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        國產(chǎn)聚乙烯裝置排放氣壓縮機(jī)工業(yè)化應(yīng)用

        2017-03-10 21:43:39劉琳琳王智勇高飛
        中國科技縱橫 2017年1期

        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。

        參考文獻(xiàn):

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