工廠車間通風通風降溫_DH型離心壓縮機組找正的實踐如何解決離心
摘要: 以 DH63-14 離心壓縮機軸心找正為實例,通過對假軸撓度及溫度的影響因素分析,消除了聯(lián)軸器找正誤差,從而保證了機組的正常運行。提出了主機本體聯(lián)軸器與電機聯(lián)軸器之間由中間軸聯(lián)接的設(shè)備軸心找正的方法。
關(guān)鍵詞 : 離心式壓縮機;假軸撓度;溫度;找正
中圖分類號: TH452 文獻標識碼: B
文章編號 : 1006 - 8155 ( 2008 )02-0042-03
Alignment for DH T yp e Centrifugal Compressor Units
Abstract: In this paper, set the axis alignment of DH63-14 centrifugal compressor as an example, the alignment error of coup lin g is eliminated based on the analysis on the in fl uence factors of false-axis de fl ection and temperature. So the units can be ensuredto operate normally. The method for axis alignment of the device between compressor coup lin g and motor coup lin g joined with middle shaft is pointed put.
Key words : centrifugal compressor; false-axis de fl ection; temperature; alignment
0 引言
我廠 DH63-14 型離心式空氣壓縮機,由沈陽鼓風機 ( 集團 ) 有限公司生產(chǎn)。主要技術(shù)參數(shù):流量為 3 2000 Nm 3 /h ,進氣壓力為 0.09856MPa( 絕壓 ), 排氣壓力為 0.67 MPa( 絕壓 ) ,低速軸轉(zhuǎn)速為 9675r/min ,高速軸轉(zhuǎn)速為 11727.27 r/min 。配套 6000V 高壓同步電機,功率為 3400kW ,型號 T 2 3400-4/1480 ,由杭州發(fā)電設(shè)備廠生產(chǎn)。自 1997 年投產(chǎn)使用以來,機組運行較平穩(wěn),各項技術(shù)參數(shù)基本正常。某次機組開車啟動時,電機定子線圈相間短路放爆,電機返廠修理。由于電機整體吊裝、移位,因此在回裝過程中必須對機組進行軸心對中找正。
1 機組概況及軸心對中技術(shù)要求
1.1 機組結(jié)構(gòu)簡圖
見圖 1 ,壓縮機內(nèi)共有 4 級葉輪, 6 副支撐軸承, 3 個傳動齒輪,壓縮機端齒形聯(lián)軸器固定在大齒輪軸上。壓縮機端齒形聯(lián)軸器與主電機端齒形聯(lián)軸器由中間軸聯(lián)接,中間軸長 1530 mm, 因中間軸較長,要求軸心對中的誤差更小,故較其它設(shè)備對中找正更為復雜。
1.2 轉(zhuǎn)子按聯(lián)軸器找中心
壓縮機大齒輪軸與主電機的軸心對中找正的目的是為了防止各轉(zhuǎn)子振動,保證壓縮機和電機能夠安全連續(xù)運轉(zhuǎn)。軸心偏移時將會引起振動,軸承發(fā)熱、燒壞,齒輪聯(lián)軸器齒面異常磨損、聯(lián)軸器螺栓剪斷等故障。因此必須保證同軸度和端面平行度,本機組徑向偏移量允差± 0.025mm ,端面軸向允差± 0.025mm 。
2 軸心對中找正影響因素理論分析
2.1 加工制作找正工具(假軸)
假軸應符合三方面要求:( 1 )假軸的撓度要小;( 2 )假軸應設(shè)計定位基準面(如 Φ 160 -0 . 1 圓周面),安裝后,可保證壓縮機大齒輪軸與假軸的同軸度;( 3 )假軸長度應小于中間軸,便于裝配及安裝百分表。為此,根據(jù)聯(lián)軸器尺寸及現(xiàn)場實際設(shè)計,制作一根材質(zhì)為 Q235A 的假軸,見圖 2 。
2.2 假軸撓度對軸心對中找正的影響
假軸安裝在壓縮機軸端,長度 1515 mm ,壁厚 15mm ,會產(chǎn)生一定撓度,引起找正誤差,必須進行考慮。假軸撓度主要由自重引起,可以被簡化為均布載荷下梁的撓度,見圖 3 。
計算過程如下:
由假軸知: G ( 自重 )=700N q = G / L =462 N/m
彈性模量 E =210 G Pa ( 碳鋼 )
