山东锦工有限公司是一家专业生产罗茨鼓风机、罗茨真空泵、回转风机等机械设备公司,位于有“铁匠之乡”之称的山东省章丘市相公镇,近年来,锦工致力于新产品的研发,新产品双油箱罗茨风机、水冷罗茨风机、油驱罗茨风机、低噪音罗茨风机,赢得了市场好评和认可。
宁夏煤化集团有限公司现有两台JGR450罗茨风机,其运行方式为一开一备,主要作用是输送煤气,保证焦炉产生的煤气能够及时抽走,为后续的煤气净化保证一定的压力。当罗茨鼓风机出现故障停机,一方面给企业正常生产带来损失,另一方面焦炉煤气无法及时供送,使得焦炉煤气对环境造成严重污染。
1、罗茨风机在煤化工的重要性及工艺背景
罗茨风机是煤化工煤气输送的关键设备,它不但在焦化生产中起至关重要作用,而且在整个流程中属不可或缺的关键设备。从焦炉来的荒煤气、氨水、焦油首先在气液分离器进行气液分离,分离出的粗煤气分别进入初冷器;在初冷器上段,用循环水间接冷却煤气冷却至45℃,再经下段制冷水间接冷却,使煤气进一步降温至22℃,冷却后的煤气进入电捕焦油器,最后进入煤气罗茨鼓风机,煤气罗茨鼓风机最主要的作用就是对煤气进行加压。它的运行正常与否,直接影响系统安全稳定。为此,努力保证煤气罗茨鼓风机完好是设备管理工作的重任(如图1)。
该煤气罗茨鼓风机自投运以来一直运行良好,正常情况下,振动是一种随机振动,振动参数总是在某一平均值附近波动,随时间变化而变化的现象不明显。在2012年4月14日,突然出现机组振动加剧。由于机组仅安装了位移报警连锁,没有安装振动报警连锁,所以集控室显示设备正常,我们操作人员根据操作经验,采用了紧急停车。
2、罗茨鼓风机产生振动原因分析
JGR450罗茨鼓风机机组主要由电机、液力偶合器、增速器、罗茨风机本体、润滑系统、现场检测仪表以及进出口管道必备阀门等组成。其主机由定子、转子、轴承、轴承箱和底座等构成。针对现场振动,做如下原因分析:
2.1 转子的不平衡量(偏心质量和偏心力矩)
机组在投入运行的一段时间后,随着压力负荷的增加,其振幅会发生变化,一般是由小到大的趋势。引起振动原因主要有以下几点:
(1)转子叶轮叶片和轮盘的腐蚀;(2)局部的气流冲刷,不均匀腐蚀和穿孔;(3)转子叶轮流道的堵塞。
2.2 气流喘振因素
罗茨风机喘振就是风机小流量下的一种不正常情况。喘振现象包括两方面的因素:罗茨风机的气流在一定的条件下出现“旋转脱离”是产生喘振的内在因素;与罗茨风机联合工作的管网系统的特征是其外界条件,只有外界条件适合于内在因素时罗茨风机才发生喘振现象。罗茨鼓风机产生喘振时的特征表现主要有下列几种:
(1)气流参数产生大幅度脉动。(2)声音异常,一般会发生周期性的脉动噪音、周期性的低频吼叫声或喘气声。(3)机组振动加剧,一般多为低频振动,振动频率与管网容量的平方成正比,喘振现象产生的原因除上述机理外,还有外界客观因素,如化工工艺控制;系统压力突然升高到高于排气压力;进气温度升高,罗茨鼓风机排气压力下降,低于系统压力,进气吸力下降造成罗茨鼓风机排气压力成比例降低,罗茨鼓风机出口有异物等均能使机组发生喘振。
2.3 转子安装不当造成的叶轮和定子轴向位置发生干涉引起的振动
主要表现在动静部分发生摩擦,机组温度过高,密封套部件变形磨损起不到密封作用。导致密封间隙过大,气流经过风机时,轴向力过大,转子在定子中的轴向位置发生窜动,引起振动。
