劉琳琳++王智勇++高飛

摘 要：開發(fā)研制的排放氣迷宮壓縮機(jī)，滿足聚乙烯工藝裝置的要求，效率達(dá)到進(jìn)口壓縮機(jī)水平，填補(bǔ)國內(nèi)空白，實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化。本項(xiàng)目的完成，推進(jìn)了大型迷宮壓縮機(jī)國產(chǎn)化的進(jìn)程，實(shí)現(xiàn)了利用企業(yè)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，設(shè)計(jì)制造出國內(nèi)先進(jìn)的大型尾氣回收迷宮壓縮機(jī)的目標(biāo)，縮小了與國外先進(jìn)技術(shù)水平的差距。并且可以滿足國內(nèi)煤炭深加工市場日益增長的需求。

關(guān)鍵詞：排放氣迷宮壓縮機(jī)；聚乙烯裝置；結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；填補(bǔ)國內(nèi)空白、國產(chǎn)化

中圖分類號(hào)：TQ325.12 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2017）01-0089-01

聚乙烯（簡稱：PE）是由乙烯聚合而成的聚合物，產(chǎn)品發(fā)展至今已有60年左右歷史，聚乙烯裝置排放氣中含有乙烯、乙烷、甲烷、氮?dú)饧爱愇焱榈?，考慮到防止壓縮介質(zhì)泄露造成對(duì)環(huán)境的污染和工藝介質(zhì)的損失，本壓縮機(jī)設(shè)計(jì)了全新的結(jié)構(gòu)。此項(xiàng)攻關(guān)項(xiàng)目的完成，對(duì)實(shí)現(xiàn)國內(nèi)重大裝備技術(shù)的國產(chǎn)化，滿足國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需要，促進(jìn)裝備制造業(yè)的技術(shù)進(jìn)步，提升企業(yè)技術(shù)水平、創(chuàng)新能力均具有重大意義。

1 主要目標(biāo)

成功研制的排放氣迷宮壓縮機(jī)，整機(jī)使用壽命大于等于20年；主要易損件氣閥壽命達(dá)到8000小時(shí)以上；主軸瓦、連桿大頭瓦及小頭軸套壽命達(dá)到24000小時(shí)以上；曲軸機(jī)械密封壽命達(dá)到24000小時(shí)以上；機(jī)組噪聲≤85dB（A）；機(jī)組振動(dòng)≤4.5mm/s（JB/T8541 B級(jí)（良）標(biāo)準(zhǔn)）；效率達(dá)到進(jìn)口壓縮機(jī)水平，穩(wěn)定性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性與進(jìn)口機(jī)組相同，填補(bǔ)國內(nèi)空白，實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化。

2 主要研究內(nèi)容

（1）臂活塞與氣缸間隙的最小化控制技術(shù)；（2）多列活塞與機(jī)身的多自由度振動(dòng)耦合規(guī)律研究；（3）保證活塞應(yīng)用精準(zhǔn)對(duì)中的高端工藝技術(shù)；（4）迷宮填料漏氣回收反吹系統(tǒng)的試驗(yàn)研究；（5）高可靠性的排放氣迷宮壓縮機(jī)產(chǎn)品研制；（6）排放氣迷宮壓縮機(jī)系列化設(shè)計(jì)方法及質(zhì)量保證體系；（7）立式迷宮壓縮機(jī)管道脈動(dòng)及振動(dòng)模擬分析。

3 研究方法和技術(shù)手段

3.1 密閉式承壓機(jī)身、曲軸組件設(shè)計(jì)

考慮到防止壓縮介質(zhì)泄露造成對(duì)環(huán)境的污染和工藝介質(zhì)的損失，我們將壓縮機(jī)設(shè)計(jì)成全封閉、零泄露結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)的難點(diǎn)：在設(shè)計(jì)上，需考慮壓縮機(jī)的機(jī)身需承受一定的壓力，并要具有良好的密封效果；在機(jī)械加工上，由于零件體積、重量較大，需要專門的大型機(jī)床來保證機(jī)械加工的尺寸精度和行為公差；且零件的強(qiáng)度試驗(yàn)、氣密實(shí)驗(yàn)等都需要采用特殊的設(shè)備和方法來保證。采用有限元分析設(shè)計(jì)，滿足承壓機(jī)身的強(qiáng)度、剛度和氣密性要求；曲軸軸伸端采用雙端面機(jī)械密封結(jié)構(gòu)，保證機(jī)組全封閉，避免工藝介質(zhì)外泄漏，大幅度提高機(jī)組運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性及可靠性。十字頭滑道通油冷卻，有效降低摩擦表面的溫升。

3.2 采用本公司研制的導(dǎo)向軸承專利技術(shù)

為減少活塞桿運(yùn)動(dòng)時(shí)的擺動(dòng)量，采用新結(jié)構(gòu)導(dǎo)向軸承專利技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了活塞桿往復(fù)運(yùn)行時(shí)精確對(duì)中和導(dǎo)向。導(dǎo)向軸承上方設(shè)置刮油環(huán)，避免潤滑油向上竄流，保證氣體潔凈。

