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          管道研究

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          MAN離心壓縮機組對中方法和應用

          來源:《管道保護》2022年第5期 作者:姜艷民 李浩天 鄔建國 王喬健 時間:2022-11-7 閱讀:

          姜艷民 李浩天 鄔建國 王喬健

          北京管道陜西輸油氣分公司

           

          摘要:輸氣站場離心壓縮機的對中找正是機組維保和安裝的重要環節。結合MAN離心壓縮機組大修和8K維護保養對中調整,介紹了三表法對中和激光對中儀對中的各自特點、應用方法及注意事項,為實際應用提供參考。

          關鍵詞:離心壓縮機;對中找正;三表法對中;激光對中儀; 應用注意事項

           

          大型離心式壓縮機組安裝工藝復雜且運行精度要求高,所以在其大修和8K維保過程中按照規程要求需進行對中數據檢測和偏差調整,以確保符合廠家推薦的技術標準要求,可以最大程度消除聯軸器處不應存在的機械應力,減少機械振動,降低轉子磨損,提高機組運行穩定性,延長使用壽命。本文結合實踐進行了相關分析研究,對高效完成機組對中檢測和調整具有一定借鑒意義。

          1  壓縮機組對中概述

          MAN壓縮機組對中主要包括齒輪箱對電機和齒輪箱對壓縮機兩部分。原則上對中是從中間向兩邊,即從復雜向簡單,但是根據現場管線應力和地腳螺栓調整位置等實際情況也可從一側向另一側對中。電驅式離心壓縮機組的電機—齒輪箱—壓縮機相對位置狀態如圖 1所示。對中前提是壓縮機連接管線無應力,若管線應力較大,雖然冷態時將對中數據調整正常,但機組運行后在管線應力作用下對中會有所變化。過去一些大型壓縮機組曾采用直塞尺法、單表法或雙表法進行對中檢測調整,方法直觀簡單易操作,但是測量精度較低,誤差較大。目前,三表法由于測量精度較高得到更廣泛應用。


          圖 1 電驅離心式壓縮機各部件相對位置示意圖

          2  三表法對中方法

          2.1  支架撓度

          三表法對中檢測調整使用專用對中支架,一般情況下可不考慮支架撓度影響。當對中支架較長時可適當考慮撓度變形影響,需單獨測量對中支架撓度,并做好撓度變形標識。對中時百分表讀數減去支架撓度即為實測值。對中支架底部百分表讀數減去2倍撓度值,左右方向百分表讀數減去撓度值即可。

          2.2  對中數據測量方法

          (1)拆卸聯軸器,在齒輪箱側半聯軸器上安裝對中支架。

          (2)壓縮機聯軸器兩側靠背輪的彈簧片裝置上安裝4塊定距塊,并均勻壓緊以保證準確測得機組對中數據,避免彈簧變形產生誤差(圖 2)。


          圖 2 對中支架安裝現場

          (3)在壓縮機側半聯軸器端面標記4個測量點。首先在上頂點標記0°位置,然后使用鉛墜找到下底點標記180°位置,接著用水平尺分別找到90°、270°位置做好標記。標記好的4個測量點保證為正圓的4個頂點,上下和左右直徑相等,便于每次測量讀數時位置固定,減少測量誤差,保證測量精度。

          (4)壓縮機側半聯軸器共安裝3塊百分表。分別在0°、180°測量點以垂直于輪轂端面角度安裝兩塊百分表用于測量軸向對中數據,在0°測量點以垂直于半聯軸器外緣的角度安裝1塊百分表用于測量徑向對中數據,最后將3塊百分表初始讀數調整到量程的中間位(5 mm)。

          (5)使用盤車工具采用雙盤車方法,按壓縮機工作方向緩慢盤動齒輪箱及壓縮機。齒輪箱每盤動90°,壓縮機同方向也盤動90°。分別在0°、90°、180°、270°位置各記錄3塊百分表讀數。待盤車結束,百分表恢復至0°位置后,檢查確認其讀數是否恢復至初始值(5 mm)。為減少誤差,現場至少測量3組數據求平均值。