其他有关振动产生的常见原因有:
(1)转子主轴发生弯曲,机械跳动超差。
(2)转子与定子发生碰撞摩擦。
(3)电气元件安装不当。如铂热电阻、测振探头、温度计等仪表元件。
2.4 机组轴系找正原因
电机、偶合器、风机之间的轴系找正。按照机组找正曲线进行找正,检修后进行机组整个轴系的重新检查。
2.5 轴承故障引起的振动。
主要原因有:
(1)油膜引起振动。轴承间隙过大和过小都无法形成起润滑保护的油膜。瓦块再起不到润滑作用时就会发生瓦块磨损甚至烧坏瓦块巴氏合金,轴承起不到支撑和止推作用,从而使得机组发生振动。
(2)轴承压盖部件松动。轴承箱内轴承压盖螺丝松动或机体底座螺丝松动,机组运行时无预紧力也会发生振动。
(3)油品、油质问题。国家标准油品化验要达到NAS7级。润滑系统的油质回油温度过高或润滑油含杂质,油品长期润滑变质。
(4)润滑油进、出油管路堵塞。
罗茨风机产生振动的原因是复杂的的,经综合分析,此次风机振动主要为:
(1)轴承箱内轴承压盖螺丝松动;
(2)密封磨损严重,密封间隙过大;
(3)轴系问题,风机与变速器不同轴。
3、修复方法
3.1 定子部分
拆解机壳中分面螺栓、地脚螺栓,拆卸机壳大盖;拆卸轴承箱盖,轴承;吊出转子;拆卸上、下机壳密封套;机壳、隔板喷砂处理;机壳中分面抛光轮清理;按照图纸重新照配密封套。
3.2 转子修复
(1)转子喷砂除锈,保护好轴径、推力盘、联轴器等部位;
(2)手工清理喷砂不干净的地方;
(3)转子叶轮着色探伤检查,发现叶轮完好无裂纹;
(4)转子按合格证明书打表检查机械跳动。打表检测,发现转子轴变形弯曲0.28mm,参照设备运行技术要求,确定主轴报废不能使用,对此我们及时跟厂家取得联系,更换一台新转子。
(5)热拆原转子联轴器,标记位置;
(6)把旧联轴器热装于新转子上;
(7)打表检查转子各项跳动并检查电气不圆度,操作规范参照锦工典型工艺手册。
(8)转子低速动平衡。
转子重量1038kg,平衡精度G1.6,允许不平衡量3954.3g·mm,工作转速4340r/min,磨削去重,磨削深度不大于0.4mm,粗超度Ra6.3,光滑过渡。
3.3 机组现场组装
按照典型装配工艺进行。
(1)方向同轴度≤0.03mm,垂直方向转子中心低0.08~0.12mm;
(2)检查隔板同轴度,隔板与机壳同轴度≤0.025mm;
(3)转子轴向对中定位;
(4)按罗茨鼓风机出厂合格证照配更换罗茨鼓风机全套密封、油封;
(5)根据要求配钻支推轴承上轴瓦测温孔及止动销孔;
(6)根据要求配钻支撑轴承上轴瓦测温孔及止动销孔;
(7)按照合格证调整支推轴承、支撑轴承间隙及过盈;
(8)扣合上机壳,检查自由间隙;
(9)调整风机与变速器的同轴度,使之符合煤气罗茨鼓风机机组安装要求;
(10)安装联轴器及护罩,检查各螺栓是否松动。
4、效果评价
机组检修结束,经启动试车,风机转速逐步提高至3800r/min后,使用手动测振仪检测风机的振动在0.08um范围,同时使用测温仪测轴承温度小于48℃,电流稳定在34A,在运行48小时后停车备用。
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问题:罗茨风机环境温度承受范围是多少?
