【壓縮機(jī)網(wǎng)】近些年來，工藝螺桿壓縮機(jī)在石化行業(yè)應(yīng)用中展現(xiàn)了很多優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、機(jī)組無故障運(yùn)行時(shí)間長、能保證裝置長周期安全穩(wěn)定運(yùn)行、適應(yīng)介質(zhì)氣夾帶雜質(zhì)、帶液工況、不需要備機(jī)等特點(diǎn)。

　　螺桿壓縮機(jī)是靠陰、陽轉(zhuǎn)子的嚙合運(yùn)動形成密封腔室對氣體實(shí)現(xiàn)壓縮進(jìn)行工作的，陰、陽轉(zhuǎn)子均做定軸轉(zhuǎn)動。如果它的轉(zhuǎn)子處于理論上的動平衡狀態(tài)，并且壓縮機(jī)的安裝過程中不存在誤差，則螺桿壓縮機(jī)幾乎不存在振動的可能。但是，安裝與加工方面的誤差總是難以避免的，因此，在實(shí)際的工作過程中螺桿壓縮機(jī)的振動總是存在的。但是，如果安裝、加工的過程符合要求，螺桿壓縮機(jī)的振動是比較容易控制的。

 

　　1.工藝螺桿壓縮機(jī)在化工行業(yè)的應(yīng)用

 

　　與活塞壓縮機(jī)相比較，螺桿壓縮機(jī)不需要維修頻繁堵塞的氣閥（往復(fù)機(jī)需要經(jīng)常停車以更換氣閥內(nèi)件），機(jī)組維護(hù)的工作量很??；與離心機(jī)相比，無需進(jìn)行喘振調(diào)節(jié)。由于這些優(yōu)點(diǎn)，螺桿壓縮機(jī)在越來越多的石油、化工、煤化工領(lǐng)域得到了應(yīng)用。目前主要的應(yīng)用行業(yè)如表1所示。

 

　　2.引起螺桿壓縮機(jī)振動的原因

 

　　螺桿壓縮機(jī)優(yōu)點(diǎn)有很多，同時(shí)也有需要不斷改進(jìn)的地方，機(jī)體振動控制即是一方面。引起螺桿壓縮機(jī)振動的原因主要來源于兩個(gè)方面，一個(gè)是安裝誤差，一個(gè)是轉(zhuǎn)子的加工誤差?？赡艿陌惭b誤差主要是電動機(jī)輸出軸與壓縮機(jī)輸入軸的不對中。這種不對中又可以分為平行不對中、角度不對中以及平行、角度均不對中。不對中既會引起壓縮機(jī)軸的徑向振動，也會引起壓縮機(jī)軸的軸向振動。不對中對壓縮機(jī)的振動影響是比較大的，并且對機(jī)器的危害也比較大，但是，正確的安裝方法可以將電機(jī)輸出軸與壓縮機(jī)輸入軸的不對中降低到最小甚至消除。壓縮機(jī)的加工誤差主要是指轉(zhuǎn)子的質(zhì)量分布不均勻，使得壓縮機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中轉(zhuǎn)子產(chǎn)生一個(gè)不平衡力或者力偶。當(dāng)轉(zhuǎn)子的動平衡做得不夠好的時(shí)候，這種不平衡力或者力偶就會引起壓縮機(jī)較大的徑向振動，也就是在水平平面內(nèi)或者豎直平面內(nèi)的振動。此外，螺桿壓縮機(jī)采用斜齒同步齒輪也會引起壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子軸線方向的振動。

 

　　3.螺桿壓縮機(jī)振動強(qiáng)度與機(jī)型的關(guān)系

 

