机电一体化毕业设计(论文)螺杆式氯乙烯压缩机故障处理及改进.doc
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1、 螺杆式氯乙烯压缩机故障处理及改进专 业 机电08-9(3)班作者姓名 指导教师 定稿日期:2023年03月28日新疆工业高等专科学校机械工程系毕业设计(论文)任务书学 生 姓 名专业班级机电一体化08-9(3)班设计(论文)题目螺杆式氯乙烯压缩机故障处理及改进接受 任务 日期2010年12月15日完成任务日期2011年6月16日指 导 教 师指导教师单位机械工程系设计(论文)内容目标通过本次毕业论文,培养学生综合运用所学基础理论、基本知识、基本技能和专业知识,联系生产及科研实际完成某一课题,全面检验学生分析和解决问题的能力,使学生掌握基本设计方法,受到初步工程技术训练。设计(论文)要求本次毕
2、业论文培养学生独立工作能力,侧重与开发学生创造力,应在巩固所学专业理论知识的基础上,熟练掌握专业基本技能,从而达到具有从事专业实际工作的初步能力。论文指导记录参考资料1 陈吉强.螺杆压缩机的选用与注意问题J.通用机械2 蔺俊慈.螺杆压缩机在氯乙烯生产中的应用J.中国氯碱3 易良榘.现场简易诊断技术M.北京:机械工业出版社.20004 张永生.白雪峰.时建.机械设计基础M.山东:科学技术出版社.2007注:此表发给学生后由指导教师填写,学生按此表要求开展毕业设计(论文)工作。新疆工业高等专科学校机械工程系毕业设计(论文)成绩表学 生 姓 名专业班级机电一体化08-9(3)班设计(论文)题目螺杆式
3、氯乙烯压缩机故障处理及改进指导教师(签名)孙筱指导教师单位机械工程系指导教师评语评阅成绩: 评阅教师签字: 年月日答辩记录成绩: 提问教师签字: 年月日答辩小组意见答辩成绩: 答辩小组组长签字: 年月日摘 要随着国内化工企业的蓬勃发展,制氯乙烯设备的发展呈现出大型化的趋势,而与之配套的螺杆式压缩机的使用越来越普遍。但是螺杆式压缩机的故障率随着时间会逐个出现,影响了压缩机的正常工作,这样降低了压缩机的工作效率,给正常的生产带来损失,如此要应该检查出故障,并及时对故障进行处理,恢复正常的生产,获得更高的经济效益。本文基于螺杆式压缩机的工作原理对其故障进行分析和处理,在此基础上对容易出现故障元件或辅
4、件进行了改进。关键词:压缩机;螺杆式压缩机;故障处理AbstractWith the vigorous development of the domestic chemical enterprise, the development of equipment system vinyl chloride present a large-scale tendency, and support the use of screw compressor is more and more common. But the failure rate of screw compressor with time,
5、 the impact of the compressor in one of the normal work, so reduce the efficiency of the compressor, for normal production, so to bring loss should check out the fault, and promptly to fault handling, restore normal production, get more economic benefits. This paper, based on the principle of work o
6、f the screw compressor of the failure analysis and processing, based on this easy to malfunction components or auxiliary parts was improved.Key Word: Compressor; Screw compressors;Fult treatment目 录摘 要IAbstractII第 1 章 螺杆式氯乙烯压缩机概述11.1 工作背景11.1.1 螺杆压缩机工作原理11.1.2 氯乙烯气体流程21.1.3 润滑油流程31.2 压缩机主机结构31.2.1 压缩