回答:罗茨风机输送的空气,采用铸铁材质的风机,使用常规密封方式,进气口的温度一般控制在40摄氏度以下,40摄氏度经过风机升压压缩之后,温度会进一步提升,为了保证轴承、润滑油、齿轮、叶轮能够正常工作,升压之后的温度不能太高,一般在90摄氏度左右。
如果我们输送的气体温度超过40摄氏度,比如:温度较高的饱和水蒸气,温度较高的情况下,对风机的要求也会提高,比如材质采用不锈钢材质,或者对风机做防腐处理,密封方式进行更换,轴承和油箱进行降温等,需要做特殊处理才可以使用。
罗茨鼓风机大部分情况输送的是清洁空气,清洁空气的温度低于40摄氏度,便能够保证风机正常运行,采用常规的配置:铸铁材质、活塞环密封、空冷形式即可。
锦工风机是一家生产罗茨风机近20年的厂家,如果您有此方面的采购定制问题,可以联系我们的全国免费客服热线
:罗茨鼓风机
山东锦工有限公司是一家专业生产罗茨鼓风机、罗茨真空泵、回转风机等机械设备公司,位于有“铁匠之乡”之称的山东省章丘市相公镇,近年来,锦工致力于新产品的研发,新产品双油箱罗茨风机、水冷罗茨风机、油驱罗茨风机、低噪音罗茨风机,赢得了市场好评和认可。
罗茨风机是容积式风机,是一种双转子压缩机械。主要由同步齿轮、叶轮及一个近乎椭圆的机壳等部件组成,机壳上有进气口和出气口。在2根平行的轴上设有2个三叶型叶轮,两叶轮之间、叶轮与墙板之间以及叶轮与机壳之间均保持一定的间隙。
1.工作原理
罗茨风机的转子通过齿轮而作等速反向旋转,叶轮始终由同步齿轮保持正确的相位,罗茨风机两叶轮相互啮合,将进气口与出气口隔开,叶轮与机壳及墙板围成封闭的基元容积,其大小在旋转过程中不发生变化,风机运行过程中将基元容积内的气体从进气口推移到出气口,以达到强制排气的目的。风机输送的风量与转数成比例,三叶型叶轮每转动一次由2个叶轮进行3次吸、排气,与二叶型相比,气体脉动变少,负荷变化小,机械强度高,噪声低,振动也小。
2.风机的性能参数及技术要求:风机的性能参数是风机使用者对风机选型所依靠的重要指标,而风机的技术要求则规定了风机的使用方向,设计及制造要求。
2.1 性能参数
罗茨鼓风机的性能参数主要包括转速、压力、流量、轴功率及排气温度等。
2.2 技术要求
输送空气和中性无毒气体的一般用途罗茨风机主要技术要求如下:
2.2.1介质
进气温度不高于40℃,气体中固体微粒的含量不大于100mg/m3,微粒最大尺寸不大于鼓风机内部最小工作间隙的一半。
2.2.2设计要求
①整机使用寿命应不少于10年,第一次大修前安全运行时间应不少于15000h。同步齿轮使用寿命应不低于25000h。
②轴承部位的温度应不高于95℃。使用普通机油润滑时,油温一般不高于65℃。
2.2.3制造要求
①叶轮应作动平衡试验,动平衡精度不低于G6.3级。皮带轮应做静平衡试验。
②轴与轴承配合部位的尺寸,同步齿轮及齿轮副的检测项目,叶轮之间、叶轮与机壳及墙板间的间隙,均应符合设计规定。
③鼓风机及其配套件的外表面不允许有锈迹、碰伤。油漆表面不应有漏漆、堆漆、漆流、起泡、褶皱及色泽明显差异等现象。
3.风机结构
S系列风机采用转子支撑形式结构,转子一端固定,另一端游动。固定端采用定位轴承,其轴向游隙必须满足限制转子轴向窜动的要求。将定位轴承内圈与轴锁紧,使其外圈与轴承座压紧,则可将转子轴向位移限定在轴承的轴向游隙范围之内。在自由端,轴承内、外圈之间可相对移动或整体移动,以补偿转子因热变形而引起的长度变化。
3.1 机壳、墙板
机壳、墙板均由高强度铸铁铸成,机壳为整体卧式设置,其外表面有合理布置的筋块,起加强和散热作用。
3.2 叶轮部
叶轮与轴采用优质球墨铸铁整体铸造而成,为三叶型叶轮,并具有复合型线,采用精密数控机床加工,叶轮和轴经热套或冷压结合,转子经过动平衡,精度达到G2.5级,保证风机运转平稳、振动小。
3.3 齿轮
齿轮是罗茨鼓风机中最重要的零件之一,选用优质铬锰钛合金钢,经渗碳淬火处理具有足够的强度,由高性能专用磨齿机精磨齿面而成,其精度GB10095.2的5级。齿轮与轴采用锥面联结,建议通过高压注油泵进行压力装拆,保证了齿轮与转子的同心与自锁。
4.风机的日常巡检及保养
4.1运行中风机
①观察油箱中油液位、油质,液位是否位于油标中心处,油质是否清洁。
