端面无倾斜,调整使两平面平行度小于0.03 mm;第二步,拆除假盖,装出口支撑体,其外圆与拉紧筒径向偏差应小于0.03 mm。在均匀拧紧螺栓的过程中应及时测量浮动平衡盘与静盘之间的平衡度,达到要求后抽出垫片,再进行轴承安装,这样能较快地达到安装标准。
(3)在调整叶轮与隔板间隙时,为了避免因轴承损坏时轴向力偏向进口端造成多级叶轮的损坏,在安装时应有2组叶轮相对其他叶轮的轴向间隙有意向进口端偏调0.10 mm,其他叶轮按规定安装。这样既能满足正常运转需要,又能在轴承出现问题时,使叶轮循环减到最小程度。
(4)透平压缩机与电机的联接找正是安装过程中的关键一环。找正时,首先应考虑电机设计磁中心与实际磁中心的偏离程度。若按设计磁中心调整各部间隙,当设计磁中心与实际磁中心不重合时,电机启动后,电机转子受磁力的作用偏向一侧运转,对透平机平衡盘产生附加轴向力,使其平衡作用变差,转子左右窜动,会导致止推瓦过早损坏。因此,在透平机组装时,应首先确定电机实际磁中心位置(可用电机单体试车确定磁中心位置),然后按要求步骤进行电机与透平机对接找正。
3.针对电机绝缘值低的问题,采取了相应措施:
(1)用丁苯树脂另行均匀刷涂;
(2)严格控制电机运行的升降压速度;
(3)电机保护气原有的4个进、出口孔的直径都为30 mm,是保护气体的通道,把4个出口孔改为2个直径20 mm的孔,使保护气在电机中形成压差,防止了循环气体进入电机内。
经过以上改造措施,透平循环压缩机的轴承运转4500 h后拆开检查,轴承磨损量为0.01~0.02 mm仍可继续使用,改造效果明显;同时电机的绝缘问题基本得到了解决,延长了透平循环机的运行周期。