数据中心冷机压缩机预防性维修纪实

背 景

压缩机是冷机的核心机械部件,就像人的心脏一样,维持着系统的循环。它也非常贵重,需要维持良好的工作环境。随着运行时间增加和工况变化,它出现故障的机率会增加,各种配件会老化,传动件不可避免地出现磨损,工作效率会有不同程度的降低,因此压缩机需要进行预防性大修,排查故障隐患,从而降低机组故障率,提高机组的工作效率。

影响压缩机寿命的原因

总体来看压缩机寿命的减少由以下四个基本的因素造成: 1.开/关机的次数。 2.运行时间。 3.平均负载。 4.压缩机是否得到正确的维护。

一.冷水机组的压缩机容易出现的问题

1.压缩机内部轴瓦、止推轴瓦、各个内表面或多或少会在各个润滑油的通道上形成一些油垢,随着时间的增长,油垢会逐渐增多,最终影响油的流量,并导致机组的润滑变差,磨损轴瓦、轴等,严重情况下有可能致使压缩机突然抱轴。

2.压缩机内部的轴瓦定位螺丝、止推轴瓦、止推轴环的固定螺丝,随运行时间增长,其在装配时的扭距力有可能会松动,导致高速轴、低速轴的窜动量加大,损坏所有的止推轴瓦以及叶轮。

3.轴瓦与轴之间的间隙,随运行时间增长会逐渐加大,最终会影响压缩机的润滑。

4.随机组使用时间增长,机组的吸排气密封垫圈、压缩机的法兰密封垫圈,压缩机的轴封、油泵的密封垫圈都有可能逐渐老化或损坏。由于几乎没有冷水机组是在理想状态下工作的,因此,大多数压机在它们一旦到达目标年龄时都需要进行预防性的大修。

二.压缩机大修主要工作项

1.清洁长期积累在压缩机内部轴瓦、止推轴瓦、各个内表面及润滑油的通道上油垢。避免出现油垢逐渐增多,影响油的流量,并导致机组的润滑变差,避免出现轴瓦、轴磨损致使压缩机突然抱轴的严重事故。

2.检查压缩机内部的轴瓦定位螺丝、止推轴瓦、止推轴环的固定螺丝,避免因螺丝松动,导致高速轴、低速轴的窜动量加大,损坏止推轴瓦以及叶轮。

3.测量轴瓦与轴之间的间隙,避免因运行时间长间隙量增大影响压缩机的润滑。

更换轴承套件,更换老化或损坏的吸排气密封垫圈、压缩机的法兰密封垫圈,压缩机的轴封、油泵的密封垫圈。

三.数据中心冷机大修必要性分析

何时选择预防性维护,我们为此特别搜索相关信息。

Hartford Steam Boiler Inspection and Insurance Co. of Connecticut(HSB)康涅狄格州哈特佛德蒸汽锅炉检验和保险公司曾经发表过一篇文章《COMPRESSOR MAINTENANCE AND INSPECTION OVERVIEW》,文章中定义每5年或40000小时,先到为准,离心式压缩机需进行预防性大修。该公司是世界上最大的ASME授权检验机构并以其专业和优质的服务著称于这一领域,其理论得到业内广大制造商和客户的认可。

考虑到某数据中心1号楼制冷机组长时间运行工况与设计工况不符(原有设计出水温度10摄氏度,实际出水温度15~17摄氏度),并且前期长期低负载运行,造成机组喘振现象的多发。故建议在制冷机组大修时限到来之际尽快对其中一台进行压缩机拆机大修工作,以确认该设备内部状况。并且通过该设备大修结果,可以推算出剩余4台制冷机组的设备情况,为我们今后延长剩余设备大修时限提供依据。此方案也是考虑了厂家大修建议的综合结果。

