佟奎江

（大慶石化公司化工一廠，黑龍江 大慶 163714）

各個裝置中離心壓縮機(jī)組的高效、穩(wěn)定、長周期運(yùn)行始終是裝置設(shè)備管理人員研究的方向及追求的目標(biāo)，目前，我們國家的化工、化肥、煉油等裝置在運(yùn)行的離心壓縮機(jī)組還有20 世紀(jì)進(jìn)口的部分機(jī)型或國產(chǎn)相對落后的機(jī)型，在裝置提高效率、降低能耗的運(yùn)行要求下，離心壓縮機(jī)的改造首當(dāng)其沖，在各裝置中離心壓縮機(jī)往往處于核心位置，因此，成功的改造尤其重要，在提高效率同時，離心壓縮機(jī)的改造往往伴隨新技術(shù)的應(yīng)用及產(chǎn)能的提高。所以改造的前期論證、工藝系統(tǒng)設(shè)計、壓縮機(jī)系統(tǒng)設(shè)計、施工、試車及最后的標(biāo)定等各環(huán)節(jié)，如何實施，有哪些要點，注意什么，如何達(dá)到最終效果，這些都是設(shè)備管理人員首先需要考慮的。本文就離心壓縮機(jī)改造部分要點進(jìn)行闡述，僅作參考。因為不能面面俱到，所以沒有談及或不足之處請諒解。

1 內(nèi)件改造與整機(jī)改造的不同關(guān)注點

內(nèi)件改造通常適合小范圍改動，例如，更改某級隔板及葉輪或某段隔板及葉輪，以達(dá)到提升效率、提高產(chǎn)能、降低振動或降低推力的目的。

整機(jī)改造通常適用于大范圍改動，但整機(jī)改造需要考慮的更多，例如，如何設(shè)計機(jī)組、基礎(chǔ)是否利舊？技術(shù)確認(rèn)更為復(fù)雜，但是可以解決一些內(nèi)件改造無法解決的問題，例如，缸體存在問題、軸承箱存在問題、干氣密封改造等。

表1 內(nèi)件改造與整機(jī)改造的不同關(guān)注點對比表

無論選擇內(nèi)件改造還是整機(jī)改造，都需要因地制宜，綜合考慮，選擇最優(yōu)方案。

2 如何確定改造的工藝數(shù)據(jù)

工藝數(shù)據(jù)對改造成功至關(guān)重要，因為機(jī)組是在系統(tǒng)內(nèi)運(yùn)行的。運(yùn)行參數(shù)可以理解為壓縮機(jī)與系統(tǒng)共同的工作點，而離心壓縮機(jī)大多為透平驅(qū)動，是變工況操作的，這就要求壓縮機(jī)必須存在一定的適應(yīng)性。因為是改造，管網(wǎng)及系統(tǒng)內(nèi)其他設(shè)備均使用了相當(dāng)長的一段時間，其他設(shè)備性能，例如，壓力損失、效率、結(jié)垢情況等也與全新狀態(tài)截然不同，這些都需要考慮在內(nèi)。

圖1 管網(wǎng)阻力、操作點變化及操作范圍變化的關(guān)系圖

工藝數(shù)據(jù)是綜合確定的，既要考慮產(chǎn)能及系統(tǒng)要求，還要綜合考慮系統(tǒng)存在的工況變化，參考改造前的運(yùn)行數(shù)據(jù)，盡量多的提出運(yùn)行工況，涵蓋以后的操作范圍，在機(jī)組設(shè)計過程中，充分考慮機(jī)組的變工況適應(yīng)性。

提出工藝數(shù)據(jù)后，整個裝置及系統(tǒng)的改造也應(yīng)同步進(jìn)行，否則，極易出現(xiàn)機(jī)組與工藝系統(tǒng)不匹配的情況。最后，確定的壓縮機(jī)運(yùn)行點應(yīng)該是在曲線中間位置，壓縮機(jī)效率最高，管網(wǎng)適應(yīng)性最好，同時遠(yuǎn)離喘振線。

