1、概述： 5#制氧机的制氩工艺为有氢制氩。从粗氩塔生产的粗氩需在氩纯化间内加入氢气，通过催化剂的作用脱除其中的氧杂质，反应后生成的游离态水经过冷凝、干燥脱除反应水，以达到纯化作用。在氩纯化间内安装有两台YH-11/3.2型水环式氩压缩机，1996年投入使用，主要用于压缩粗氩气体。 该机是一种双级水环式回转气体压缩机，压缩机的叶轮与气缸呈偏心配置，缸内注有适量的水。当叶轮快速旋转时，工作水被搅动，并被叶轮抛向四周，受离心力的作用，在气缸内壁形成一个迅速旋转的水环，该水环为与机腔形状近似于等厚的封闭圆环。在水环内表面与叶轮毂轮表面以及侧面之间构成一个月牙形空腔，此空腔被叶轮分为与叶片数目相等的若干互不相同、容积不等的小空腔。通过单元容积逐渐增大，转为逐渐减小。气体从吸入腔吸入，随着叶轮旋转角度变化，单位容积变小，气体压力得到提高，从排出腔排出进入下一级继续压缩。从二级排出粗氩与氢气混合气体经水分离器脱水，进入反应炉内除氧。 该机设计排气量667m3/h，正常工作时粗氩量在450m3/h左右。因此投入运行后，运行稳定，能够满足工艺技术要求。但是自2002年底开始，压缩机排气量大大降低，出口压力也有所降低，通过调整回流阀压力能满足要求。排气量最低降至300m3/h，造成大量粗氩气放空。而且机组振动响声大，尤其是Ⅰ级，极易造成周曾和联轴器的损坏，影响该设备的安全稳定运行。
2、原因分析： 我们对水环机进行解体，逐件进行了检查。转子叶轮组件表面有轻微的磨损，叶轮两侧端板端面有较深的磨损痕迹，Ⅰ级端板磨损程度约为2.0~2.5mm，Ⅱ级端板磨损较轻，约为1.5~2.0mm，均超过规定值5~8倍（规程规定叶轮与端板间隙值为0.30~0.35mm）。 Ⅰ级叶轮与轴之间配合松动；检查发现，Ⅰ级叶轮（叶轮材质为铸造黄铜）内孔磨损严重；Ⅱ级叶轮基本完好。将转子上车床检查叶轮端面跳动，Ⅰ级叶轮变形，端面跳动量在0.35~0.40mm，超过规程规定值（不超过0.10mm）。
2.1 间隙变化是造成排气量下降的原因 由于水环式压缩机是用水在机体内形成水环，完成能量的转换以形成压力，水随着叶轮旋转而旋转，气腔容积做周期性变化来进行吸气和排气。气腔大小是随叶轮位置的变化而变化，在气腔扩大过程中，形成真空，气体从吸入腔吸入，在缩小的过程中，气体收到压缩，经排出腔排出。因此，在压缩过程中，叶轮与端板之间的间隙值的大小很重要，如间隙过大，会造成漏水窜气现象，导致压缩机排气量下降。通过实际检查，叶轮与端板间隙值大大超标，因此我们认为端板磨损导致间隙加大是造成压缩机排气量大大降低的主要原因。
2.2 水环机振动响声大的原因 Ⅰ级叶轮内孔磨损严重，叶轮与轴之间松动，油气在高速旋转的情况下振动特别明显，这是造成水环机响声大的主要原因。另外，Ⅰ级叶轮由于材质、结构上的原因，变形严重，叶轮端面跳动值大大超标，容易造成转子不平衡加剧，这也是造成响声大的原因之一。 另外，水质问题也是排气量下降的原因之一。由于邯郸地区水质硬度较高，极易结垢，从而造成工作腔容积减少。为此我厂已将所有用水改为经过处理的软水。
3 解决方法：
（1）对Ⅰ级叶轮车削端面，使其端面跳动量≤0.10mm，达到规程规定的技术要求。针对Ⅰ级叶轮内孔磨损，由于没有备件，我们对其进行修复。将叶轮内孔尺寸车削加大，根据最终尺寸，制作一轴套，将轴套镶在叶轮内孔，在轴套内孔上加工出键槽，用键与转子轴连接，并保证一定过盈量。解决了叶轮松动问题。
（2）为保证叶轮与端板之间的间隙满足规程规定的要求，机壳的轴向尺寸要相应缩小。因此，我们对Ⅰ级、Ⅱ级叶轮和相邻端板尺寸进行测绘，按照间隙值=0.30~0.35mm技术要求，对端板车削加工。由于轴向尺寸减少，因此同时对Ⅰ、Ⅱ级中间定位轴套按要求也相应车短，以保证两个叶轮的同步，有利于叶轮居中的调整。通过采取上述措施，保证了叶轮与端板间隙符合装配图纸的技术要求。
4 总结 从以上分析可以看出，水环式压缩机叶轮与两侧端板间隙大小直接影响排气量的大小。采取上述方法，我们与2003年下半年先后对两台水环式压缩机进行修复，其中一台已使用6个月，效果良好，排气量和出口压力均能满足工艺技术要求。
