離心空壓機(jī)組在大型化工型空分裝置中的應(yīng)用

楊文軍

摘 ?要：隨著近幾年我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度的不斷加快，我國(guó)全球能源的格局也出現(xiàn)了非常大的變化，隨著潔凈煤技術(shù)應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)大，化工空分裝置的應(yīng)用范圍也在不斷擴(kuò)大，作為空分裝置的核心設(shè)備，離心空壓機(jī)有著性能非常優(yōu)越，運(yùn)行效率非常高的特點(diǎn)。本文就離心空壓機(jī)組在大型化工型空分裝置中的應(yīng)用進(jìn)行研究，希望能夠在一定程度上提高我國(guó)化工行業(yè)的發(fā)展速度。

關(guān)鍵詞：空分裝置;離心空壓機(jī)組;蜂窩密封

隨著近幾年我國(guó)社會(huì)發(fā)展水平的不斷提升，全球能源的格局也出現(xiàn)了非常大改變，很多化工企業(yè)在進(jìn)行化工聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)投產(chǎn)的時(shí)候，經(jīng)常會(huì)采用潔凈煤技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)，這話情況在一定程度上擴(kuò)大了國(guó)內(nèi)外空分設(shè)備的應(yīng)用，提高了人們對(duì)空分設(shè)備的需求。相關(guān)人員在進(jìn)行離心空壓機(jī)組設(shè)計(jì)的過(guò)程中，要不斷提高其的可靠性，降低其在運(yùn)行過(guò)程中消耗的能源，對(duì)現(xiàn)有的生產(chǎn)規(guī)模進(jìn)行有效的整合，我國(guó)裝備制造業(yè)的發(fā)展水平才能得到提升。

1 三種離心空壓機(jī)介紹

以空氣為主要工作介質(zhì)的離心式壓縮機(jī)由蒸汽透平驅(qū)動(dòng)，大致有以下三類。

1.1 DMCL+2MCL+3BCL型

該機(jī)型是由沈陽(yáng)鼓風(fēng)機(jī)集團(tuán)設(shè)計(jì)制造的離心壓縮機(jī)組，采用雙層布置，外置中間冷卻器，單軸系三缸運(yùn)轉(zhuǎn)模式。其中低壓缸轉(zhuǎn)子首級(jí)為雙吸氣結(jié)構(gòu)，兩進(jìn)氣口條件完全相同，氣體在出口蝸殼混合后進(jìn)入中壓缸，殼體為水平剖分型，無(wú)葉擴(kuò)壓器，型號(hào)為DMCL型。中壓缸采用三級(jí)兩段壓縮的結(jié)構(gòu)，一、二段葉輪背靠背布置，第一級(jí)及二級(jí)排氣經(jīng)過(guò)中間冷卻器后進(jìn)入第三級(jí)葉輪，型號(hào)為2MCL型。蒸汽透平通過(guò)齒輪變速箱與高壓缸聯(lián)接，高壓缸為三段七級(jí)，一、三段為順排，一、三段與二段葉輪背靠背布置。垂直剖分的缸體結(jié)構(gòu)，隔板束通過(guò)拉桿螺栓組成可水平剖分的壓縮機(jī)內(nèi)缸，帶有兩個(gè)中間冷卻器和一個(gè)末級(jí)冷卻器。氣體經(jīng)兩段四級(jí)的壓縮和冷卻后，其中只有部分氣體進(jìn)入第三段壓縮達(dá)到出口壓力狀態(tài)，另一部分氣體則經(jīng)旁路抽出送往空分膨脹機(jī)增壓端。中低壓缸為焊接機(jī)殼，高壓缸為鍛造缸體。