截面慣矩 I = π( D 4 - d 4 ) /64 =1166.46 cm 4 ( D =14cm , d =11cm)
由公式 [1] y max = qL 4 /8 EI 可知:撓度 y max =0.12 mm 。
2.3 大氣溫度對軸心對中找正的影響
見圖 4 ,壓縮機運行中蝸殼的溫度約為 100 ℃,與電機存在溫度差,在冷態(tài)下測量時必須考慮熱膨脹的影響。壓縮機運行后,因溫度升高,壓縮機大齒輪軸中心上抬,將引起主電機軸承比壓下降,對軸承的穩(wěn)定性不利,因此聯(lián)軸器中心校正時,主電機側(cè)應比壓縮機高 A 值。當時大氣溫度 t =33 ℃ 取 A =0.4mm 。
2.4 對中找正值的確定
考慮上述假軸撓度及大氣溫度的影響,在實際軸心對中找正時必須使電機比壓縮機高 ( y max + A)0 .52mm 。 結(jié)合技術(shù)規(guī)范,本機組徑向偏移量允差應為 0 . 52 ± 0.025mm( 電機高 ) ,端面軸向允差± 0.025mm 。
3 測量與調(diào)整工藝
3.1 測量方法
將假軸用螺絲固定在壓縮機齒輪軸上,用 4 個百分表進行測量(端面與徑向各兩個)。測量端面(軸向)必須用兩個百分表,主要是為了消除盤動轉(zhuǎn)子的過程中軸向移動的影響,測量時將假軸表夾具及電機半聯(lián)軸器作好標記并對準,裝上百分表 , 并使測量徑向值 ( 或端面值 ) 的兩個百分表安裝在同一直徑線上并且距中心點相等的位置上。這樣可消除聯(lián)軸器自身的徑向跳動、端面跳動所帶來的誤差。先轉(zhuǎn)動電機軸,后轉(zhuǎn)動壓縮機齒輪軸。每轉(zhuǎn)動 90 °記錄一次數(shù)據(jù)。轉(zhuǎn)動 3 次讀取 4 組數(shù)據(jù)后,還應將轉(zhuǎn)子再轉(zhuǎn)動 90 °,使其回到開始位置,檢查各百分表讀數(shù),此時兩端面百分表數(shù)值應一致(開始值應一致)。如數(shù)值一致,可以認為端面數(shù)值可靠。同時,徑向圓周表數(shù)值也應還原(上下兩次讀數(shù)之和與左右兩次讀數(shù)之和一致),若百分表未能復原 , 應分析原因,等消除后重新測量。根據(jù)實測值計算出同軸度及端面平行度。
3.2 調(diào)整處理理論分析
3.2.1 軸瓦調(diào)整量計算
根據(jù)聯(lián)軸器找中心的結(jié)果調(diào)整軸瓦,軸瓦移動量示意圖見圖 5 。
計算方法如下:
若上張口為 b (或北張口為 b ) , 主電機中心高其值為 a (或北偏移量為 a )。
2# 瓦的調(diào)整量為 x = x 1 - a , 由相似三角形得 x 1 = bL 1 / D , x = bL 1 / D - a ( 1 )
( 如得負值,表示軸瓦需下落 )
1# 瓦的調(diào)整量為 y = y 1 - a , 由相似三角形得 y 1 = b ( L 1 + L 2 )/ D , y = b ( L 1 + L 2 )/ D - a ( 2 )
3.2.2 調(diào)整原則
本機組軸承采用帶調(diào)整墊鐵(瓦枕)的軸瓦,見圖 6 。軸瓦中心位置的移動與軸瓦墊鐵厚度有一定的關(guān)系,以保證軸承瓦枕與軸承座瓦枕槽接觸良好。
調(diào)整原則(軸瓦兩側(cè)中心線與水平夾角為 α ,設(shè)計中 α =18 °~ 20 ° [2] ,且墊鐵為中心線上很窄的墊塊。故此, cos α ≈ 1 , sin α ≈ 1/3 ):
( 1 )軸瓦中心水平需調(diào)整 X 值時,則兩側(cè)墊鐵厚度調(diào)整 X cos α , 下瓦墊鐵厚度不變;
( 2 )軸瓦中心垂直需調(diào)整 Y 值時,則下部墊鐵厚度也調(diào)整 Y ,兩側(cè)墊鐵調(diào)整 Y sin α ;
( 3 )兩側(cè)墊鐵厚度調(diào)整量,一側(cè)為 Y sin α + X cos α ,另一側(cè)則為 Y sin α - X cos α ;
( 4 )每次翻動軸瓦進行調(diào)整后,都應使轉(zhuǎn)子連續(xù)轉(zhuǎn)動幾次,以便軸瓦落位良好,油膜均勻,在此基礎(chǔ)上進行測量并作記錄。
3.2.3 原始測量數(shù)據(jù)及調(diào)整分析
在壓縮機齒輪箱和中間冷卻器與周圍大氣沒有溫度差時,測定的同軸度及軸向端面平行度數(shù)據(jù)見表 1 。
表 1 同軸度及端面平行度
徑向(同軸度) 上下偏移 0 .41mm( 電機高 )
1、離心風機喘振就螺旋給料機是風機小流量下的一種不正常情況。