3.3 應(yīng)用本公司迷宮專利技術(shù)設(shè)計(jì)迷宮環(huán)槽密封形式

活塞與氣缸、活塞桿填料函均采用本公司專利技術(shù)即無接觸密封原理和結(jié)構(gòu)。此密封結(jié)構(gòu)具有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）不需要設(shè)置活塞環(huán)、支撐環(huán)，大大降低成本、減少維修環(huán)節(jié)；（2）由于活塞與氣缸不接觸，可防止摩擦粉末對(duì)介質(zhì)的污染，并能做到壓縮機(jī)介質(zhì)絕對(duì)潔凈；（3）無接觸的結(jié)構(gòu)也大大減少活塞與氣缸之間的摩擦熱，節(jié)省冷卻水耗量；（4）壓縮密封空間存金屬結(jié)構(gòu)，適用復(fù)雜介質(zhì)、高低溫介質(zhì)、防污染介質(zhì)等，其適應(yīng)能力范圍強(qiáng)。

3.4 填料設(shè)置漏氣回收和隔離腔充氮系統(tǒng)

填料由若干組迷宮環(huán)組成，將密封環(huán)分成高壓側(cè)和低壓側(cè)兩部分，其間設(shè)漏氣引出點(diǎn)，通過導(dǎo)管引回壓縮機(jī)一級(jí)入口分離罐，引出點(diǎn)以外的低壓側(cè)根據(jù)較低的進(jìn)氣壓力設(shè)置少量的密封環(huán)來密封即可。當(dāng)泄漏量增大時(shí)，介質(zhì)通過導(dǎo)管回流到一級(jí)，低壓側(cè)密封環(huán)的環(huán)境不會(huì)受到影響，大大提高了填料密封的可靠性。微量泄漏到隔離室中的氣體壓力也不會(huì)超過一級(jí)進(jìn)氣壓力，這樣整個(gè)機(jī)組實(shí)現(xiàn)了對(duì)外界環(huán)境的零泄漏，確保環(huán)境不受污染及工藝介質(zhì)不會(huì)受到損失。

3.5 采用氣閥卸荷器，實(shí)現(xiàn)四擋氣量調(diào)節(jié)

通過氣動(dòng)卸荷器開關(guān)控制，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制閥門達(dá)到流量的定量調(diào)節(jié)。每級(jí)采用兩缸同時(shí)壓縮，兩級(jí)共八個(gè)工作腔，可實(shí)現(xiàn)四擋氣量調(diào)節(jié)，滿足用戶現(xiàn)場工況各種變化，靈活處理，深受用戶喜愛。

3.6 曲軸扭振分析

曲軸扭振分析，通過分析計(jì)算以獲得機(jī)組軸系的臨界轉(zhuǎn)速、扭轉(zhuǎn)固有頻率、扭轉(zhuǎn)共振時(shí)的振幅和各軸段的扭振附加應(yīng)力等特征數(shù)據(jù)，并結(jié)合各零部件材料的力學(xué)性能全面評(píng)價(jià)整個(gè)軸系工作的安全性和可靠性，同時(shí)指出是否需要采取減振、避振措施，明確給出采取何種形式的措施能夠避免共振或消減振動(dòng)的強(qiáng)度等結(jié)論性意見。目的是為了消除壓縮機(jī)組軸系可能存在的安全隱患，避免危害性事故發(fā)生。

4 該項(xiàng)技術(shù)開發(fā)的價(jià)值

本項(xiàng)目研制的迷宮壓縮機(jī)機(jī)組價(jià)格為進(jìn)口機(jī)組50%以下；本項(xiàng)目研制的迷宮壓縮機(jī)機(jī)組，其維護(hù)成本低于進(jìn)口機(jī)組50%；與國外同類產(chǎn)品相比縮短采購時(shí)間10-14個(gè)月。項(xiàng)目完成后，填補(bǔ)了國內(nèi)空白，打破了國外壟斷的局面，而且有效的抑制同類設(shè)備進(jìn)口價(jià)格，由于國產(chǎn)設(shè)備性能、質(zhì)量、可靠性、使用壽命等方面達(dá)到國外同類產(chǎn)品水平，完全可實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化替代進(jìn)口產(chǎn)品，同時(shí)也解決了備品備件的國產(chǎn)化問題，其社會(huì)效益極為明顯。

5 結(jié)語

本文對(duì)應(yīng)用排放氣迷宮壓縮機(jī)研究的內(nèi)容、研究方法、技術(shù)手段，并對(duì)技術(shù)的開發(fā)價(jià)值進(jìn)行了分析，此項(xiàng)攻關(guān)項(xiàng)目的完成，不僅填補(bǔ)了國內(nèi)空白，打破了國外壟斷的局面，而且有效的抑制同類設(shè)備進(jìn)口價(jià)格；對(duì)實(shí)現(xiàn)國內(nèi)重大裝備技術(shù)的國產(chǎn)化，滿足國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需要，促進(jìn)裝備制造業(yè)的技術(shù)進(jìn)步，提升企業(yè)技術(shù)水平、創(chuàng)新能力均具有重大意義。

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