浅谈螺杆压缩机振动原因及分析方法--中国期刊网

字体：大中小

首页> 原创作品> 正文

浅谈螺杆压缩机振动原因及分析方法

发表时间：2020/12/31 来源：《基层建设》2020年第24期作者：王瑞

[导读] 摘要：螺杆压缩机是许多工矿企业必须配备的主要设备，主要功能是为装置设备的正常稳定运行提供气体压缩。

        中粮麦芽（江阴）有限公司江苏江阴市 214400
        摘要：螺杆压缩机是许多工矿企业必须配备的主要设备，主要功能是为装置设备的正常稳定运行提供气体压缩。要对螺杆压缩机进行定期细致检查和维修护理，保证机器在运行的过程中保持平稳的工作状态。所以，本文根据螺杆压缩机自身的结构特性，对其常见的故障类型、特征、相关机理等进行分析，以期找到更为合适的故障诊断方式，为相关从业人员提供借鉴。
        关键词：螺杆压缩机；常见故障；原因分析；解决措施
        螺杆压缩机的平稳运营是决定工矿企业是否盈利的关键因素，所以许多工矿企业对于螺杆压缩机的运行状态十分重视。由于机器内部零件较多，组成结构复杂，所以许多公司都会将机器的常见故障以及故障原因做细致地分析并且总结出相对应的解决措施。同时，这也要求相关技术人员改进设备生产技术，减少故障出现的频率，完善工业设备维修体系，提高运营效率，还要及时检查设备的工作情况，防止故障频繁出现。
        一、螺杆压缩机概述
        1.基本结构
        在螺杆压缩机的基本结构中，会将一对螺旋转子平行放置在“∞”形圆柱体中，这样螺旋转子之间会形成良好的物理啮合。结构中成对出现的螺旋转子，分为阳转子与阴转子：阳转子是指在整个圆柱体结构外并具备凸齿的转子，行业内也将其称之为外螺纹；阴转子是整个圆柱体结构内部并具备凹齿的转子，行业内根据其外形特点也会将其称之为蜗牛。在多数的应用场景中，使用者以及相关技术人员会在螺杆压缩机机身的两侧切割出固定尺寸与形状的孔洞，它们按照实际功能划分可以分为吸气孔洞与排气孔洞。顾名思义，前者的作用是在螺杆压缩机工作时吸气，后者则是排气。从结构上分析，螺杆压缩机比传统结构的压缩机整体更为简洁，安装后的调整工作十分便利，机体运行平稳，实际效能与可靠性很高。其实，螺杆压缩机十分常见，家用冰箱的制冷压缩机就采用了这一结构。
        2.工作原理
        螺杆压缩机的整个工作流程可以划分为吸气、压缩和排气3个阶段，在工作循环内，其转子结构将会围绕着整个转体来进行工作，结构体中每一对相互啮合的阳转子与阴转子都会按照特定的工作顺序，来完成对应的循环工作内容。螺杆压缩机需要对外螺纹与内螺纹的尺寸进行合理设计，在工作过程中其转子的具体尺寸需要根据对应的传动比来设计，预定尺寸的阴转子与阳转子将会在对应的圆柱状结构体中通过。同时，啮合后的结构在进行反方向旋转工作时，会直接带动相关结构完成对应的空气压缩工作，阳转子与阴转子的协同工作，会将啮合齿位置的空间体积结构形成一个“V”形，同时，啮合齿的连续膨胀会在对应的结构位置形成真空，这样对应的空气就会在外界压力作用下从设定好的入口进入压缩机内部。转子持续转动，其阳转子与阴转子之间的啮合将会分离，进而导致结构内的空间进一步增大，而这个过程将会让吸气口吸入大量的空气，而此时啮合齿之间的体积变化将会封堵对应的空气入口，所有空气都会被有效地封闭在对应的机构中。当转子继续工作时，空间内的气体就会被压缩，当阴阳转子继续工作，对应的排气口将会在压缩后打开，从而完成整个压缩机工作过程的抽吸、压缩和排气。
        二、螺杆压缩机振动故障分析
        在我国的石油化工企业中，螺杆压缩机得到了广泛的使用。螺杆压缩机属于容积式压缩机，主要运行是通过运行操作部件的回转移动，对做功气体进行压缩作用，最终实现满足使用需求。其做功方式可以分为吸气过程和压缩过程以及气体的排出过程三部分。腔体中转子的运转带动着齿轮的转动，齿轮根据转动进行啮合循环工作。温度过高，压力过大，电流过强，噪声严重等原因都是造成螺杆压缩机机器发生故障的原因。（1）压缩机机组温度过高。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆

