空分装置增压机轴位移过大的原因分析和解决措施

Cause Analysis and Solutions of Excessive Shaft Displacement ofBooster for Air SeparatorDa/Junli Zhao LiminAbstract：The excessive shaft displacement of EZ35-3 air booster for air separator during operation results inwear of main thrust beating and temperature rising of bearing.Analyzes the fault cause，and modifes the balancetube to solve the problem。

Key words：Air booster；Shaft displacement；Th rust bearing；Balance tube；Centrifugal compressor0 前言 1 空气增压机故障现象青海盐湖工业股份有限公司 100万t钾肥综合利用项 目-期工程两套 KDON 20000/120000型空分装置，均采用由杭氧公司设计制造的分子筛净化空气、增压透平膨胀、全精馏无氢制氩、液氧内压缩流程。其中压缩机组由陕鼓动力股份有限公司设计制造，采用先进的-拖二技术，即由-台汽轮机带动空气压缩机和空气增压机 ，具有机组布置紧凑、占地面积孝运行安全经济等优点。配套的EZ35-3型空气增压机额定转速 12 300 r/rain，额定气量28 000 Nrn3/h，入口压力0.50 MPa，额定出口压力 1.3 MPa。机组自投产以来 ，出现轴位移以0.005 mm/d的速度增大的问题。为此，通过 3次技术改造，解决了存在的问题。使得机组能正常满负荷运行。

自2009年4月进入试车阶段以来.全厂装置(乙炔、钾碱、PVC、尿素、合成氨)进行着紧张有序的试车工作，开、停车事情经常发生。由于中压蒸汽的供汽不稳定，空分装置也经常停车、开车。在设备试车过程中我们发现，-套空分装置的空气增压机轴位移在逐渐地增大。装置正唱车后，当增压机负荷加至1.0 MPa时，由于中压蒸汽不稳定，迫使我们将压缩机负荷降至空负荷运转，直到中压蒸汽稳定后再开始给压缩机加负荷。当增压机负荷加至 1.2 MPa时，增压机轴位移达到了报警值0.48 mm，瞬间达到联锁值0.8 mnl。于是机组紧急停车。随后检修人员再次对轴位移探头进行重新调零安装，以轴向窜量的中间值为零点，当时窜量为0.43 mlTI。为此，公司领导决定打开增压机瓦代军礼，男，1983年生，助理工程师。格尔木市，816000。

62 化工装备技术 第34卷第 1期盖检查推力瓦块的磨损情况。打开瓦盖后发现，副止推瓦完好。主止推瓦磨损严重，瓦块表面的铅锡合金几乎磨完，大面积露出黑色的生铁，更为严重的是转子主推力盘表面拉毛，光洁度严重破坏。之后打开增压机顶盖做进-步检查，发现除转子低压端迷宫少量密封齿损坏外，前后径向轴承完好.转子前后轴颈及叶轮轴向、径向间隙无异常。用塞尺检查转子叶轮各部位间隙，确认正常。公司技术部门、安装单位及压缩机厂家共同研究决定，为确保机组安全及今后的长周期运行.将增压机转子立即送制造厂维修，修研推力盘主推面、密封齿，并做动平衡。

2 故障原因分析该空气增压机为三级离心式压缩机。由于每个叶轮两侧的气体作用力不同，使叶轮具有非零的轴向力。这个力-般指向叶轮进13。为了平衡这个轴向力，应当采取-些措施。压缩机-般采取双向进气的方式排列叶轮以平衡掉-部分轴向力，剩余部分轴向力则由平衡盘及止推轴承来平衡。若轴向力太大.推力瓦的合金磨损过快或过度磨损，或因突发事故而融化，转子就会产生较大的轴位移，严重时甚至发生转子与定子相碰，造成恶性事故。

造成轴位移过大的原因可能有以下几方面：(1)轴位移探头安装调零是否合适。

(2)安装时轴向间隙过大以及机组振动等原因，都会导致转子的轴向位移增大。

(3)润滑不良或油路不通畅导致油膜难 以形成，从而使止推瓦磨损，轴位移增大。

(4)机组设计制造不合理，止推轴承偏小，无法平衡轴向力。

(5)平衡遭到破坏而引起轴位移增大。-般来说.压缩机在设计时就已经考虑了轴向力的平衡问题，通常是采用平衡盘来平衡绝大部分轴向力，剩余部分轴向力则由止推轴承来平衡。平衡盘后的低压腔用平衡管与压缩机入13相连，以维护腔内低压，保证平衡。若低压腔内压力过高，就会引起轴位移增大，造成止推瓦损坏。