7、机气体过滤器芯41.2.2 蜗轮传动蝶阀51.3 氯乙烯压缩机元器件介绍51.4 压缩机部件、介质使用要求91.4.1 仪表管线及导线91.4.2 压缩机的润滑油是否足够101.4.3 冷却水路有没有问题101.4.4 安全装置101.5 螺杆式压缩机的优点101.6 发展方向11第 2 章 压缩机的常见故障处理132.1 压缩机吸、排气阀关闭不严132.2 缺油故障132.3 压缩机抱轴142.4 压缩机不加载142.5 排气压力过低142.6 排气压力过高152.7 排气温度过高152.8 压缩机耗油大152.9 压缩机不供气162.10 压缩机不能启动162.11 压缩机运转正常停机后启
8、动困难162.12 压缩机启动不畅,开机几秒钟后自动停机162.13 轴承烧坏162.14 转子烧坏172.15 振动声音异常172.16 减荷阀没有完全打开172.17 贮油缸内没有产生压缩气体172.18 压缩机主机没有正常运行18第 3 章 螺杆式压缩机技术改进193.1 螺杆式压缩机密封泄露原因分析及改进193.2 螺杆式压缩机进气系统的改进203.3 压缩机的变频节能改进203.3.1 空气压缩机的工作原理203.3.2 空气压缩机的改进依据。213.3.3 改进的一般方法213.3.4 改进的注意事项22第 4 章 总结24致谢25参考文献26第 1 章 螺杆式氯乙烯压缩机概述UD
9、315-450系列螺杆式氯乙烯压缩机是喷油单级螺杆压缩机,采用联轴器直联传动,带动主机转动进行氯乙烯气体压缩,通过喷油对主机内的压缩氯乙烯气体进行冷却,主机排出的氯乙烯气体油混合气体经过粗、精两道分离,将压缩氯乙烯气体中的油分离出来,最后得到洁净的压缩氯乙烯气体。1.1 工作背景空气压缩机在很多行业都得到了广泛应用。其广泛应用在矿山、工业生产、能源、建筑等行业,空压机的系统容量设计一般会较实际需要大的多,空气压缩机在工频供电时通过自身的卸载适应管道压力,这样造成卸载时电机基本空转,压力管道内的压力高时电机的出力也增大很多,造成不必要的浪费,同时对设备的使用寿命也会造成不利影响。经变频改造后可以
10、节省卸载时的部分电能,同时在加载时空压机的供气压力可以根据压力设定进行调节,实现基本稳压。氯乙烯压缩机就是压缩氯乙烯气体借以提高氯乙烯气体压力的压缩机,从用途来分它属于工艺压缩机的范畴。螺杆式压缩机又可分为单螺杆压缩机和双螺杆压缩机两种。目前单螺杆压缩机仅在制冷和小气量空气压缩机上应用。双螺杆压缩机属于容积式压缩机的范畴,是利用改变气体的容积而提升气体压力的原理。其主要部件包括:一对相互啮合的阴阳转子和机壳,以及附属的部件。双螺杆压缩机以其结构简单,易于安装,便于维护,稳定性好,使用寿命长而在空气压缩领域、工艺压缩领域得到普遍的应用。双螺杆氯乙烯压缩机是目前最先进的氯乙烯压缩机之一,正逐步替代
11、往复式氯乙烯压缩机。 1.1.1 螺杆压缩机工作原理图1-1压缩机工作系统图螺杆压缩机是容积式压缩机中的一种,氯乙烯气体的压缩是靠装置于机壳内互相平行啮合的阴阳转子的齿槽之容积变化而达到。转子副在与它精密配合的机壳内转动使转子齿槽之间的气体不断地产生周期性的容积变化而沿着转子轴线,由吸入侧推向排出侧,完成吸入、压缩、排气三个工作过程。工作原理简单的说就是总体来说空压机吸气,经过油分,油分负责把油和气分流(气里含有油很全部水分),气就经过空压机自带的散热器降温,打出的气还是有油和水的(正常的油是少一点的,水是一定不会少的),经过过滤器的过滤,再到干燥,然后最后一个过滤器负责把干燥的空气里的水和少