在螺杆压缩机的油冷器内冷却水喷液量不足，冷却器长时间未清理会改变冷却水的性质，也会产生降温效果差的情况。温度控制装置堵塞，阀组零件损坏，压缩机排气扇故障，排气管阻力过大，检测温度计失灵，实际温度高于监测温度等，这些情况都是导致螺杆压缩机在运行过程中因温度过高机器出现故障的主要原因。（2）压缩机单元的排气压力过高。管网压力超过额定压力，阀门操作不恰当，压力控制器调整不当是造成压缩机排压过高的主要原因。（3）转子外圈与机身内孔摩擦生热。螺杆压缩机机组装置内部润滑油温度过高或者低于最低液位导致装置内转子外圈在机身的内径中大幅度跳跃，与机身连续接触面接过大，径向轴承遭到严重摩擦并损坏。在组装轴承孔进排气口过程中没有与机身保持同轴，转子外圈在运行过程中与机身不断摩擦，润滑油温度过高，无法为外圈转子降温，导致机身内控与转子外圈摩擦燃烧，导致设备机器出现故障。（4）压缩机内置电流过大。螺杆压缩机运行过程中使用的电线出现不牢固的迹象，装置内部输入的电压过低，机组装置运营过程中所使用的电压与固定电压值不匹配，导致油气分离芯被影响。机组装置内部电气的接触器出现故障，排气压力值不恒定，压缩机电机损坏从而导致故障发生。
        三、针对螺杆压缩机的常见故障，提出相对应的措施
        1.如吸气温度升高引起排气温度升高，要调整工艺系统，降低进气管网的温度
        如吸气温度过低，进口结冰阻塞造成真空，使排温升高，则需调整工艺系统，检查进气管道是否有阻塞。如吸气压力过低，外压比升高引起排温升高，则需检查管线及阀门开度，必要时可打开循环回流阀。螺杆压缩机中的常见故障是机组装置内出现高温现象。所以，在日常运行之前，应检查冷却器出入口温度是否达标，如果不达标要及时检查冷却器运行状态。运行过程中发现机组装置内排气系统温度出现偏差，要立即检查装置内的油路冷却器，查看冷却水品质是否合格。还要检查排气系统出口的温度检测计是否运转正常，如果出现温度偏差要及时更换温度检测仪器。
        2.信号诊断方式
        信号诊断法隶属于非接触式诊断方式，主要是利用相关传感器来获取对应的运行数据，而这些数据在实际应用中，往往可以十分便利地找到对应的故障对象。对这些信号数据进行分析之后，可将诊断方法分为以下3种。（1）整体时域波形分析。时域波形的信号数据量很大，作为一种原始的信号模式，其理解难度较低，观察起来十分便捷。在对时域波形信号进行整体分析过程中，其正常信号往往表现为正弦，根据这一原理，当发现波形出现明显的幅度变化或者波形中存在毛刺以及冲击现象时，就可以定性为异常。（2）单通道频谱分析。时域信号虽然在分析上十分便捷，但是其自身有很大的局限性，只能反映出对应的信号是否异常，对具体的故障缺少指导作用。与之相比，频域信号可以将对应的能量以及功率数据很好地展现出来，在故障诊断过程中其对于寻找故障原因以及发生故障的具体部件有着重要作用。单通道信号频谱图可以将转子不对中、不平衡、碰磨等各类异常现象很好地展现出来。（3）通道轴心轨迹分析。通道轴心轨迹分析有一个很好听的名字，叫做李萨图形，其基础原理在于，同一位置两个在空间位置处于垂直关系上的传感器同步采集数据，并将对应的数据波形显示出来。
        结语
        螺杆压缩机排气压力异常的原因有很多种，在具体的分析过程中，需要从设备自身情况出发，不同部位的故障原因是不一样的，发现故障问题后，要及时上报问题，所以，相关技术人员更及时地发现故障发生点，同时也可以促进压缩机水平的提升，对行业技术的发展与相关设备的维护工作有着重要意义，是螺杆压缩机发展与技术提升过程中不可或缺的一个环节。
        参考文献：
        ［1］童学宁.螺杆压缩机的常见故障及对策［J］.化工管理，2019（26）：157-158.
        ［2］赵革.螺杆压缩机故障诊断机理的研究与应用［J］.石化技术，2019，26（7）：319-320.