          (6)將對中測量數據與廠家技術標準進行對比,計算其偏差是否在允許公差(徑向:±0.05 mm,軸向:±0.03 mm)范圍內。對中原則為先消除軸向不對中,再消除徑向不對中。

          (7)使用千分尺測量桿測量聯軸器軸向間距,高速聯軸器間距標準為400 mm。

          (8)至少盤車2圈,分別記錄百分表讀數,以判斷數據真實性。

          2. 3  軸向偏差測量

          (1)將軸向百分表放在0°、180°兩點,并將初始值調整到5 mm。

          (2)按照齒輪箱旋轉方向盤車,旋轉至90°、180°、270°,分別記錄百分表讀數(圖 3, a、b各代表百分表測量的對中偏差值讀數),并計算得出偏差值S:S1=(a1+b3)/2;S2=(a2+b4)/2;S3=(a3+b1)/2;S4=(a4+b2)/2。

          圖 3 離心壓縮機組對中測量值記錄

          2.4  軸向偏差調整

          (1)軸向垂直方向調整量計算。計算偏差值:S=[(a3+b1)-(a1+b3)]/2;如果S是正值,表示上開口,負值則表示下開口。上開口時,后腳加墊片或前腳撤墊片,調整量按公式(1)計算。下開口時操作相反,計算公式同(1)。軸向不對中形式如圖 4所示。

          Y=S×L2/D   (1)

          Y偏差調整量,mm;D為2塊百分表之間的距離,mm;L1前腳到測量點的距離,mm;L2后腳到前腳的距離,mm;S軸向偏差值,mm。


          圖 4 離心壓縮機軸向不對中形式

          (2)軸向水平方向調整量計算。計算偏差值:S=[(a4+b2)-(a2+b4)]/2;如果S是正,右開口,負值則左開口;同理,水平方向調整量按式(1)計算。

          (3)軸向調整。先調整水平方向,再調整垂直方向。調整水平方向時,將要調整的頂絲斜對角的頂絲頂到設備上,如將后腳向左頂,那么就將左面前腳的頂絲先頂住?梢詫俜直矸旁谝數牡啬_對面來監測調整量。也可以用表架上的徑向表來監測(頂前腳:S表=Y(L1+L2)/L2;頂后腳:S表=(YL1)/L2 )。水平方向調整好后,將4個角的頂絲都頂住,再調整垂直方向(加減墊片)。軸向調整時要注意檢查各地腳螺栓墊片是否存在軟角,逐個對每處地腳螺栓松開再緊固并監測百分表數值變化)以檢查變形壓縮量,確保每個地腳螺栓墊片壓實不存在變形軟角情況。

          2.5  徑向偏差調整

          (1)徑向偏差。軸向調整好后,徑向偏差可能會很大,先用平板尺初步測量。然后將徑向百分表放到0°位置,小表讀數調至5 mm處,大表調零。旋轉一周,記錄上下左右4個點百分表讀數。該數據減去支架撓度值為最終實測值。

          如圖 5所示,c為聯軸器外圓徑向測量值。垂直偏差:u1=(c4-c1)/2;如果 u1 是正值,齒輪箱高;負值則齒輪箱低。水平偏差:u2=(c2-c3)/2;如果u2是正值,齒輪箱偏右;負值則齒輪箱偏左。


          5 離心壓縮機組對中測量值示意圖

          (2)徑向偏差調整。先調整水平方向,再調整垂直方向。調整水平方向時,兩個地腳要同時頂,可以用百分表放在要頂的地腳的對面來監測調整量,將表架上的兩只軸向百分表放在水平位置來監測是否頂偏。水平方向調整好后,將四個角的頂絲都頂住,再來調整垂直方向(加減墊片)。

