螺杆压缩机在纯碱生产中的技术改进

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随着我厂生产规模的不断扩大，压缩车间也历经数次扩建，目前我厂新、老生产线共有螺杆压缩机2O余 台，多数为上海压缩机厂生产的 LG63C-430/3.8型压缩机。驱动机是杭州汽轮机厂生产的背压式工业汽轮机。该设备具有打气量大、生产效率高等特点，其应用范围越来越广。随着使用时间的延长，该设备在生产中也逐渐暴露出了不少问题，如压缩机转子密封问题、缸体腐蚀、缸体变形等。

1 机组的技术特性、工作原理1.1 螺杆压缩机在纯碱生产中该机用于将石灰窑产生的窑气(主要成分为 N2 6O%、CO：38 )和煅烧炉产生的炉气(主要成分是 CO。85 )加压后送至碳化工序以制碱。

型号 ：LG63C-430/3.8螺杆转速：2 750 r/min压缩气量：430 m。/min(标况)吸人温度 ：≤35℃吸入压力：0.09 MPa(绝压)排气温度：≤150℃(喷水降温)排气压力：≤0.38 MPa(表压)轴功率 ：1 800 kW驱动方式：汽轮机-减速器-螺杆压缩机1.2 汽轮机型号 ：NG25/20/0额定功率：2 300 kW正常功率 ：2 000 kW进汽温度 ：400410℃进汽压力 ：3335 kg/cm。(表压)排气压力：2.5 kg/cm。

转速范围：8 772～10 587 r/rain减速机 ：功率 ：2 300 kW速比：3.66汽轮机是反动式，体积小，效率高，能力大，汽耗低，转速可调，噪音小，是目前国内先进机型。

2 使用中的问题和技术改进2.1 螺杆转子排气端轴颈密封问题螺杆转子排气端轴颈有-填料函箱来完成对压缩气体的密封，内有-个前置密封体，4只石墨填料环，-个螺旋气封体和-个填料压盖共 5部分组成。

1 压缩机曾经出现过以下问题：缸体前端盖漏气越来越大，润滑油含水量越来越多，造成推力瓦温上升。拆缸后发现螺杆转子 230的轴颈出现 4道宽为 4～8 mm、深度为 0.5～1.5 mm的环形划痕。

经分析造成划痕的原因是窑气中所含灰尘附着在石墨环上，形成-层硬垢，由于轴的长期高速运转，对轴颈造成磨损，致使密封处间隙变大、密封失效所致。同时轴颈材质(2Cr13)耐磨性差，也是密封失效的原因之-。为此，我们对阴阳转子两端磨损的轴进行光刀，然后电镀耐磨性能优良的铬(厚度0.2～O.3 mm)来保护轴颈，同时要求电除尘岗位将窑气含尘量控制在指标范围(60 mg/m。)以内。修复后，该机运行状况良好，按照 1 压缩机改造的成功经验，我们又相继对 2#、4 、5. 等机组的轴颈进行处理，彻底解决了因气封漏气，从而导致润滑油被污染的问题。

30 纯 碱 工 业2.2 螺杆转子排气侧端面密封问题为保证转子打气效率和减少轴向推力 ，原设计中转子的排气侧端面加工有-组环形密封线(共 8条，最外侧直径 (p403，最内侧直径 9258，每条密封线高×宽为 2×2)。转子安装时，要保证转子与缸前端面的密封间隙为 0.26～0.28 mm o运行过程中，各机组相继出现了阳转子推力瓦温上升较快，运行周期缩短，检修频次增加，打气效率降低的现象。

后来，在 3 螺杆压缩机进行检修时，发现阴阳转子前端面腐蚀严重，密封线全部磨损，且转子端面有大小不-、深度达 1.5 mm左右的蚀坑，转子与缸体的端面密封间隙也变为 2 mm左右 。

