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        PTA空壓機(jī)組膨脹機(jī)新背板的現(xiàn)場(chǎng)組裝工藝

        2012-02-20 08:49:28潘宇昌
        裝備制造技術(shù) 2012年5期
        關(guān)鍵詞:背板內(nèi)孔葉輪

        潘宇昌

        (南京揚(yáng)子檢維修有限責(zé)任公司,江蘇 南京 210048)

        揚(yáng)子石化PTA三裝置空壓機(jī)組2006年投入運(yùn)行,其中膨脹機(jī)回收裝置中的高溫高壓氧化尾氣膨脹做功,為壓縮機(jī)提供部分能量。膨脹機(jī)在2008年大修中發(fā)現(xiàn)背板變形嚴(yán)重,且投入運(yùn)行后氣封泄露嚴(yán)重采取了更換新氣封、背板機(jī)加修復(fù)等措施,但都未能根本解決問(wèn)題。2010年大修中予以更換新型結(jié)構(gòu)背板,徹底解決了背板變形、氣封泄漏問(wèn)題。

        1 設(shè)備運(yùn)行、檢修概況

        PTA三裝置空壓機(jī)組膨脹機(jī)屬三段齒輪式結(jié)構(gòu),反應(yīng)尾氣依次在三級(jí)渦殼中膨脹作功,帶動(dòng)渦殼中的葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)。1、2級(jí)葉輪共用一小齒輪軸,3級(jí)單獨(dú)使用一小齒輪軸,兩小齒輪軸同時(shí)帶動(dòng)大齒輪輸出軸作功率輸出。該設(shè)備自運(yùn)行以來(lái),氣封一直存在泄漏,同時(shí)在2008年檢修中發(fā)現(xiàn)背板已變形。從檢修角度分析可知:該背板作為氣封安裝的定位基準(zhǔn),背板變形必然導(dǎo)致氣封間隙分配不均,進(jìn)而引起密封氣泄漏;而背板變形則是因?yàn)楦邷匚矚馀蛎涀鞴r(shí),渦殼、背板均受熱膨脹,但兩部件由于外形尺寸的較大差異,膨脹量各自不同,產(chǎn)生脹差。該背板與渦殼使用了止口定位形式,即這兩相連構(gòu)件間存在相互限制、約束,因此兩者間脹差導(dǎo)致金屬內(nèi)部產(chǎn)生熱應(yīng)力[1]。機(jī)組反復(fù)啟動(dòng)、停機(jī)形成的交變熱應(yīng)力,導(dǎo)致了部件的塑性變形。

        2 新背板結(jié)構(gòu)及組裝難點(diǎn)分析

        2.1 新背板結(jié)構(gòu)

        針對(duì)以上問(wèn)題,在2010年大修中,更換了新型結(jié)構(gòu)的背板,重點(diǎn)將背板與渦殼的定位方式由之前止口定位更改為了滑銷(xiāo)定位。該四件徑向滑銷(xiāo)在保證渦殼與背板周向定位的同時(shí),并不限制背板與渦殼在直徑方向上的相對(duì)滑動(dòng),即允許兩部件受熱后產(chǎn)生相對(duì)漲差。

        另背板通過(guò)滑銷(xiāo)系統(tǒng)定位安裝在齒輪箱體上,背板背部各有橫銷(xiāo)及縱銷(xiāo),保證背板的膨脹收縮。

        2.2 組裝技術(shù)難點(diǎn)

        如前所述,舊背板由于熱應(yīng)力產(chǎn)生變形,進(jìn)而導(dǎo)致背板滑銷(xiāo)長(zhǎng)期受剪切力、擠壓力的作用,造成滑銷(xiāo)及齒輪箱體上的滑槽變形損壞。因此新背板組裝必須先重新找出其定位基準(zhǔn),以便在齒輪箱體上加工制作新的定位滑槽。

        新背板作為單獨(dú)改造的部件,需要在現(xiàn)場(chǎng)找出它與各相關(guān)部件的定位基準(zhǔn)進(jìn)行調(diào)試組裝,這屬于設(shè)備制造的繼續(xù)。具體到組裝的過(guò)程控制,常規(guī)檢修中無(wú)需拆裝的背板,在廠家技術(shù)手冊(cè)中缺乏相應(yīng)的組裝數(shù)據(jù)要求,這正是此次新背板組裝的技術(shù)難點(diǎn)。

        3 組裝技術(shù)要求

        3.1 膨脹機(jī)氣封間隙標(biāo)準(zhǔn)

        膨脹機(jī)氣封座安裝至背板內(nèi)孔中,因此氣封與軸頸的配合間隙需通過(guò)背板的徑向位置調(diào)整來(lái)保證。間隙標(biāo)準(zhǔn)參見(jiàn)表1。

        表1 氣封間隙標(biāo)準(zhǔn)

        3.2 膨脹機(jī)渦殼葉輪配合間隙標(biāo)準(zhǔn)

        膨脹機(jī)渦殼通過(guò)背板安裝至齒輪箱體,因此渦殼與軸系葉輪的配合間隙需通過(guò)背板的軸向位置調(diào)整來(lái)保證。間隙標(biāo)準(zhǔn)參見(jiàn)表2。

        表2 渦殼葉輪配合間隙標(biāo)準(zhǔn)