1.2 RIK+RBZ型

該機(jī)型由陜西鼓風(fēng)機(jī)廠與MANTURBO公司（陜西鼓風(fēng)機(jī)（集團(tuán)）有限公司）合作制造，離心壓縮機(jī)為單軸系兩缸運(yùn)轉(zhuǎn)模式。壓縮機(jī)分為主風(fēng)機(jī)及增壓機(jī)兩部分，其中主風(fēng)機(jī)為等溫型離心壓縮機(jī)，內(nèi)置中間冷卻器，軸向進(jìn)氣，氣體入口處設(shè)置進(jìn)口導(dǎo)葉調(diào)節(jié)裝置。入口端止推及徑向軸承布置在進(jìn)口導(dǎo)葉前，轉(zhuǎn)子兩端支撐，四級(jí)三元流葉輪，前三級(jí)葉輪每級(jí)后均布置兩套氣體冷卻器管束，氣體由葉輪出口直接進(jìn)入中間冷卻器冷卻后再進(jìn)入下一級(jí)壓縮，設(shè)有轉(zhuǎn)子頂升裝置，型號(hào)為RIK型。

1.3 RIKT+RG型

該機(jī)型由MANTURBO公司制造。壓縮機(jī)分為主風(fēng)機(jī)及增壓機(jī)，主風(fēng)機(jī)為等溫型離心壓縮機(jī)，水平剖分機(jī)殼，內(nèi)置中間冷卻器，軸向進(jìn)氣，共四級(jí)葉輪。第一級(jí)葉輪為半開(kāi)式懸臂結(jié)構(gòu)，后三級(jí)為閉式三元流葉輪，止推及徑向組合軸承位于一、二級(jí)葉輪之間，設(shè)有轉(zhuǎn)子頂升裝置。增壓機(jī)為多軸齒輪增速型壓縮機(jī)，驅(qū)動(dòng)軸通過(guò)中間大齒輪軸（傳動(dòng)軸）和三根小齒輪軸聯(lián)動(dòng)來(lái)傳遞動(dòng)力，各級(jí)葉輪分配轉(zhuǎn)速輸出不同壓力，共五級(jí)壓縮，一級(jí)及三級(jí)葉輪通過(guò)入口導(dǎo)葉調(diào)節(jié)氣量，各軸端密封均為碳環(huán)密封，汽輪機(jī)與增壓機(jī)之間通過(guò)齒式聯(lián)軸器聯(lián)接，增壓機(jī)機(jī)殼設(shè)置加速度傳感器監(jiān)控殼體振動(dòng)。

2 特點(diǎn)分析

2.1 均采用高效三元流閉式或半開(kāi)式葉輪。隨著國(guó)內(nèi)加工焊接及熱處理技術(shù)不斷發(fā)展，三元流葉輪逐漸成為空壓機(jī)葉輪選型的基本要求。而且主風(fēng)機(jī)（或低壓缸）一級(jí)葉輪入口設(shè)置可調(diào)導(dǎo)葉，使氣流產(chǎn)生預(yù)旋，減少功率損耗，在保證恒定出口壓力的條件下，穩(wěn)定調(diào)節(jié)范圍擴(kuò)大;RG型多軸齒輪增速型壓縮機(jī)中各級(jí)葉輪直徑和轉(zhuǎn)速最佳分配，分別在最佳設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速下運(yùn)轉(zhuǎn)，保證了各級(jí)葉輪的高效率。