增壓機因為選型大,負荷不足,有時出口閥開度太小(或出口返主風線太。渤霈F(xiàn)過喘振振網(wǎng)篩,其明顯特征就是電流急劇波動,出口單向閥響聲而其他特征不明顯。
可以看出,風機的級數(shù)不同,壓比不同,喘振的條件,喘振特征都不同,需要在操作中注意。
在啟動時,就是要在保證不喘振的情況下,關(guān)閉入口流量到最小,減輕啟動負荷。
2、出口壓力急劇波動。
這幾個特征可能同時出現(xiàn),也可能一種表現(xiàn)明顯,但是都應該引起重視。
關(guān)機時出現(xiàn),風機尚在惰走階段,為了降低負荷,入口閥關(guān)閉太小,造成喘振,明顯特征就是喘回轉(zhuǎn)卸料器氣聲。
離心風機喘振有幾個特征:低頻吼叫聲或喘氣聲。
3、電機電流波動。
其次,風機的喘振流量線是一條曲線,它隨壓力和介質(zhì)及其他振動輸送機因素的變化而變化,在防喘振設(shè)計中,方案一般都是出口放空和出口補入口兩種方式。
離心風機喘振時發(fā)出非常大的牛斗式提升機叫一般的低頻吼叫,主礦用干式變壓器要因為壓力過大引起管鏈式輸送機的。
要避免離心風機喘振,就要避免在小流量下操作。
(一)風機不轉(zhuǎn)動
1、未接通電源??接通電源
2、電機不工作??檢查電機接線或更換電機
3、風機頭損壞??修復風機或更換
4、風機中有異物卡死??清除異物
(二)噪音增大
1、軸承干潤滑??加軸承油脂
2、軸承損壞??更換軸承
3、葉輪磨損??更換葉輪或泵頭
4、堅固件松動或脫落??擰緊緊固件
5、風機內(nèi)有異物??清除異物或更換泵頭
(三)震動增大
1、軸承損壞??
1、計算確定場地的通風量 [1]風機風量的定義為:風速V與風道截面積F的乘積.大型風機由于能夠用風速計準確測出風量,所以風量計算也很簡單.直接用公式Q=VF.便可算出風量.
風機數(shù)量的確定根據(jù)所選房間的換氣次數(shù).計算廠房所需總風量.進而計算得風機數(shù)量.計算公式:N=V×n/Q其中:N--風機數(shù)量(臺),V--場地體積(m3),n--換氣次數(shù)(次/時),Q--所選風機型號的單臺風量(m3/h).風機型號的選擇應該根據(jù)廠房實際情況.盡量選取與原窗口尺寸相匹配的風機型號.風機與濕簾盡量保持一定的距離(盡可能分別裝在廠房的山墻兩側(cè)).實現(xiàn)良好的通風換氣效果.通風側(cè)盡量不靠近附近建筑物.以防影響附近住戶.如從室內(nèi)帶出的空氣中含有污染環(huán)境.可以在風口安裝噴水裝置.吸附近污染物集中回收.不污染環(huán)境
2、計算所需總推力It
It=△P×At(N)
其中,At:隧道橫截面積(m2)
△P:各項阻力之和(Pa);一般應計及下列4項:
1)隧道進風口阻力與出風口阻力;
2)隧道表面摩擦阻力,懸吊風機裝置、支架及路標等引起的阻力;
3)交通阻力;
4)隧道進出口之間因溫度、氣壓、風速不同而生的壓力差所產(chǎn)生的阻力.
3、確定風機布置的總體方案
根據(jù)隧道長度、所需總推力以及射流風機提供推力的范圍,初步確定在隧道總長上共布置m組風機,每組n臺,每臺風機的推力為T.
滿足m×n×T≥Tt的總推力要求,同時考慮下列限制條件:
1)n臺風機并列時,其中心線橫向間距應大于2倍風機直徑
2)m組(臺)風機串列時,縱向間距應大于10倍隧道直徑
4、單臺風機參數(shù)的確定
射流風機的性能以其施加于氣流的推力來衡量,風機產(chǎn)生的推力在理論上等于風機進出口氣流的動量差(動量等于氣流質(zhì)量流量與流速的乘積),在風機測試條件先,進口氣流的動量為零,所以可以計算出在測試條件下,風機的理論推力:
理論推力=p×Q×V=pQ2/A(N)
P:空氣密度(kg/m3)
Q:風量(m3/s)
A:風機出口面積(m2)
試驗臺架量測推力T1一般為理論推力的0.85-1.05倍.取決于流場分布與風機內(nèi)部及消聲器的結(jié)構(gòu).風機性能參數(shù)圖表中所給出的風機推力數(shù)據(jù)均以試驗臺架量測推力為準,但量測推力還不等于風機裝在隧道內(nèi)所能產(chǎn)生的可用推力T,這是因為風機吊裝在隧道中時會受到隧道中氣流速度產(chǎn)生的卸荷作用的影響(柯達恩效應),可用推力減少.影響的程度可用系數(shù)K1和K2來表示和計算:
T=T1×K1×K2或T1=T/(K1×K2)
其中T:安裝在隧道中的射流風機可用推力(N)
T1:試驗臺架量測推力(N)
K1:隧道中平均氣流速度以及風機出口風速對風機推力的影響系數(shù)
K2:風機軸流離隧道壁之間距離的影響系數(shù)
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