另外,我们也通过其他渠道了解到的该地区使用同类型设备的用户大修频度年限约为5-6年。

综其所述,我们建议,本年度只针对已到大修年限的压缩机拆机大修。通过对该制冷机组大修结果,可以评估出剩余冷机的运行情况,为我们今后延长剩余设备大修时限提供依据。

四.维修方式对比

现场维修

返厂维修

零件采购周期

45天

0天

维修时长

15天

30-45天

场地/工具

现场空间狭小

工厂专用维修平台进行拆解维护,用专用工具进行检测装配。

安全

在生产环境下维修作业

压机拆离后,对机组吸排气口及各连接管路及线缆进行密封处理。大部分维修作业在工厂内完成。

测试

现场开机调试

在工厂大修后有专门平台做压缩机性能测试并提供测试报告。

综合以上对比,确定返厂维修。

五.现场安全教育

主要培训内容:腾讯现场人员管理办法、作业现场安全须知、危险作业许可证的办理及注意事项及安全施工管理协议等。在培训完成后与施工单位及人员签订培训记录、施工安全承诺书及施工安全协议。

六.压缩机大修全流程

冷媒回收

人力:2人4小时。

工具:抽氟机、R134a冷媒回收罐(400kg)3~4个、扳手。

工作内容:将冷机中冷媒回收至冷媒回收罐内并称重,评估冷媒损耗。

搭龙门架

人力:3人4小时。

工具:龙门架、枕木、扳手等。

工作内容:现场地面防护、设置维修隔离带,搭设龙门架。

电机母线及附属管路拆卸

人力:2人4小时。

工具:专用工具。

工作内容:冷机断电挂牌、将与电机相连的母线及附属管路拆除。

压缩机与涡壳分离并落地

人力:3人8小时

工具:吊架、倒链、手动葫芦、专用工具。

工作内容:将压缩机与涡壳分离并拆下落地,拆卸的零件分类存放,将机组所以接口进行密封并充注氮气保护。

压缩机运至工厂:

工厂内拆卸更换轴承

工作内容:压缩机拆解,更换轴承等,压缩机重新喷漆。

下图为高速轴承和止推轴承磨损情况、YK压缩机内部构造图。

压缩机运回安装

人力:3人两天。

工具:需使用地牛、吊架、倒链、手动葫芦、专用工具。

工作内容:压缩机运回卸车,安装。

现场油泵检修

人力:2人6小时。

工具:使用专用工具、清洗剂。

工作内容:解体油泵并进行清洗并检查内部零件。如有必要,则更换相应零件,同时清理油槽。更换冷冻油、干燥过滤器及油过滤器。

氮气打压及抽真空

人力:2人2天。

工具:使用检漏仪,氮气、真空泵等。

工作内容:机组整体试压及检漏,氮气打压至769.6kpaG,保压24小时之后压力为770.3kpaG,保压合格。

对机组进行抽真空,抽至真空度4.83mmHg,经24小时保真空度后,测试真空度为5.55mmHg,保真空度合格。

充注制冷剂并开机运行

充注之前回收的冷媒,调整机组运行参数设定,开机运行测试,冷机运行正常。

维修总结

本次压缩机大修,在拆卸过程中观察压缩机内部零部件,总结如下:

1.压缩机内部比较清洁,油泥和杂质不多。

2.压缩机高低速轴承均有不同程度磨损。

3.叶轮吸气口外圆有轻微磨损。

冷机压缩机维修完成后,我们根据冷机大修前后数据,计算出冷机COP,冷机压缩机大修后,运行效率有所提升。结果如下:

总 结

以上情况表明该机组压缩机轴瓦及叶轮的轻微磨损,均属于机组正常磨损,再加上维修后效率的提示,也证明了压缩机在规定年限进行预防性大修的必要性。

关于压缩机是否有必要进行预防性大修,行业内也没有检测工具和检测手段,我们也在不断结合冷机运行参数和大修结果,咨询厂家大修建议,总结我们的预防性大修时间,使大修的时间安排的更加合理。

原文发布于微信公众号 - 腾讯数据中心(Tencent_IDC)

原文发表时间:2017-08-12

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