        4 現(xiàn)場(chǎng)組裝方案

        4.1 背板徑向位置調(diào)整,控制氣封間隙

        在現(xiàn)場(chǎng)制定了兩個(gè)方案,方案1:制作假軸,軸頭架表,頂絲動(dòng)態(tài)調(diào)整背板位置。此方案雖然能作到動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)內(nèi)孔間隙,易控制背板與軸的對(duì)中度,但對(duì)制作的假軸精度要求高,同時(shí)檢修工期長(zhǎng),故決定采取方案2。方案2:拆卸氣封座的情況下,用內(nèi)徑千分尺測(cè)量軸與配合面距離,計(jì)算各方向調(diào)整量,反復(fù)調(diào)整。具體調(diào)整步驟如下:

        ﹙1﹚測(cè)量新背板與氣封座原始配合間隙,參考?xì)夥庾试S偏差,計(jì)算得出氣封間隙可能的最大超標(biāo)量。背板內(nèi)孔與氣封座沿軸向共有三道配合面,對(duì)各內(nèi)孔內(nèi)徑及氣封座外徑尺寸分別測(cè)量計(jì)算出其中最小配合間隙為0.09 mm。

        而尾透說(shuō)明書(shū)對(duì)此道氣封的間隙要求為:上:0.85 mm~0.95 mm;下:0.05 mm~0.15 mm;左:0.48 mm~0.52 mm;右:0.48 mm~0.52 mm;

        可見(jiàn)0.09 mm相對(duì)與氣封可能的最小間隙0.90 mm,是可以容忍的,不足以引起氣封磨損。

        ﹙2﹚氣封座拆除下線的情況下,背板首次安裝上線,以軸為基準(zhǔn)粗調(diào)中心后,使用內(nèi)徑千分尺寸量取背板內(nèi)孔配合面與軸的距離,取圓周方向共四點(diǎn)位置。

        ﹙3﹚高低方向以測(cè)量所得距離計(jì)算出托架下所需調(diào)整墊片的厚度。調(diào)整過(guò)墊片后再行復(fù)核,反復(fù)調(diào)整。

        ﹙4﹚以背板粗調(diào)中心測(cè)得的橫向配合面距離,計(jì)算出所需調(diào)整量。架表監(jiān)控,用頂絲將背板橫向調(diào)整到對(duì)中位置。

        ﹙5﹚待背板內(nèi)孔與軸系完全對(duì)中后,側(cè)面架兩塊百分表監(jiān)控,保證背板在下一步驟的軸向位置調(diào)整過(guò)程中無(wú)橫向位移。

        ﹙6﹚最終背板組裝到位后,測(cè)量所得氣封間隙均在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。

        4.2 背板軸向位置調(diào)整,控制葉輪與渦殼軸向間隙

        渦殼與葉輪軸向間隙在現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)塞尺直接測(cè)量無(wú)作業(yè)空間,且多點(diǎn)測(cè)量數(shù)據(jù)欠缺精度。對(duì)設(shè)備結(jié)構(gòu)仔細(xì)分析后我們制定了推軸法測(cè)量,具體步驟如下:

        ﹙1﹚臨時(shí)安裝渦殼,以葉輪為基準(zhǔn),調(diào)整葉輪與渦殼對(duì)中度達(dá)到要求后,緊固渦殼與背板連接螺栓。

        ﹙2﹚參見(jiàn)圖1在安裝止推軸承的情況下,使用液壓頂將軸推至渦殼側(cè)。測(cè)量此時(shí)齒輪端面與齒輪箱殼體間隙X=105.42 mm。

        圖1 1、2級(jí)軸系葉輪—渦殼間隙測(cè)量方法示意圖

        ﹙3﹚拆卸止推軸承,使用液壓頂將軸推至少葉輪與渦殼接觸為止。測(cè)量此時(shí)齒輪端面與齒輪箱殼體間隙X′=103.17 mm。

        ﹙4﹚計(jì)算如下,渦殼與葉輪間隙為:X-X'=105.42 mm-103.67 mm=1.75 mm而要求為2.80 mm~2.90 mm:可知渦殼與背板需要整體向前推進(jìn)1.05 mm~1.15 mm。

        ﹙5﹚在背板背后兩端架百分表,保證背板平行前移動(dòng)。使用液壓頂將背板整體推進(jìn)1.10 mm,同時(shí)監(jiān)控在調(diào)整背板軸向位置時(shí)無(wú)橫向偏移。

        ﹙6﹚最終背板組裝到位,測(cè)量渦殼與葉輪軸向間隙,均在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。

        5 結(jié)論

        此次背板改造的重點(diǎn)在于將背板與渦殼原先的止口定位更改為滑銷(xiāo)定位,有效的解決了由于漲差引起的背板變形問(wèn)題。調(diào)試組裝過(guò)程中新背板的重新定位是難點(diǎn)所在,我們通過(guò)逆向思維,以控制最終的氣封間隙及渦殼間隙為手段,調(diào)整出背板的正確位置。通過(guò)此次改造、檢修,氣封泄漏、背板變形問(wèn)題得到解決,機(jī)組得以穩(wěn)定運(yùn)行,確保了裝置的長(zhǎng)周期、高負(fù)荷生產(chǎn)。

        [1]任曉善.化工機(jī)械維修手冊(cè)中卷.[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2004,52-56.

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