3 处理措施(1)第-次处理增压机转子经制造厂家处理后返回本公司，维修人员加班对前后汽封进行修研，对前支撑瓦与轴的问隙进行调整，对转子与下缸之间的气封间隙进行测量并用铅丝进行调整，将主止推瓦更新，并根据增压机安装技术规程调整转子主推轴的轴向窜量为0.30 mm(指标为 0.3O～O.40 mm)，将控制润滑油进入增压机的油压调节阀通径由原来的 05 mm扩大到 08 mm，以适当增加润滑油量。2010年 8月，对增压机与增速器之间联轴器进行对中安装。

增压机投入试车后，在出13压力加到额定值 l-3MPa时，测试轴位移的两个探头分别测试到轴位移为 0.13 mm、0.15 mm，均在 0.40 mm的指标范围内，机组运行恢复正常。

(2)第二次处理由于盐湖化工为新建项目，试车期间各类问题频发.特别是汽轮机用的中压蒸汽供应不稳定。

2010年9月中压蒸汽再次出现故障，导致空分装置紧急停车。蒸汽正常后再次开车，在增压机加负荷至0.6 MPa时，增压机转子轴向位移达到报警值0.40 mm，随即进行降负荷处理。打开瓦盖检查推力瓦时发现主推力瓦出现偏磨，且磨损较为严重。

经公司技术人员和增压机厂家技术人员研究决定，对增压机推力盘和瓦块进行加大处理.对瓦块进行手工加工，并增大进油量。之后正常启车。轴位移正常。但是在以后的观察中发现，增压机轴位移仍然在以 0.005 mm/d的速度不断地增大。因此技术人员感到还是没有找出轴位移增大的根本原因。

经研究讨论后总结出下列几点意见： (1)止推瓦更新后若机组不停车持续运行，则轴位移略有增加。 (2)若机组运行期间出现停车然后再次启动，则轴位移会大幅度增加，以至接近或超过 0.40 mm的报警线。 (3)主推瓦没有平衡掉轴向力，在轴向力的作用下主推瓦磨损速度较快.造成轴位移增大。 (4)平衡盘后的低压腔压力，即增压机人口压力为 0.50 MPa.这-压力可能偏高 .造成平衡盘前后压差减小，平衡盘 出力”不足，即平衡盘未平衡掉足够多的轴向力。鉴于以上分析，对增压机进行了第三次技术改造，即下述的第三次处理。

(3)第三次处理2011年 3月.利用系统停车之机。对增压机平衡管进行了改造.在原有的平衡管中间增加-个放空管，并增加阀门2，以达到轴向力的平衡。改造示意图如图1所示。在正常情况下阀 1打开、2013年 2月 代军礼等：空分装置增压机轴位移过大的原因分析和解决措施 63增压机耋 1 2 l 阀 CC；Cn 阀3空 ·E出口(1.3 MPa) 人口(O.50MPa)图1增压机平衡管的改造阀 2关闭，用阀 3控制平衡盘前后的压差，以达到调整轴位移的目的。

4 增压机改造后运行效果自2011年 3月增压机平衡管改造完成、机组投用以来 ，增压机转子的轴位移-直维持在0.28mm、0.29 mm，正如预期的那样，机组运行非常稳定.再没有出现过轴位移超标的问题。以同样的方法对第二套空分装置的增压机平衡管也进行了改造 .结果也和预期的-样机组运行非常稳定。

(收稿日期：2012-12-05)工有 言 篙 碳酸二甲酯生产首用静态混合管式技术 行业 ，化工大学联合完成的双扰动静态 二甲酯生产装置，并首次实现 了 该项 目采用双扰动静态混合管式混 合 管式技 术在 碳 酸 二 甲 酯 反应热的耦合利用〉低 能耗 反应技术合成碳酸丙烯酯，反应(DMC)生产中的开发和应用项 1.6 tit DMC。此外，采用并联进 器内物料只有径向混合，无轴向目.2012年 12月初通过泰安市 料、环氧丙烷预混、二氧化碳预 返混，强化了传热与传质，提高科技局的成果鉴定。专家认为， 分散的双扰动静态混合管式碳酸 了反应效率。环氧丙烷转化率和该项目成果推动了以碳酸丙烯酯 二甲酯装置反应均匀有序，安全 产品收率显著提高。其反应热充为原料生产DMC联产1，2-丙二 可靠。提高了高温高压反应的安 分应用于碳酸二甲酯的酯交换反醇生产工艺的技术进步。 全系数，原料消耗大大降低，转 应过程，降低了能量消耗，生产成该项目首次将双扰动单管四 化率提高，环丙单耗降至0.67 t， 本低，产品质量稳定，生产过程符旋静态混合管式技术应用于碳酸 产品纯度达到 99.80%以上，达到 合国