②听风机声音有无异常,主要监听轴承声音,风机机体、叶轮、墙板有无摩擦,同步齿轮运转是否平稳。
③检测轴承处振动是否符合标准。同步齿轮处的振动是否过大。若振动超标,查看地脚螺栓是否紧固,轴承、同步齿轮声音是否正常,进出口管路是否畅通等。
④检测轴承温度,风机出口温度。
4.2备用状态风机
由于S系列鼓风机均采用空气直接冷却,不需要外接冷却水,所以不用考虑风机冬季防冻问题。风机应定期盘车,并做好盘车记录,对于库房备用或者现场长时间不用的风机,为防止转子因自重而向一个方向弯曲,每隔一段时间应将转子转动180°。
4.3开车前需检查
①风机主、副油箱润滑油是否符合要求。
②风机进出口等连接部位是否紧固。现场条件满足的,可以对风机进行冲压试漏。风机的漏气会造成电机电流的偏高。
③盘车是否正常。
④皮带的张力及皮带轮的安装偏差。
⑤核实风机的旋转方向是否正确。
5.风机的检修
5.1 S系列风机间隙量调整
5.1.1轴向间隙的调整
①轴向间隙的调整就是调整转子与两侧墙板的间隙,由于热膨胀的存在,因此必须保证转子与两端墙板的间隙满足膨胀量的要求。
②调节原理:调节同步齿轮端轴承的轴向位置,具体方法是通过增减轴承内外圈垫片来实现。
5.1.2转子与壳体之间的间隙。
如果有定位销,通过定位销来保证,无需调整。若没有定位销,将墙板与壳体连接螺栓带上劲,转子转到叶轮与壳体最小间隙位置,用固定数值的塞尺插入转子与壳体间隙,最好能用两把塞尺同时塞住,轻轻敲击墙板或壳体以调整转子与壳体间隙,确保间隙值后,紧固墙板与壳体连接螺栓。 5.1.3转子之间的间隙调整
将标准间隙厚度塞尺放入转子之间,为了尽量消除轴承游隙的影响,按规定的方向盘车,如有卡点,用铜棒敲击同步齿轮对应位置,直至盘车正常,最后将锁母完全锁死。
5.2风机检修规则
5.2.1准备工作
①根据罗茨鼓风机的故障分析,确定检修部位及范围,预备可能需要更换的零部件。
②根据零件的构造,准备合适的检修工具和量具。
③根据鼓风机的质量情况,制定检修方案。
④落实安全措施。
5.2.2检修注意事项
①拆卸时,对重要零件的尺寸及安装方位应做好记号,以便组装时对号复位,避免发生混乱。例如测量各种密封垫片的厚度并做好记录,测量转子各部位的间隙并做好记录,对主、从动齿轮间相互啮合的一组轮廓、齿槽打上对应标记等。
②对于拆卸下来的零件,应保护好加工表面,并按一定规则摆放。安装在同一部位的零件,比如同一部位的轴承座、轴承压盖及调整垫片等,应放在一块。容易丢失的零件,应收入专门的器具。配对使用的应套在一起存放。
③装配前,应对准备使用的零件进行清洗和检查。
5.3零件修换原则
5.3.1必要性原则
凡使用过的零件,拆下来检查,不外乎以下三种情况:一是质量状况尚好,或者虽有磨损但不作修复也可继续使用;二是存在缺陷,但经过修复仍然可以继续使用;三是有较大缺陷,难以修复或者修理价值不大,需要进行更换。
5.3.2可靠性原则
选择修理的零件,修理后应当恢复或基本恢复原有的制造精度,满足整机对零件的技术要求。
5.3.3经济型原则
可以修复的零件是否一定进行修理,而不选择更换,还应当对修理与更换的经济性进行比较。同时需兼顾修理费用和修理后使用时间。
6.结语
罗茨鼓风机广泛应用于化工领域,对生产的稳定产生了重要的作用,熟悉及掌握风机的结构、工作原理,落实巡检方法,仔细专研风机的检修,对化工生产稳定、员工专业素质的提高有重大帮助。
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原标题:罗茨鼓风机间隙调整技巧
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四川攀枝花循环流化床示范电站1×300MW机组,引进法国阿尔斯通公司的技术。于2005年12月30日并网发电。其中石灰石粉的输送全靠4台锦工JGR罗茨风机。
设备结构:
设备为三叶罗茨风机,工作风室与轴承座密封为碳精环密封。后端轴承为支推轴承承受转子径向力和轴向力。前端轴承为支撑轴承承受转子径向力。前端机盖与轴采用骨架油封密封。尾端有一对斜齿轮作为同步齿轮。动力传送方式为皮带轮传动。罗茨风机的径向定位通过零件的制作来保证。 轴向定位需要通过调整,而转子轴向定位的调整好坏关系到整个风机运行好坏,所以至关重要。