原因是窑气含尘量高、气体流速快，对转子密封线冲刷腐蚀严重，当密封间隙腐蚀变大时，会在排气端形成涡流，反过来又加快了转子密封面的冲刷腐蚀 ，形成恶性循环。当间隙达到-定程度后，转子承受的轴向推力迅速升高，瓦温也随之升高，打气效率降低。为此我们采用 A107焊条对转子端面实施焊补，焊前对焊接部位提升温度，焊后用木炭烘烤保温1 h时，焊完后，按图纸要求加工好密封线，解决了转子端面密封问题，延长了转子使用周期。

2.3 螺杆压缩机缸体 腐蚀变形螺杆缸体由两部分组成：缸体和缸头。材质为ZG1Cr13，缸体内部有-层夹套，中间要通过循环水来冷却缸体。机组运行几年后，缸体表面出现腐蚀，特别是排气端缸面腐蚀尤为严重，深度可达 1～3mm。另外，缸体受铸造内应力影响，发生变形，上下缸面盖合不严，漏气漏水，影响机组的稳定运行。

为此，我们协同其它机械厂对 5 螺杆缸体进行加工处理。具体措施是：①螺杆缸体工作面腐蚀严重部位用 A107焊条补平(边焊边敲击焊接部位，每焊-块，用木炭堆火保温 1 h)。②根据缸体变形情况，在数控机床上，将上下缸体中分面各铣去 2～5mm。③将缸头与缸体分解(分解前要将缸头与缸体的定位孔铰好)。④据缸体内腔加工尺寸，用数控机床将缸体加工成形。⑤配装缸头，打上定位销，加工轴承、气封孔座。

经以上加工后，缸体内腔尺寸基本恢复到出厂时数值，出力率大幅度提高，运行状况大为改善。

2.4 螺杆转子轴颈磨损螺杆转 子轴 颈 材 质 为 2Cr13，外 径 尺寸 为9169.80，轴承采用巴氏合金，润滑用 3O 透平油。

机组运行多年后轴颈出现程度不等的磨损和椭圆现象 ，油膜形成不好 ，造成机组振动和轴瓦 巴氏合金脱落，反过来又加快了轴颈的磨损，形成恶性循环。若仅仅因轴颈磨损就更换轴头，时间长、费用高。

我们采用了-种花费少 ，加工时间短 ，简便易行的办法 ：把磨损的转子放在 5O机床上 ，找好正 ，上磨头将轴颈磨削 O.2～0.5 mm。然后根据加工好的轴颈，到轴瓦生产厂家定做非标轴瓦∠好满足了生产需要，节约了费用，延长了转子使用寿命。

2.5 其他问题的处理为提高螺杆压缩机的自动化程度，我们将压缩机的汽轮机调速系统 由齿轮调节调速系统 ，改为新型 WOODWARD5O5型数字式电液调速系统。现在除了老线 9 压缩机已全部改完，此控制系统更为完善，操作也更为方便，保证了机组的稳定运转，减轻了工人的劳动强度；为保证机组润滑油的质量，新上油回收处理装置，去除杂质，蒸发水分，调节酸值，取得良好的经济效益；将机组事故油泵改为辅助油泵，两台辅泵互为备用，杜绝了因油泵故障造成的机组停机，稳定了生产。

3 螺杆机组仍存在的问题1)螺杆止回阀易锈蚀和结垢 ，有时动作失灵 ，突然停机时，螺杆转子倒转，易造成事故●后应选用耐腐蚀和更灵敏可靠的止回阀。

2)螺杆进、出气端轴封应改进结构，延长使用周期 ，提高密封性能。

4)汽机液压控制系统 ，应加装高压油过滤器 ，以保证控制系统动作灵敏可靠。

5)压缩机与汽轮机的润滑应改为两套独立供油系统 ，避免因压缩机漏气 、漏水污染 油质 ，影响汽机润滑系统，造成轴颈磨损和调速系统失灵。

螺杆压缩机在我厂使用中经过不继地改进和完善，越来越能适应我厂的生产工况。

收稿 日期 ：2012-08-20作者简介：郭亮(1976- )，2000年毕业于内蒙古科技大学机械设计与制造专业，工程师。