【压缩机网】2016年12月20日晚18:00左右,青岛美高集团有限公司一生产车间JSFR-200三叶罗茨压缩机突然因轴承损坏,电机跳闸。由于没有备用机,停机意味着停产,而当时生产时间紧,任务重。于是车间组织维修人员进行抢修,大约22:00,检修完毕,开机运行不到半小时,随着一声闷响,电机跳闸。经检查,发现转子破碎,卡死在机体内,机壳也出现裂纹,齿轮轮齿脱落,机器报废,被迫停产。所幸未造成人员伤害,本次事故造成公司直接和间接损失10多万元。

  分析这起事故,主要是由于维修人员缺乏必要的罗茨压缩机维修知识,操作人员缺乏日常巡检,管理人员缺乏相应地设备管理。这绝不仅仅是个个例,目前很多中小微企业,虽然用到罗茨压缩机的地方不少,但在操作、维修保养以及管理等方面还存在着很多问题,导致事故频发,给企业造成了不小的经济损失。轻则设备损坏,重则出现人员伤亡事故,甚至导致停产。因此,罗茨压缩机的使用管理规范显得尤为重要。

  那么,如何避免事故的发生呢?下面我们从罗茨压缩机的原理、操作和维保方面来详细分析一下:

  罗茨压缩机,又名罗茨(鼓)风机,是容积式压缩机的一种。罗茨压缩机的输气量与回转数成正比,压缩机出口阻力的变化,对输气时的影响不大,但会导致压力的波动。罗茨压缩机不但可以用于输送加压气体,也可用于抽真空(此种叫罗茨真空),主要根据压缩机在工艺中所处的位置和功能决定,结构原理是一致的。目前,压缩机按结构型式分为立式和卧式两种,压力范围一般在9.8-196kPa,流量范围一般在:0.15-1200m3/min。

  一、罗茨压缩机结构

  罗茨压缩机的结构简单,体积紧凑,运行平稳,效率高,维护保养方便。如果维保到位,最少可连续运行15000小时以上。机体内部不需要润滑,输送气体干燥、清洁。因此得到了广泛的应用,在石油、化工、化肥、水产养殖、污水处理、电力冶炼、建材、矿山、食品、纺织、造纸、铸造、面粉、环保等诸多方面。

  罗茨压缩机主要由机壳、转子、前后墙板、同小齿轮、轴承、轴封、消音器、出口止回、安全泄压、皮带轮(联轴器)等组成。其中:机壳主要起固定安装作用,并支撑前后墙板、转子及入口消音器。机壳与墙板形成一个密封室,有整体式和剖分式两种。

  墙板:罗茨压缩机有前后两块墙板,起连接机壳与转子的作用,并安放轴承和密封(较大机型有单独的轴承座体,轴承和密封安装在轴承座体,座体安装在墙板上),支撑转子的旋转,同时起到端面密封作用。

  转子:又称叶轮。是主要的旋转部件,有8字型截面双叶和星型截面三叶两种,轴向有平直和扭曲两种。转子中间部分位于机壳内部,是气体过流部件,也是重要的工作部件。转子与机体的间隙决定压缩机的排气性能。

  同步齿轮:齿轮成对使用,反向旋转。是确保两转子同步运转的关键部件。有直齿圆柱轮、斜齿圆柱齿轮和人字齿轮等结构型式。齿轮有整体式也有齿圈与轮毂组合式,内孔有圆柱和圆锥两种。齿轮精度应达到GB/T10095规定的7-7-7级,寿命不小于25000小时。

  轴承:承载转子的运转。轴承质量的好坏直接关系到压缩机是否平衡、长周期运行。常用的有圆柱滚子轴承、圆锥滚子轴承、滚珠轴承及滑动轴承等。运行过程确保轴承温度不大于95℃。

  润滑系统主要包括齿轮与轴承的润滑,一般有油箱和黄油杯两种方式。小型压缩机多采用润滑脂(轴承)-润滑油(齿轮箱)系统,大中型压缩机多采用双套润滑油系统,有两个油箱。由油箱、油、油管、油过滤器、冷却器及仪表报警装置等组成。正常运行时,油温不应超过65℃。

  密封圈:用以密封气体或润滑油,防止泄漏。小型压缩机气体密封多采用迷宫或活塞环式密封,润滑油密封多采用氟胶圈或骨架油封;大中型压缩机多采用骨架油封或专用密封环来实现气、油密封。