　　通過大量的螺桿壓縮機(jī)振動測試試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出，像510、630等比較大型的壓縮機(jī)組在水平、豎直以及軸向三個(gè)平面內(nèi)的振動強(qiáng)度一般在2～3mm/s以內(nèi)，振動強(qiáng)度偏大的情況比較少。而255、321等小型機(jī)組的振動強(qiáng)度與之相比要大的多，振動強(qiáng)度可以達(dá)到4～6mm/s的機(jī)組所占的比例比較大。而且，有的機(jī)頭振動測試試驗(yàn)過后返回車間進(jìn)行檢修，經(jīng)過更換軸承、軸承座等之后重新測試，振動強(qiáng)度依然偏大，與檢修之前相比幾乎沒有什么變化。這種情況下，可以排除安裝誤差對振動的影響，因此，造成壓縮機(jī)振動強(qiáng)度偏大的原因很可能是轉(zhuǎn)子動平衡做得不夠引起的。特別是那些運(yùn)行幾年后因?yàn)楝F(xiàn)場振動偏大返廠檢修的機(jī)器，有可能在工作過程中因?yàn)槟p、銹蝕等原因造成轉(zhuǎn)子的動平衡狀況發(fā)生變化，導(dǎo)致壓縮機(jī)的振動偏大。

 

　　4.結(jié)論與展望

 

　　根據(jù)前面的分析以及大量的壓縮機(jī)振動試驗(yàn)數(shù)據(jù)可知：

 

　?。?）壓縮機(jī)的振幅與轉(zhuǎn)子的不平衡量 成正比，所以，嚴(yán)格控制壓縮機(jī)的不平衡量，是控制壓縮機(jī)水平和豎直平面內(nèi)振動的根本方法之一；

 

　?。?）電動機(jī)輸出軸與壓縮機(jī)輸入軸良好的對中性是消除安裝誤差造成壓縮機(jī)振動的根源；

 

　?。?）動不平衡引起的螺桿壓縮機(jī)振幅可以近似地用m1e/m來表示，由此可知，轉(zhuǎn)子的不平衡量m1e越小，壓縮機(jī)組的總質(zhì)量越大，壓縮機(jī)的振幅越小。這也解釋了在大量的振動測試試驗(yàn)中較小的壓縮機(jī)組振動容易偏大而較大機(jī)組的振動相對較小的原因，由此可知，對于總質(zhì)量較小的壓縮機(jī)組，應(yīng)該更注意控制轉(zhuǎn)子的動平衡情況；

 

　?。?）對于由于振動強(qiáng)度偏大而返廠檢修的壓縮機(jī)組，在經(jīng)過檢修、更換易損件排除安裝誤差造成的壓縮機(jī)振動以后，就考慮是否是壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子在長期工作過程中動平衡品質(zhì)發(fā)生了變化而引起其振動強(qiáng)度偏大。

 

　　石化行業(yè)中，壓縮機(jī)的振動值大小一方面關(guān)系機(jī)組噪聲等級高低，另一方面關(guān)系壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子、軸封及軸承的壽命。因此準(zhǔn)確地分析振動產(chǎn)生的原因及提出減小振動的合理措施，對降低噪聲、改善現(xiàn)場作業(yè)環(huán)境及提高壓縮機(jī)及輔助設(shè)備壽命有很大的意義。

 

　　壓縮機(jī)是石化裝置的動力單元，地位較高，若能從振動方面入手提高壓縮機(jī)的無故障運(yùn)行時(shí)間，便也能提高整個(gè)石化裝置的生產(chǎn)時(shí)間，提高經(jīng)濟(jì)效益。此文在壓縮機(jī)出廠試驗(yàn)數(shù)據(jù)及振動微分方程理論的基礎(chǔ)上對壓縮機(jī)的振動以及動平衡對其振動的影響作了概述，并使用了常規(guī)的力學(xué)模型進(jìn)行了定性的分析。同時(shí)，壓縮機(jī)振動強(qiáng)度與機(jī)型大小的具體關(guān)系還需要更充分以更多的試驗(yàn)數(shù)據(jù)的支持。

 

　　其次，壓縮機(jī)振動是一門非常復(fù)雜的學(xué)問，精確的理論分析以及動平衡對壓縮機(jī)振動影響的定量計(jì)算尚需進(jìn)一步的深入研究。另外，在工作過程中壓縮機(jī)是靠相互嚙合的陰、陽兩根轉(zhuǎn)子的定軸轉(zhuǎn)動形成密封腔室來完成對氣體的壓縮的，其實(shí)際的振動模型要比單自由度的質(zhì)量、彈簧、阻尼系統(tǒng)復(fù)雜得多，精確的理論分析還需要建立更為準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)模型。