單表對(duì)中法在合成氣壓縮機(jī)中的應(yīng)用

黃多志

(云南通威高純晶硅有限公司, 云南 保山 678000)

海南60萬(wàn)噸甲醇裝置的合成氣壓縮機(jī)，位號(hào)C-02001/02002；生產(chǎn)廠家為三菱重工業(yè)有限公司；驅(qū)動(dòng)采用蒸汽透平；二級(jí)離心式壓縮機(jī)分布在透平兩側(cè)，分為高壓HP和低壓LP，壓縮機(jī)型號(hào)分別為：5V-6B，5V-6。

機(jī)組是以布置在中間的透平作為基準(zhǔn)，通過(guò)調(diào)整兩側(cè)壓縮機(jī)前后支腿的墊片厚度來(lái)進(jìn)行對(duì)中工作。

蒸汽透平啟動(dòng)前后溫度變化大，導(dǎo)致機(jī)組的熱膨脹量很大。根據(jù)廠家提供的合成氣壓縮機(jī)冷態(tài)和熱態(tài)軸心線的變化示意圖得知，透平兩端軸心線在支腳處冷態(tài)和熱態(tài)時(shí)高度變化分別為0.246和0.159 mm，高壓端壓縮機(jī)運(yùn)行正常后的前后支腳處軸心線將提高0.05和0.06 mm, 低壓端壓縮機(jī)運(yùn)行正常后的前后支腳處軸心線將提高0.44和0.05 mm。

由此可見(jiàn)，要保證壓縮機(jī)組在熱態(tài)運(yùn)行時(shí)的同心度非常關(guān)鍵，也很不容易。熱態(tài)時(shí)機(jī)組的對(duì)中數(shù)值不便于檢測(cè)，但我們可以通過(guò)機(jī)組各支撐點(diǎn)正常運(yùn)行時(shí)的實(shí)際溫度來(lái)計(jì)算出其熱膨脹量變化。

單表對(duì)中法是壓縮機(jī)常用的一種方法，它是用一個(gè)千分表在聯(lián)軸器外徑上測(cè)量圓周變化讀數(shù)，通過(guò)繪制圖表法(相似三角形原理)快速得知壓縮機(jī)支腳的調(diào)整墊片厚度。

本文以合成氣壓縮機(jī)高壓端HP的單表對(duì)中過(guò)程為例進(jìn)行詳細(xì)講解。

1 單表對(duì)中測(cè)量

把單表法對(duì)中固定架安裝到B軸，然后把千分表按如圖1所示裝到聯(lián)軸器上。

圖1 安裝表架

轉(zhuǎn)動(dòng)B軸一圈，檢查A軸和千分表之間是否正常接觸，然后把表裝到軸頂端并調(diào)零。

緩慢第轉(zhuǎn)動(dòng)B軸，在每個(gè)90°上讀取數(shù)值。

然后轉(zhuǎn)動(dòng)A軸180°，保持A軸在這個(gè)位置上，轉(zhuǎn)動(dòng)B軸一次，檢查A軸與千分表之間是否正常接觸。然后把表裝到軸頂端并調(diào)零。緩慢第轉(zhuǎn)動(dòng)B軸，在每個(gè)90°上讀取數(shù)值。得到數(shù)據(jù)如圖2所示。

圖2 在A軸上

從B軸上拆下單表對(duì)中表架，并把它們裝到A軸上，把千分表打到B軸上。

進(jìn)行如上所述相同的檢查步驟，得到數(shù)據(jù)如圖3所示。

圖3 在B軸上

請(qǐng)注意，A軸在轉(zhuǎn)動(dòng)180°后的測(cè)量千分表讀數(shù)對(duì)校正聯(lián)軸器的跳動(dòng)值是非常重要的。

A軸與B軸的調(diào)準(zhǔn)后的對(duì)中數(shù)據(jù)則是圖2和圖3兩個(gè)圖在相同位置數(shù)據(jù)的算術(shù)平均值，最終數(shù)據(jù)如圖4所示。

圖4 調(diào)校后的數(shù)據(jù)