1 轴向间隙作用
罗茨风机轴向定位的主要作用是:当风机在运行的时候,由于转子发热,轴系产生线膨胀和体膨胀。体膨胀的预留量通过径向加工来保证,线膨胀的预留量则通过轴向定位来确定。轴向预留量太大,风机效率会变低;轴向预留量太小,风机机壳及轴承会发热损坏。
一般来说轴向间隙不准会产生以下几种故障:
为了更好的理解轴向定位的作用,以下对错误的定位会造成的问题做一个系统的分析:
1)轴承座端面磨损
轴承端面磨损原因主要是2种原因,一种是异物进入转子与轴承座端面,这种情况发生几率太小,这里不做分析。二种是轴向间隙不够造成转子在线膨胀时与轴承端面接触磨损。我们知道任何物质的分子都在做无规则的热运动,分子就有速度,有动能。微观解释气体的压强就是大量的分子对容器壁的撞击,而温度是大量分子的热运动平均动能的度量。温度越高,分子的热运动平均动能就越大,分子的速度就大,我们知道,速度越大,撞击越猛烈,也就是气体的压强越大。当风机产生压力时,反之气体会产生温度。而温度造成转子伸长,如果间隙不够会造成转子与机壳件摩擦。
轴向间隙太小,造成端盖与叶轮端面磨损
同时摩擦产生热量,通过热传导会使轴承温度增加,从而损坏轴承,还会损坏密封环。
2)风机效率降低
轴向间隙太大,会造成风机效率降低。罗茨鼓风机由于是容积式风机,它的风压和系统有关系,而和其它关系不大。也就是说和出口管道特性有一定关系。而流量和风机转速关系较大。但是如果轴向间隙调整偏大,会在叶轮端面和轴承座端面形成一个气体通道。而气体通道会使被升压后的空气通过它又回到风机的吸气口,使风机不断的做定量的无用功,使风机风量下降,效率降低。
3)风机振动
当间隙太小时,叶轮端面与轴承座端面摩擦。由于动静部位之间摩擦,机组会产生强烈的振动。过大的振动极易造成动静部分摩擦从而造成灾难性的后果,摩擦发生在转轴的密封环处,将会造成转子的热弯曲引起振动的进一步增加,形成恶性循环引起转子的永久性弯曲。而振动与轴的弯曲会造成轴承损坏,齿轮损坏,叶轮损坏,乃至整个罗茨风机报废。
2 调整技巧
2.1 定位原理
轴向间隙的定位主要是利用轴承的定位来确定轴向间隙。ROBOX罗茨风机的轴承定位方式是固定端—自由端式配置。罗茨风机尾端为固定端,前端为自由端,通过固定端,让转子在热态情况下向自由端自由膨胀。
2.2 计算间隙
计算转子在热态情况下的线膨胀量:
C=1.2ΔTL/100
C为热膨胀伸长量(mm);
ΔT为轴运行时最高温度与环境温度之差;L为轴的长度。
当计算出C值时,C值为轴的最大线膨胀量
2.3 间隙调整技巧
罗茨风机轴向间隙调整主要是以计算数据为参考,使用尾端定位轴承来调整整个间隙。
1)测量机壳的两个端面之间的距离X;
2)测量转子两个端面之间的距离Y;
3)X—Y=&,其中&值为总间隙大小,&1+&2=&。如果&值小于C值,则在轴承座与机壳端面之间添加垫子调整;如果&值大于C值,则需要采用机械加工将机壳端面去材料处理。采取的标准是&值大于C值0.20mm。这0.20mm是补偿安装误差采用的经验值;
4)轴承内圈与轴肩接触,轴承外圈与轴承座外圈定位环之间有间隙S。当外端盖使用螺栓紧固时,轴承推动整个转子向前端推动,&2值逐渐增大。所以在间隙S处添加垫片,使&1,&2值达到所要求的间隙。
5)在实际工作中,可以使用两种方法来确定垫片厚度。一种是测量法,测量法主要使用深度游标卡尺,测量S值,然后S-&2=K。K就为垫片厚度。另一种方法为加试法,加试法采用假轴套,轴套的外径比定位轴承外圈小1mm,内径比轴大1mm。厚度为标准轴承厚度。每次在加垫片处试加垫片,然后将轴套按标准紧固,使用塞尺测量&2值,直道&2值达到标准值。
6)&1与&2之间的关系为2:1的关系。就是当&1为0.30mm时,&2值为0.15mm。这样做的目的是增加转子自由端膨胀间隙。
罗茨鼓风机轴向间隙定位在安装过程中是罗茨风机检修工作中的重点。它的安装好坏关系到设备的稳定运行。而轴向间隙调整不准引起的罗茨风机损坏事件层出不穷。所以掌握罗茨风机轴向间隙调整的技巧至关重要。在转动机械设备检修中,一切应该以数据为唯一参照标准,任何以人为经验判断的错误方法应该摒弃。
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