盧萬(wàn)里 楚明哲

(河南煤業(yè)化工集團(tuán)中原大化公司，河南 濮陽(yáng) 457000)

1.機(jī)組概況

02空氣壓縮機(jī)組是為空分裝置提供壓力空氣的動(dòng)力設(shè)備，同時(shí)為整個(gè)煤化工裝置提供儀表空氣及工廠風(fēng)，是一種多級(jí)離心式壓縮機(jī)，型號(hào)為DMCL1204+2MCL1203+3BCL527由沈鼓制造，主要有定子(機(jī)殼、隔板、密封、平衡盤(pán)密封、軸端密封)、轉(zhuǎn)子(軸、葉輪、隔套、平衡盤(pán)、軸套、半聯(lián)軸器等)及支撐軸承、推力軸承等組成。此壓縮機(jī)組由空氣壓縮機(jī)和增壓機(jī)組成，由汽輪機(jī)拖動(dòng)。汽輪機(jī)為雙出軸，一端直接帶動(dòng)空壓機(jī)，另一端通過(guò)增速箱增速后拖動(dòng)增壓機(jī)?？諌簷C(jī)分低、中壓缸，機(jī)殼為水平剖分式結(jié)構(gòu)，增壓機(jī)機(jī)殼為垂直剖分結(jié)構(gòu)，變速機(jī)有DVID BROWN制造。驅(qū)動(dòng)機(jī)為凝汽式汽輪機(jī)，型號(hào)為HNKS50/80，由杭州汽輪機(jī)廠制造。

空氣壓縮機(jī)級(jí)間密封、口圈密封為迷宮密封，軸端拉別令密封、油密封等材質(zhì)均為ZL104;增壓機(jī)級(jí)間密封、口圈密封為迷宮密封段間為蜂窩密封、軸端拉別令密封等材質(zhì)均為L(zhǎng)D10，油密封材質(zhì)ZL102。變速機(jī)齒形為漸開(kāi)線雙斜齒，高速軸軸承為五塊可傾瓦軸承。整個(gè)機(jī)組公用一個(gè)油系統(tǒng)，有潤(rùn)滑油泵提供潤(rùn)滑油及控制油。

2.裝置存在問(wèn)題及改造內(nèi)容

2.1 裝置存在問(wèn)題

機(jī)組在生產(chǎn)運(yùn)行中存在以下問(wèn)題:

增壓機(jī)出口流量與出口壓力不足;02空氣壓縮機(jī)組運(yùn)行時(shí)，由于葉輪口環(huán)密封串氣致使增壓機(jī)出口空氣量、壓力不足，無(wú)法滿足空分裝置高負(fù)荷生產(chǎn)的需要，嚴(yán)重制約著煤化工裝置的高負(fù)荷生產(chǎn);

機(jī)組齒輪箱高速軸振動(dòng)大;且機(jī)組加負(fù)荷時(shí)振動(dòng)值大幅提高，影響機(jī)組負(fù)荷的提高，以往生產(chǎn)中，多次檢修齒輪箱，更換新軸承后，機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)不足一月，齒輪箱就出現(xiàn)高速軸振動(dòng)在接近跳車值附近波動(dòng)，即影響正常的生產(chǎn)又浪費(fèi)了高昂的檢修費(fèi)用(高速軸軸瓦每套16萬(wàn)余元，一次更換兩套32萬(wàn)余元);

機(jī)組各軸承箱密封面漏油;機(jī)組運(yùn)行時(shí)，各缸體軸承箱及聯(lián)軸器等密封面處泄漏嚴(yán)重，且隨著機(jī)組運(yùn)行時(shí)間的延長(zhǎng)泄漏量逐步惡化，(最大時(shí)初步統(tǒng)計(jì)計(jì)算，一天約泄漏潤(rùn)滑油200L/桶)，致使生產(chǎn)中環(huán)保、安全壓力較大。

針對(duì)以上問(wèn)題，我們擬對(duì)02空氣壓縮機(jī)組從內(nèi)部部件結(jié)構(gòu)、油系統(tǒng)運(yùn)行與環(huán)境等方面進(jìn)行技術(shù)改造，以消除機(jī)組運(yùn)行存在的問(wèn)題，滿足煤化工裝置高負(fù)荷、安全、經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)的需要。

2.2 改造思路及創(chuàng)新

經(jīng)多次討論，結(jié)合設(shè)備日常運(yùn)行情況及機(jī)組中小修情況，翻閱了大量的有關(guān)壓縮機(jī)的技術(shù)資料，針對(duì)機(jī)組存在的生產(chǎn)問(wèn)題，從以下幾個(gè)方面對(duì)機(jī)組進(jìn)行改造:

采用一種新材料，利用材料的熱膨脹來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)組正常生產(chǎn)時(shí)減小各級(jí)口環(huán)的間隙，從而達(dá)到增大出口壓力的目的。