  消音器:消除气体流动脉冲产生的噪音,减小职业伤害。入口消音器内加设过滤网,到过滤气体的作用。

  二、压缩机工作原理

  罗茨压缩机一般由电机驱动,通过皮带轮或联轴器带动主动转子,由同步齿轮带动从动转子,从而实现主、从动转子高速反向同步旋转。转子、机壳及墙板三者形成两个腔,且相互之间保持一定的间隙。入口腔的气体,随着转子旋转,工作容积不断减小,最后进入出口腔,从而实现气体的吸入、压缩、排出的过程,最终通过出口(止回)阀排出。由于气体被压缩,产生热量。因此压缩机各部之间必须保证合适的间隙,以防止相互间因热胀而发生接触碰撞摩擦,造成机器的损坏。间隙过小,也会因机器异常反转时产生碰撞,损坏转子。间隙过大则会导致腔室密封不严发生气体倒流,打气量不足,机体过热造成损坏。

  三、罗茨压缩机的操作运行

  虽然罗茨机得到了广泛的应用,但在实际生产使用过程中,存在着操作不当等诸多因素,直接影响机器的运行安全与使用周期,制定切实有效的操作规程必不可少。

  1.机器运行前检查

  检查油位,确保保持在1/2-2/3,润滑油必须按规定的型号添加,油位过高过低都会造成油温过高。

  检查地脚螺栓、各部连接螺栓是否有松动现象。

  手动盘车一圈以上,不得有卡阻现象、磕碰声音。皮带松紧适中,联轴器或皮带轮牢固,不松动无歪斜,联轴器销及弹性圈应无磨损、破碎现象。

  入口消音器是否完好,内部过滤网清洁、干燥,无杂物。

  检查入口阀,出口阀及近路阀开关状态,应保持近路阀全开。

  开启润滑系统,水冷系统,保证畅通,油压达标。

  检查安全防护装置、设施是否到位。

  2.试运行和投入运行

  在准备工作全部就绪后,点动电机(有条件的情况下配备变频系统),检查压缩机旋转方向及有无异常声音。接着压缩机进入空载运行状态,运行几分钟。此时注意检查压缩机各部的温度有无快速上升现象,运行声音是否正常,油位油压是否达标,机器有无振动,电流是否波动、超标。一切正常后方可缓慢打开出口阀,关闭近路阀,机器投入正常运行。此过程一旦出现异常,立即停机处理。

  3.满负载运行及日常检查内容

  a. 检查机器及管道的振动情况(振动速度不大于11.2mm/s),地脚、连接、固定螺栓是否松动。

  b. 检测机壳、前后墙板、轴承、出入口的温度

  c. 听转子、齿轮、轴承等运行声音是否平稳,有无异音。

  d. 检查轴封、油封、管道、阀门、冷却系统及润滑系统有无泄漏。

  e. 检查压缩机进出口压力、油压是否达标。

  f. 检查电流是否波动,在额定工作范围。

  g. 定期添加润滑油、脂。

  h. 根据生产及实际情况,定期定人进行巡检。一旦发现异常,立即联系相关人员停机处理。

  4.停机

  打开近路阀,关闭出、入口阀(有入口消音器而无阀门的,不需要此步骤)。

  按停止开关,停机。

  关闭油循环系统,冷却系统(冬天注意防冻)。

  四、常见故障及处理

  1、转子、机壳及墙板之间产生摩擦(表1)

案例分析罗茨压缩机操作与维护保养

  2、压缩机排气温度或润滑油温度过高(表2)

案例分析罗茨压缩机操作与维护保养

  3、打气量不足(表3)

案例分析罗茨压缩机操作与维护保养

  4、异常振动和噪声(表4)

案例分析罗茨压缩机操作与维护保养案例分析罗茨压缩机操作与维护保养案例分析罗茨压缩机操作与维护保养

  五、结语

  以上对罗茨压缩机的日常操作、维护保养方面的介绍,一方面是理论知识的学习心得,另一方面主要是日常的工作经验积累。通过这样的方式,让更多的用户可以更加科学的使用设备,从而避免不必要的损失。同时,也向同行们交流、学习,让我们在这一行业共同提高。

  参考文献

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[7]《罗茨鼓风机及其使用》  主编:  苏春模  中南大学出版社  1999
[8]《罗茨鼓风机转子各部间隙的分析与计算》化工机械 2010 37(6) 宋健强

  作者简介

  李玉发,男,中级工程师。研究方向为机械设备设计/制作/管理/维修 ,职业卫生与安全检测评价。1995-2013年,在阳煤集团青岛恒源化工有限公司,从事化工机械设备的操作、安装、制作、维修及管理工作。2013-2016年,在多家公司任兼职,主要从事非标机械设备的设计、制作,并申请两项国家专利。现在青岛华通检测评价有限公司,从事职业卫生检测评价、安全标准化及环保设备的设计开发等工作。

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