2.2 相關(guān)人員在進(jìn)行大型化工型空分裝置設(shè)置的過(guò)程中，要保證其能夠滿足人們對(duì)大額定流量的需求，并且在進(jìn)行裝置選取的過(guò)程中，還要避免其在選取的過(guò)程中出現(xiàn)選取一輪葉輪的直徑出現(xiàn)過(guò)大的情況。在進(jìn)行葉輪設(shè)計(jì)直徑選擇的過(guò)程中，相關(guān)人員要根據(jù)其的實(shí)際機(jī)型選擇合適的葉輪設(shè)計(jì)方式，這種方式能夠有效避免葉輪在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中出現(xiàn)雙吸結(jié)構(gòu)的情況。在進(jìn)行RIK/RIKT型空分裝置設(shè)置的過(guò)程中，相關(guān)人員可以采用懸臂式半開(kāi)式葉輪結(jié)構(gòu)的形式進(jìn)行設(shè)計(jì)。在進(jìn)行DMCL型空分裝置設(shè)置的過(guò)程中，相關(guān)人員要滿足其的壓背要求，對(duì)中低壓缸進(jìn)行有效的壓縮，保證四級(jí)葉輪做功的有效性。相關(guān)人員在進(jìn)行設(shè)備設(shè)計(jì)的過(guò)程中，要不斷增大其的壓力，并且在進(jìn)行壓力增大的過(guò)程中，相關(guān)人員還要對(duì)其壓縮機(jī)的級(jí)數(shù)進(jìn)行升高處理，提高其的運(yùn)轉(zhuǎn)速度，增大壓縮機(jī)的自身的應(yīng)力，設(shè)備的整體水平才能得到有效的提升。

相關(guān)人員在進(jìn)行大型空分裝置設(shè)備設(shè)計(jì)的過(guò)程中，可以采用低壓缸轉(zhuǎn)子葉輪的形式進(jìn)行設(shè)計(jì)，在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，相關(guān)人員可以采用雙吸的結(jié)構(gòu)，相關(guān)人員在進(jìn)行RIK/RIKT型設(shè)備設(shè)計(jì)的過(guò)程中，要保證其的背壓設(shè)計(jì)能夠滿足相關(guān)規(guī)定的要求，在對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中相關(guān)人員還要對(duì)其的葉輪進(jìn)行壓縮處理，增加大葉尖的應(yīng)力，提高其的速度，保證其在出口條件相同的情況下，設(shè)備的整體性能能夠有所提高。

2.3 相關(guān)人員在進(jìn)行壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，要根據(jù)其實(shí)際的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)對(duì)其進(jìn)行設(shè)備結(jié)構(gòu)的分布進(jìn)行優(yōu)化，在對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)布置設(shè)計(jì)的過(guò)程中，相關(guān)人員可以采用碳環(huán)密封、蜂窩密封等方式減少相關(guān)部件之間的縫隙，這種方式不僅能夠有效提高其的施工效率，還能降低其在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的泄漏現(xiàn)象，在進(jìn)行RIK型壓縮機(jī)制作的過(guò)程中，相關(guān)人員可以采用玻璃絲和環(huán)氧樹(shù)脂的方式進(jìn)行制作，相關(guān)人員在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，要設(shè)計(jì)一個(gè)密封的環(huán)槽，提高其運(yùn)行的質(zhì)量。

相關(guān)人員在對(duì)壓縮機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，要減少其在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的交叉耦合力，其在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的不穩(wěn)定現(xiàn)象才能得到有效的減少，在進(jìn)行3BCL型壓縮機(jī)制作的過(guò)程中，相關(guān)人員采用的一般主要是蜂窩密封的方式進(jìn)行設(shè)計(jì)，這種設(shè)計(jì)方式能夠有效降低其的切向速度。相關(guān)人員在進(jìn)行RG型壓縮機(jī)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，要提高壓縮機(jī)本身的阻尼性，增加壓縮機(jī)本身的系統(tǒng)阻尼，其在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的氮?dú)飧綦x低壓差才能得到有效的降低。

3 總結(jié)

綜上所述，隨著近幾年我國(guó)空分設(shè)備發(fā)展水平的不斷提升，人們對(duì)化工空分設(shè)備的要求也在不斷提升，因此相關(guān)人員要結(jié)合國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的經(jīng)驗(yàn)和理論對(duì)其進(jìn)行創(chuàng)新，降低其的制造成本，提高其運(yùn)行的效率，我國(guó)裝備制造行業(yè)的發(fā)展速度才能得到提升。相關(guān)人員在進(jìn)行大型化工空分裝置設(shè)置的過(guò)程中，要加大對(duì)設(shè)備性能的重視，采用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)對(duì)其進(jìn)行完善，其在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題的概率才能得到降低。

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