對(duì)中表架必須毫無(wú)偏差，以盡量降低測(cè)量誤差。即必須檢查對(duì)中表架的下?lián)隙仁欠癯瑯?biāo)？一般是把對(duì)中表架固定到車床夾具上，車床旋轉(zhuǎn)軸心固定一條金屬管，通過(guò)盤(pán)車檢查對(duì)中表架上的千分表在上下位置的數(shù)值變化，一般允許偏差范圍≤0.02 mm，否則需加固對(duì)中表架。

2 繪制調(diào)整坐標(biāo)圖

以縮小的比例在坐標(biāo)紙上畫(huà)出轉(zhuǎn)子、驅(qū)動(dòng)裝置支撐和從動(dòng)設(shè)備，如蒸汽透平、壓縮機(jī)等的位置，并在圖中標(biāo)出測(cè)量值。繪圖前只需測(cè)量三個(gè)數(shù)據(jù)：聯(lián)軸器長(zhǎng)度L=500 mm, HP壓縮機(jī)前支腳與聯(lián)軸器距離F1=313 mm，HP壓縮機(jī)前后支腳之間的距離F2=1650 mm。

首先，根據(jù)壓縮機(jī)廠家提供的對(duì)中技術(shù)要求圖5，在坐標(biāo)紙上繪制出設(shè)計(jì)理想軸心線。壓縮機(jī)軸心線在聯(lián)軸器A點(diǎn)處應(yīng)比透平軸心線低0.28/2=0.14 mm，壓縮機(jī)軸心線在聯(lián)軸器B點(diǎn)處應(yīng)比透平軸心線低0.10/2=0.05 mm，連接此兩點(diǎn)繪制1條紅色直線，標(biāo)記為設(shè)計(jì)軸心線。

圖5 機(jī)組要求的對(duì)中數(shù)據(jù)

其次，根據(jù)圖4繪制壓縮機(jī)實(shí)際位置軸心線。已知在A點(diǎn)處，壓縮機(jī)軸心線偏差為-0.64/2=-0.32 mm,負(fù)值表示壓縮機(jī)實(shí)際軸心在A點(diǎn)處比透平軸心線低；在B點(diǎn)處，壓縮機(jī)軸心線偏差為0.30/2=0.15 mm，正值表示壓縮機(jī)實(shí)際軸心在B點(diǎn)處比透平軸心線低。連接此兩點(diǎn)繪制1條綠色直線，標(biāo)記為實(shí)際位置線。

圖6 垂直方向的坐標(biāo)圖

設(shè)計(jì)軸心線和實(shí)際位置線在壓縮機(jī)支腳F1處和F2處的垂直距離，即為壓縮機(jī)在此需要增減墊片的厚度，實(shí)際線在設(shè)計(jì)線下為應(yīng)增加的墊片厚度，否則為應(yīng)減少的墊片厚度。

水平方向坐標(biāo)圖表法的繪制，和以上方法類似，上下標(biāo)記改為左右即可。設(shè)計(jì)理想軸心線為水平線，實(shí)際位置軸心線在A點(diǎn)偏差為-0.16/2=-0.08，軸心線偏右(壓縮機(jī)端看過(guò)來(lái))；在B點(diǎn)偏差為+0.04/2=+0.02，軸心線偏右。連接兩點(diǎn)為直線，該直線在壓縮機(jī)支撐F1和F2處與設(shè)計(jì)軸心線的水平距離即為需要調(diào)整的墊片厚度。

圖7 水平方向的坐標(biāo)圖

通過(guò)繪制的坐標(biāo)圖，能清晰地得知每個(gè)轉(zhuǎn)子之間的相對(duì)位置和各支腳處需要增減的墊片厚度。

3 結(jié) 論

單表對(duì)中法操作直觀、表架簡(jiǎn)單、調(diào)整時(shí)免于計(jì)算。此方法消除了轉(zhuǎn)子竄量對(duì)找正精度的影響，軸端距離越大，聯(lián)軸器直徑越小，計(jì)算越準(zhǔn)確，特別適合于長(zhǎng)聯(lián)軸節(jié)大型機(jī)組的對(duì)中。