通過(guò)對(duì)齒輪箱進(jìn)行檢查，從軸承進(jìn)油、油膜工作情況及轉(zhuǎn)子自身影響等方面著手，來(lái)保證機(jī)組高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)軸承油膜良好的形成，減少轉(zhuǎn)子自身對(duì)振動(dòng)的影響。

采取措施，減少油系統(tǒng)油煙的聚集，使各缸體軸承箱處于微負(fù)壓狀態(tài)，回油更加通暢。

總體思路:

1)將增壓機(jī)各級(jí)的口環(huán)密封更換為有新型材料加工制作的PEEK密封，通過(guò)新材料在高溫下膨脹量的增大來(lái)減小口環(huán)密封間隙，實(shí)現(xiàn)增大出口壓力的目的。此種方案既能確保機(jī)組冷態(tài)時(shí)安裝口環(huán)密封的方便又能保證運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)增大出口壓力。

2)對(duì)齒輪箱進(jìn)行大修，刮研高速軸各瓦塊，增大軸瓦的受力面，另外將軸瓦的進(jìn)油孔擴(kuò)大，增強(qiáng)軸承供油量，確保高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)油膜的穩(wěn)定;此外對(duì)齒輪箱高速軸進(jìn)行動(dòng)平衡校核，盡量使高速軸的殘余不平衡量降低到最少，消弱轉(zhuǎn)子自身不平衡因素對(duì)振動(dòng)的影響。

3)在機(jī)組油箱上原有油煙風(fēng)機(jī)處另增加一臺(tái)同樣功率的排油煙風(fēng)機(jī)，保證機(jī)組各軸承箱處于微負(fù)壓狀態(tài)，改善機(jī)組潤(rùn)滑油系統(tǒng)回油環(huán)境，徹底消除機(jī)組油系統(tǒng)漏油。

2.2 改造前后機(jī)組運(yùn)行對(duì)比

2.2.1 改造前后增壓機(jī)最終出口壓力PI02161與空壓機(jī)透平蒸汽消耗量對(duì)比(機(jī)組同樣轉(zhuǎn)速下)見(jiàn)下表:

?

改造前機(jī)組運(yùn)行圖面(2010年9月9日22:56)下圖:

改造前透平蒸汽消耗運(yùn)行圖面(2010年9月9日22:00)下圖:

改造后機(jī)組運(yùn)行圖面(2012年6月13日17:20)下圖:

改造前透平蒸汽消耗運(yùn)行圖面(2012年6月13日17:00)下圖:

2.2.2 改造前后齒輪箱高速軸振動(dòng)V0215A/B趨勢(shì)圖

2010年8月31日至9月10日V0215A/B振動(dòng)值趨勢(shì)。下圖:

2012年9月25日至10月12日V0215A/B振動(dòng)值趨勢(shì)。下圖:

2.2.3 改造前后機(jī)組漏油情況

改造前，機(jī)組各缸體聯(lián)軸節(jié)多出密封點(diǎn)放置接油盒，每天大約接油200L。(下圖為改造前齒輪箱東側(cè)漏油情況)

改造后，機(jī)組各漏油點(diǎn)得到了消除。

2.3 改造后的效果

2012年9月，全部改造實(shí)施完成后，02空氣壓縮機(jī)組實(shí)現(xiàn)了空分裝置高負(fù)荷生產(chǎn)的需要，齒輪箱振動(dòng)得到了有效控制，機(jī)組油系統(tǒng)漏油得到根本消除，機(jī)組現(xiàn)場(chǎng)衛(wèi)生耳目一新，消弱了環(huán)保安全壓力。

3.效益分析(效益計(jì)算及說(shuō)明)

技改投入:

投入的設(shè)備費(fèi)(風(fēng)機(jī)一臺(tái))2000元，材料費(fèi)(PEEK密封一套35000元，不銹鋼管材4000元)39000元;

投入的檢驗(yàn)費(fèi)6000元;

投入的人工費(fèi)30000元。

共計(jì)各項(xiàng)費(fèi)用約7.7萬(wàn)元。

3.2 經(jīng)濟(jì)效益估算:

3.2.1 增壓機(jī)各級(jí)口環(huán)更換了PEEK密封后，壓縮機(jī)出口壓力得到了提高，機(jī)組節(jié)約蒸汽10T/H，全年運(yùn)行300天，蒸汽180元/T。

3.2.2 每年節(jié)約用油=每天節(jié)約數(shù)(200L/桶)×油價(jià)格(桶/元)×生產(chǎn)天數(shù)(天/年)=1桶×5000元×300 天/年 =150 萬(wàn)/年

3.2.3 每年可節(jié)約的備件檢修費(fèi)用

改造前，由于機(jī)組齒輪箱的振動(dòng)，約每月對(duì)機(jī)組齒輪箱大修一次，需用備件費(fèi)用32萬(wàn)，人工費(fèi)3000元，每次費(fèi)用約32.3萬(wàn)元，按一年檢修5次計(jì)算，一年可節(jié)約檢修費(fèi)用161.5萬(wàn)元。

綜上分析一年可節(jié)約直接費(fèi)用1607.5萬(wàn)元。