12、量油分开(因为空气是热的,所以一定要干燥)图1-2压缩机个三个工作过程1.1.2 氯乙烯气体流程来自用户管网的氯乙烯气体一气液分离器一气体过滤器蜗轮传动蝶阀一主机油气分离器最小压力阀一出口(至用户工艺气管网)。1.1.3 润滑油流程油气筒润滑油冷却器(或旁通)一温控阀一油过滤器一主机油气筒润滑油,氯乙烯气体油混合气体在油气筒内经过改变方向、旋转,大部分的油被分离出来,剩余的小部分油再经过油精分离器被分离出来,这部分油被插入油精分离器内的管子抽出,回流到主机的低压腔。油气筒内的热油流入冷却器,经温控阀控制喷入主机的润滑油温度恒定,温控阀根据流入油的温度控制流到冷却器和旁通油量的比例,以控制排气温
13、度在一个恒定值,过低的排气温度会使水分在油气筒内析出,并使油乳化而不能继续使用,最后经过油过滤器过滤后喷入主机。润滑油循环由油气筒与压缩机主机低压腔之间的压差维持,为了在机器运行过程中保持油的循环,必须保证油气筒内始终有0.2-0.3MPa的压力,最小压力阀就是起到这一作用的(最小压力阀的设定开启压力为0.3-0.4MPa)。1.2 压缩机主机结构图1-3 压缩机结构图表1-1 压缩机技术参数1.2.1 压缩机气体过滤器芯气体过滤器主要由纸质滤芯与壳体组成。氯乙烯气体经过滤芯的微孔,使灰尘等固体杂质过滤在滤芯的外表面,不进入压缩机主机内,以防止相对运动件的磨损和润滑油加速氧化。因此,应根据使用
14、环境和使用时间,及时更换纸质滤芯。 切忌用油或水刷洗后再用。更换时间根据压差和规定时间进行,控制系统进行相应的更换预警。1.2.2 蜗轮传动蝶阀蜗轮传动对夹式蝶阀使用偏置式阀杆和偏心蝶板,引用球阀唇缘式密封技术,使用单一的聚合材料密封座与蝶板的球形扇面外缘吻合,达到可靠的密封,消除了磨蚀、温度、压力变化的影响,这种阀门结构紧凑、重量轻、密封可靠。蜗轮装置用于蝶阀进行90度开和关。操作轻便省力、性能可靠。蜗轮可自锁,空回小,防止阀门颤动,具有防水、防尘作用。所注油脂可防热防冻。蜗轮装置的特点:铸铁壳体钢制轴,行程一5一95度。蜗轮传动蝶阀的开启度决定了进气量的大小,是气量调节的执行机构。当压缩机
15、起动时蜗轮传动蝶阀阀门处于关闭位置,以减少压缩机的起动负荷,少量气体由旁通管路进入压缩机机头;加压运行时,缓慢关闭泄放阀并打开蝶阀 图1-4涡轮传动阀 提高压缩机的出口压力。首次升压,要求用户分三次完成,每次净升的压力增值为额定压力的三分之一,稳定30min,严格控制排温和电机功率,注意观察机组情况,逐步把压力升到规定值,通过调节排气阀的开口大小来调节压缩机排气 压力;停机时,关闭蜗轮传动蝶阀,再打开泄放阀一半,让系统压力降低后再停机,最后关闭旁通阀。1.3 氯乙烯压缩机元器件介绍1、油气分离油气分离部分主要由分离油罐和油精分离器组成,来自主机排气口的油气混合物进入分离油罐体空间,经过旋转,大
16、部分油聚集于罐体的下部,含有少量润滑油的压缩氯乙烯气体经过油精分离器使润滑油获得充分的回收,油精分离器收集到的润滑油被插入油精分离器内的管子抽出,经一直径为6mm的钢管抽回主机的低压腔。在油分离油罐上部装有安全阀,当容器内压力过高,通过该安全阀释放氯乙烯到进气过滤器,确保压缩机的安全使用,分离油罐的下部设有加油口和油位指示器,开机后油面必须保持在油位指示器的中间位置。本机设置油分内外两个测压点,当油精分离器堵塞严重时,压差到了一定值,PLC控制器显示并提示,应及时更换。压缩机工作一段时间停机后,水份会冷凝沉积在分离油罐的底部,可以通过装在分离油罐底部的放油阀排出部分水,延长润滑油的使用寿命。在
17、使用过程中,如出现排气含油量大,就应检查抽油管是否畅通,安装是否到位。如确认无问题则拆出油精分离器检查,如有损坏造成过滤短路或堵塞严重,必须更换新品。2、最小压力阀最小压力阀由阀体、阀芯、弹簧、 密封圈、气缸等组成,装在油精分离器的出口,它的作用是保持油分离罐内的压力不致于降到03MPa以下,这样能使含油的压缩气体在分离器内得到较好的分离,减少润滑油的损耗。同时能保证建立油压所需的气体压力。最小压力阀也有单向阀的作用,防止停机时系统中的压缩氯乙烯气体倒流。最小压力阀的保持压力出厂时已调整好,其是通过一减压阀来维持最小压力不变,如发现减压阀的压力有变化应及时调整,调整值为03MPa。 3、冷却器
