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(chǎng)離心壓縮機的對中找正是機組維保和安裝的重要環(huán)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(diǎn)、應用方法及注意事項，為實(shí)際應用提供參考。

關(guān)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(guò)程中按照規程要求需進(jìn)行對中數據檢測和偏差調整，以確保符合廠(chǎng)家推薦的技術(shù)標準要求，可以最大程度消除聯(lián)軸器處不應存在的機械應力，減少機械振動(dòng)，降低轉子磨損，提高機組運行穩定性，延長(cháng)使用壽命。本文結合實(shí)踐進(jìn)行了相關(guān)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(jiǎn)單，但是根據現場(chǎng)管線(xiàn)應力和地腳螺栓調整位置等實(shí)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(tài)如圖 1所示。對中前提是壓縮機連接管線(xiàn)無(wú)應力，若管線(xiàn)應力較大，雖然冷態(tài)時(shí)將對中數據調整正常，但機組運行后在管線(xiàn)應力作用下對中會(huì )有所變化。過(guò)去一些大型壓縮機組曾采用直塞尺法、單表法或雙表法進(jìn)行對中檢測調整，方法直觀(guān)簡(jiǎn)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(zhuān)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(cháng)時(shí)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(shí)百分表讀數減去支架撓度即為實(shí)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(lián)軸器，在齒輪箱側半聯(lián)軸器上安裝對中支架。

（2）壓縮機聯(lián)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(chǎn)生誤差（圖 2）。

圖 2 對中支架安裝現場(chǎng)

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

（4）壓縮機側半聯(lián)軸器共安裝3塊百分表。分別在0°、180°測量點(diǎn)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(diǎn)以垂直于半聯(lián)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(pán)車(chē)工具采用雙盤(pán)車(chē)方法，按壓縮機工作方向緩慢盤(pán)動(dòng)齒輪箱及壓縮機。齒輪箱每盤(pán)動(dòng)90°，壓縮機同方向也盤(pán)動(dòng)90°。分別在0°、90°、180°、270°位置各記錄3塊百分表讀數。待盤(pán)車(chē)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(chǎng)至少測量3組數據求平均值。

（6）將對中測量數據與廠(chǎng)家技術(shù)標準進(jìn)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(lián)軸器軸向間距，高速聯(lián)軸器間距標準為400 mm。

（8）至少盤(pán)車(chē)2圈，分別記錄百分表讀數，以判斷數據真實(shí)性。

2. 3  軸向偏差測量

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

（2）按照齒輪箱旋轉方向盤(pán)車(chē)，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(kāi)口，負值則表示下開(kāi)口。上開(kāi)口時(shí)，后腳加墊片或前腳撤墊片，調整量按公式（1）計算。下開(kāi)口時(shí)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(diǎn)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(kāi)口，負值則左開(kāi)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(shí)，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�百分表放在要頂的地腳對面來(lái)監測調整量。也可以用表架上的徑向表來(lái)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(gè)角的頂絲都頂住，再調整垂直方向（加減墊片）。軸向調整時(shí)要注意檢查各地腳螺栓墊片是否存在軟角，逐個(gè)對每處地腳螺栓松開(kāi)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(gè)地腳螺栓墊片壓實(shí)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(huì )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(gè)點(diǎn)百分表讀數。該數據減去支架撓度值為最終實(shí)測值。

如圖 5所示，c為聯(lián)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。

圖 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(shí)，兩個(gè)地腳要同時(shí)頂，可以用百分表放在要頂的地腳的對面來(lái)監測調整量，將表架上的兩只軸向百分表放在水平位置來(lái)監測是否頂偏。水平方向調整好后，將四個(gè)角的頂絲都頂住，再來(lái)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(guān)鍵的工序，直接影響機組運行的穩定性。用常規方法找正，過(guò)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(xiàn)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(jìn)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(guò)程中溫度升高會(huì )出現熱膨脹現象，各軸中心線(xiàn)會(huì )產(chǎn)生相對位移。在同心度找正時(shí)應充分考慮轉軸冷態(tài)與熱態(tài)時(shí)的偏差值，并在冷態(tài)找正時(shí)將偏差在反方向預留出來(lái)，以使機組在運行時(shí)各軸線(xiàn)處于理想狀態(tài)。

3.2  操作要領(lǐng)

（1）激光對中儀安裝調試。選擇合適的鏈條，把激光發(fā)射器固定在齒輪箱端傳動(dòng)軸上，接收器固定在壓縮機端傳動(dòng)軸上，然后把控制器連接到發(fā)射器上。發(fā)射器開(kāi)始正常工作，發(fā)出紅色激光到接收器反射鏡，再反射回發(fā)射器，當控制器顯示屏顯示轉動(dòng)提示時(shí)，即可進(jìn)行盤(pán)車(chē)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(gè)數值并將其輸入到激光對中儀系統內，在最高點(diǎn)處使接收端接收到發(fā)射光束，顯示屏上讀數回零，用吊裝帶和行吊進(jìn)行盤(pán)車(chē)，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(pán)車(chē)轉動(dòng)到0°位置， 復查讀數是否回零（若回零則說(shuō)明偏差值準確），然后再根據偏差調整值進(jìn)行調整，如此反復，直到符合MAN壓縮機技術(shù)文件要求。具體操作時(shí)，先調整壓縮機水平方向同心度，符合要求時(shí)再調整垂直方向同心度。

最終測量結果根據對中儀自動(dòng)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(chǎng)家規定進(jìn)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(shí)，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(shí)，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(fā)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(jià)值。

（3）將發(fā)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(diǎn)之間距離值并確保其位置相互對應。

（4）調整壓縮機端時(shí)，一次不能調整過(guò)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(gè)位置讀取讀數。

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

（6）找正完畢后，可以預組裝聯(lián)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(lián)軸器安裝間距，且此間距應在各轉子主推力面上進(jìn)行測量，以保證其膨脹間隙，這一點(diǎn)對機組長(cháng)周期運行至關(guān)重要。

作者簡(jiǎn)介，姜艷民，1978年生，工程師，2001年畢業(yè)于承德石油高等專(zhuān)科學(xué)校汽車(chē)工程系汽車(chē)工藝與維修專(zhuān)業(yè)，長(cháng)期從事大型壓縮機組的運行維修管理工作。聯(lián)系方式：15529857086，jiangfu719@163.com。