大型工艺螺杆压缩机振动分析及解决措施

　　摘 要：本文针对大型工艺螺杆压缩机在出厂试车实验过程中存在震动现象的发生原因进行简要分析，并提出针对问题发生原因提出几点解决措施，以期为大型工艺螺旋杆压缩机振动问题的有效解决提供参考依据。
　　关键词：大型工艺螺杆压缩机；震动；解决措施
　　随着科学技术水平的提升，螺杆压缩机各项性能均显着提升，但是由于发展时间较短，在检修维护问题上还存在很多的不足之处，而螺杆压缩机振动不仅会造成严重事故，严重时也会造成人员伤亡现象的发生，因此，有效解决大型工艺螺杆压缩机出现的振动问题具有重要的社会意义。
　　1 大型工艺螺杆压缩机
　　螺杆压缩机作为容积式压缩机的一种，与往复式压缩机的工作原理相同，都是通过一对相互啮合并按照一定传动比进行反向旋转的阴阳转子在旋转时，所产生具有周期性的变化实现吸入、压缩、介质排出的过程。螺杆压缩机的吸气口和排气口虽然在表面来看是处在对角线的位置，但是进排气方位的实际却是上进上排方式，基于此，螺旋压缩机的螺杆长度、外形、排气口形状是决定螺杆压缩机压力的直接因素。
　　2 螺杆压缩机振动原因分析
　　在现场对三台存在振动问题的火炬气回收螺杆压缩机进行振动测试与分析，发现压缩机入口端轴的水平方向的振动频率烈度最大，最大值为11.9mm/s，停机值在11.2mm/s左右，而根据机组正常标准是振动烈度的运行限制在7.1mm/s，停机值为11.2mm/s，本机组属于严重超标状态，如不能及时、有效解决，不仅会使机组运行存在安全问题，也会大幅度降低机组使用寿命。因此，本文对螺杆压缩机振动原因通过振动频谱分析可知，机组转速频率的4倍频分量为199Hz，而电机的工作转频较小。螺杆式压缩机运行和啮合过程与齿轮传动相类似，基于此季，根据齿轮的振动特征对螺杆压缩机振动情况进行类比分析可知，振动频率主要是由4倍频为阴阳转子的啮合频率，而螺杆压缩机的阴、阳转子啮合不良都会就有可能导致4倍频分量过大，使机组产生振动现象。在生产过程中设计、制造、装配都会造成阴、阳转子齿轮啮合不良现象的发生，同时如果设计工况与机组实际运行条件出现偏离也会导致机组入口压力出现波动、导致压缩机入口气量无法保持稳定，引起压缩机入口气流出现脉动现象，最终导致压缩机组出现严重振动现象。
　　压缩机运行性能和可靠性会在你气流脉动现象发生时出现大幅度下降。而当设计工况与实际工况不符时，管道内气流阻力发生变化就会导致进气气流转化为机振力，使管道在激动力的作用下产生机械振动。激发方式的不同也会导致气流所产生的影响有所差异，而当激发力与气柱固有频率相符时，系统则会出现强烈的响应，压缩机进气口处在气流流量的脉动下会出现发生瞬时突变，导致机组受到突然的气流压迫出现振动问题。
　　通过对机组进气管道的观察可知，压缩机进气总管为气柜出口管，而总管的分支管道则是并联机组的进气管道，而管道的振动大小幅度直接受到进气总管尺寸的影响，而当总进气管尺寸过小时，无法起到缓冲作用，机会导致管道在运行过程中产生的应动力过大，同时总管和分支管道的扭转转弯管道弯度过大时，也会使气流分流产生较大的激振力，使气流量出现与设计工况偏离或者不稳的现象发生，最终导致压缩机运行过程中因进气气流脉动的产生而出现振动。
　　3 螺杆压缩机振动的有效解决策略
　　因为，压缩机内部管道总有弯道和异径接头的地方，所以想要全部消除气流脉动和激动力是无法完成的事情，也是在运行过程中无法避免的，因此，想要解决螺杆压缩机振动现象可以通过降低激动力而达成，具体可以通过以下措施达成。
　　首先，将气柱固有频率进行调整，使之可以有效避开气柱共振，从而减少压缩机内部脉动现象，使振动现象明显降低。在实际操作过程中，可以将原有的进气总管直径进行调整增大，使管道走向偏向于直道，在管道转弯处可以适当减小转角，将原有扭转弯曲管道改成直线管道，并在集齐管下方进行管道连接。其次，可以通过安装缓冲器使运行过程中所产生的气流脉动大幅度消减，通过缓冲器容积中的能量储存作用可以使压力脉动有效降低，通过进气缓冲器的安装可以有效限制气缸内的放射压力波进入进气管道，使气流脉动产生的激动力大幅度降低。最后，通过防振管卡或者固定支架安装在管道支架处减少激动力产生，在安装防振支架时要设置独立基础，避免将其固定在厂房的梁柱或者压缩机基础上。同时由于各支架的跨距中假若有一个跨距过大就会导致管系的机械固有频率大幅度降低，使支承构建的刚度加大，支承位置的间距相同，从而有效保障机组的整体效能不会在激动力作用下产生大幅度振动现象。
　　通过以上方式进行机组改造后，通过振动仪测量机组运行过程中振动烈度的最大值有效降低到1.9mm/s，同时现场产生的噪音也得到明显缓解，也使得系统管网压力趋于稳定，避免螺杆压缩机出现多次停开机现象，从而保障压缩机运行的正常稳定。
　　4 结束语
　　综上所述，大型工艺螺杆压缩机的设计工况与实际运行工况不相符时，就会使机组运行使产生较大的激动力，从而导致机组运行振动现象的发生，通过实验分析可知，调整气柱固有频率、减少管道连接角弯度、增设缓冲器以及安装防振支架都可以减少激动力，从而减少压缩机振动现象。
　　参考文献：
　　[1]杜晓吉.大型工艺气体螺杆压缩机转子弯曲维修方案的确立[J].压缩机技术，2015（5）：27-29(转载自：www.BdfQy.Com 千 叶帆 文摘:大型工艺螺杆压缩机振动分析及解决措施).
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