          3  激光對中儀對中方法

          3.1  同心度找正

          壓縮機同心度找正是機組安裝中最關鍵的工序,直接影響機組運行的穩定性。用常規方法找正,過程繁瑣,效率較低;采用激光對中儀找正,方便快捷,而且能消除常規方法工具變形等引起的誤差,找正精度可達 0.001 mm(圖 6)。首先以齒輪箱為基準,找正壓縮機,然后以壓縮機為基準,找正主電機,調整壓縮機、齒輪箱和電機軸線相適應。找正順序是先測量機體水平度,再測量轉子軸端間距,最后進行同心度對中。


          圖 6 激光對中儀對中找正原理示意圖

          由于壓縮機組在運行過程中溫度升高會出現熱膨脹現象,各軸中心線會產生相對位移。在同心度找正時應充分考慮轉軸冷態與熱態時的偏差值,并在冷態找正時將偏差在反方向預留出來,以使機組在運行時各軸線處于理想狀態。

          3.2  操作要領

          (1)激光對中儀安裝調試。選擇合適的鏈條,把激光發射器固定在齒輪箱端傳動軸上,接收器固定在壓縮機端傳動軸上,然后把控制器連接到發射器上。發射器開始正常工作,發出紅色激光到接收器反射鏡,再反射回發射器,當控制器顯示屏顯示轉動提示時,即可進行盤車對中。

          (2)壓縮機對中找正。分別測量出A、B、C、D (所在設備軸頭到前后地腳螺栓距離)4個數值并將其輸入到激光對中儀系統內,在最高點處使接收端接收到發射光束,顯示屏上讀數回零,用吊裝帶和行吊進行盤車,保證激光對中儀至少旋轉135°,期間從顯示屏上讀出偏差值,此為對中偏差調整值,繼續盤車轉動到0°位置, 復查讀數是否回零(若回零則說明偏差值準確),然后再根據偏差調整值進行調整,如此反復,直到符合MAN壓縮機技術文件要求。具體操作時,先調整壓縮機水平方向同心度,符合要求時再調整垂直方向同心度。

          最終測量結果根據對中儀自動判斷對中公差是否已在允許范圍內,公差范圍標準值根據壓縮機廠家規定進行設定。利用激光對中儀對同心度找正,單次調整周期不到2小時,既加快了對中調整速度,又提高了找正精度,消除了使用自制工具因變形引起的誤差,取得了事半功倍的效果。

          3.3  注意事項

          (1)激光對中儀精度較高,當同心度偏差較大時,應先用百分表監測,完成初步調整,再安裝對中儀對中調整,否則不能準確對中。

          (2)發射端和接收端基座固定完畢后,用對中儀自帶的水平尺復測其水平度,以保證水平條件下讀取的數值具有使用價值。

          (3)將發射端固定在基準端(齒輪端),接收端固定在待調整端(壓縮機端),根據對中儀顯示屏上的提示輸入各支撐點之間距離值并確保其位置相互對應。

          (4)調整壓縮機端時,一次不能調整過多,以免將誤差從一邊調到另一邊,每調整一次應在頂部重新對零,再分別從其他3個位置讀取讀數。

          (5)嚴格按照壓縮機廠家要求進行冷態找正,應預先考慮機組運行時的熱膨脹影響。

          (6)找正完畢后,可以預組裝聯軸器。由于壓縮機、變速箱及電機等有各自獨立的推力系統,必須按照壓縮機組圖紙要求預留聯軸器安裝間距,且此間距應在各轉子主推力面上進行測量,以保證其膨脹間隙,這一點對機組長周期運行至關重要。


          作者簡介,姜艷民,1978年生,工程師,2001年畢業于承德石油高等?茖W校汽車工程系汽車工藝與維修專業,長期從事大型壓縮機組的運行維修管理工作。聯系方式:15529857086,jiangfu719@163.com。


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