18、 图1-5最小压力阀氯乙烯压缩机使用的是高效列管式冷却器,冷却器的作用是冷却润滑油。压缩机产生的绝大部热量由润滑油带走,并在油冷却器中通过强制对流的方式由冷却水带走。在冷却器热交换过程中,如有大量的油污和水垢,应定期进行清理。4、温控阀温控阀控制压缩机的最低喷油温度,因为较低的喷油温度会使压缩机主机的排气温度偏低,而在分离油罐内析出冷凝水,恶化润滑油的品质,缩短其使用寿命。图 1-4 温控阀当控制喷油温度高于一定温度时,排出的氯乙烯气体和润滑油的混合气体始终会高于露点温度。其工作原理是,由分离油罐来的热油一部分进入冷却器,一部分旁通,温控阀控制螺杆主机喷油温度为600C;当温度低于60时,旁通
19、热油会多一些,当温度高60时,进入冷却器的油会多一些这样严格控制喷油温度来稳定压缩机的排气温度稳定。5、油过滤器油过滤器的作用是在润滑油循环过程中,滤去其中的颗粒、粉尘和其它杂质,保证压缩机正常工作,在其前后均安装有压力传感器,当系统提示更换时,必更 换此过滤器。 图1-5 油过滤器6、安全阀安全阀用在锅炉、压力容器、管路等受压设备上作为超压保护装置。弹簧式安全阀是通过调整弹簧力来克服介质压力以达到密封,当弹簧力大于介质的正常压力时,阀瓣处于关闭状态,当介质压力超过设定压力时,弹簧受到压缩,使阀瓣密封面脱离,阀门自动开启,继而全量排放,以防止压力继续升高;当介质压力降低至正常值时,弹簧力又将阀
20、瓣推向阀座,阀瓣密封面与阀座密封面重合,阀门自动关闭,保证设备正常运行。 7、干气密封器由于氯乙烯有剧毒,绝对不允许泄漏,从压缩机工艺参数看,压缩机转速和压力比较低,可以采用2800E干气密封。2800E干气密封的适用工况如下: 温度:-40260 0C 压力:16bar g 转速:25m/s2800E干气密封主要应用于泵上,为双端面布置形式,两个密封面共用一个动环,在动环表面开有螺旋槽,密封气入口通入密封气(一般为NO,其压力高于密封腔压力2bar,这样进入密封腔中的密封气一小部分通过内侧的密封面进入密封腔阻止被密封介质的泄漏,绝大部分密封气通过外侧的面封面进入环境中,因此,被密封介质不会泄
21、漏到大气侧;进入环境的密封气与被密封的介质不接触,为洁净的密封气,完全符合环保要求。泵用干气密封测控系统主要有两个方面的功用:一是提供干燥、洁净、稳定的气源;二是对密封运行状况进行监控,一旦气源压力出现异常或密封失效时产生报警。在构成上包括三大块:过滤单元、压力调节单元、密封泄漏量和供气压力监控单元。2800E干气密封控制系统原理图如下,密封气通过过滤器过滤,洁净度达到111 m。通过压力调节阀调节密封气压力,使其压力至少高于密封腔压力2bar,通过压力表、压力开关和流量计、流量开关监测密封气的压力和流量,一旦压力低于设定的最低值或者流量高于流量开关设定值,将连锁停车。图1-6干气密封控制系统
22、原理图1.4 压缩机部件、介质使用要求1.4.1 仪表管线及导线检查仪表管线及导线,调节并校正仪表,检验联锁控制。需要特别检验干气密封系统的氮气压力和流量是否符合要求。氮气压力需要稳定在3-4bar,后继供应氮气系统可靠。1.4.2 压缩机的润滑油是否足够检查压缩机的润滑油是否足够若不够时,应予加足。停机超过一个月以上未使用的机组,且已投入氯乙烯使用,需要先盘车数周,确认没有异常。手动盘车:按工作方向盘动联轴器,要求在不施加强力下能盘动,无轻重不均的感觉,无磨擦撞击声,即表明主机正常。1.4.3 冷却水路有没有问题检查冷却水路有没有问题水压、水温、水流量是否符合要求。如新安装机器存放超过一个冬
23、天,在通水前需要把进出油的管路拆下,再通水确认冷却器没有冻坏后,再安装回位。1.4.4 安全装置根据各整定值进行灵敏度、报警、停车等各项试验。新安装的压缩机应检查旋转方向,方法是拆下联轴器点动压缩机电机,仔细观察电动机旋转方向是否符合规定的转向,如果转向不对请调换三相电源线的其中两条接线的位置。点动压缩机方法如下:按下启动按钮,压缩机开始转动,同时观察压缩机的旋转方向是否正确。转向正确后再安装上联轴器。气体置换,通入实际生产气体运转之前,应把机器中和管道里空气先用氮气置换,保证运转安全,置换符合GB14544-93氯乙烯安全技术规程规定后,再通入工艺气体,才允许开机,保证安全。1.5 螺杆式压
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