3 基礎(chǔ)、管線等外圍條件的確認(rèn)

外圍條件主要包括機(jī)組基礎(chǔ)是否利舊，管線管口方位是否需要變更，管口載荷考慮足夠，與驅(qū)動機(jī)的配合包括聯(lián)軸器間距、中心高、轉(zhuǎn)速等，透平控制系統(tǒng)的匹配，機(jī)組潤滑油系統(tǒng)、干氣密封系統(tǒng)參數(shù)的匹配等。

一般情況下，基礎(chǔ)重新施工工期很長，多數(shù)選擇利舊。因此，就需要考慮基礎(chǔ)強(qiáng)度問題。壓縮機(jī)作用于基礎(chǔ)上有靜載荷和動載荷，取決于壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速、總體質(zhì)量、重心與質(zhì)心的偏離程度等，結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，基礎(chǔ)能否利舊，往往需要壓縮機(jī)設(shè)計與基礎(chǔ)校核反饋迭代核算，最終確定機(jī)組型號。

對于整機(jī)改造，在原則上新機(jī)重量、重心、轉(zhuǎn)速等不應(yīng)偏離太大，最好不高于原機(jī)。

管口載荷及熱位移對于控制機(jī)組振動也很關(guān)鍵，尤其是汽輪機(jī)，汽輪機(jī)在熱膨脹時如果管線應(yīng)力過大，或管線熱膨脹與汽輪機(jī)不一致時，相當(dāng)于限制了汽輪機(jī)的熱膨脹，汽輪機(jī)脹差的出現(xiàn)是非常危險的。

4 壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計注意點

在確定機(jī)組改造單位后，應(yīng)該對原有機(jī)組測繪并進(jìn)行數(shù)值模擬，測繪包括轉(zhuǎn)子和隔板及其他部件。利用計算機(jī)技術(shù)對原有機(jī)組進(jìn)行流場、氣動性能、性能曲線的繪制，效率的計算。只有這樣，才能確定原有機(jī)組的特性，新設(shè)計機(jī)組的特性不應(yīng)相差過多。

機(jī)組設(shè)計完畢后可以進(jìn)行試制，并進(jìn)行氣動性能試驗，以驗證機(jī)組性能。

離心壓縮機(jī)一般的擴(kuò)容改造主要有以下途徑：改變進(jìn)氣壓力；改變流道的幾何尺寸和角度；采用導(dǎo)葉產(chǎn)生負(fù)預(yù)旋、提高轉(zhuǎn)速、更換壓縮機(jī)等。

因此，在壓縮機(jī)設(shè)計選型時，在測繪原有機(jī)組的基礎(chǔ)上，壓縮機(jī)葉輪和隔板流道設(shè)計及內(nèi)部結(jié)構(gòu)優(yōu)化是非常關(guān)鍵的。

依據(jù)工藝數(shù)據(jù)，壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計要充分考慮各個工況。除此之外，壓縮機(jī)管口布置、軸承箱結(jié)構(gòu)等，均應(yīng)該統(tǒng)籌考慮。

表2 某機(jī)構(gòu)對壓縮機(jī)性能與入口導(dǎo)葉預(yù)旋關(guān)系的試驗結(jié)構(gòu)統(tǒng)計表

5 考慮拆裝方案

施工前，施工方案與吊裝方案是必須的，尤其是吊裝方案。整機(jī)改造時，一般分體拆裝，但機(jī)組底座多數(shù)為整體結(jié)構(gòu)。需要一次吊裝就位。在某化工廠，三缸聯(lián)合底座（12m×3m×1.5m）采用多點吊裝法，由2 臺汽車吊與2 臺行車多點吊裝接力倒運(yùn)的方式通過機(jī)房側(cè)面吊裝就位。

施工進(jìn)度統(tǒng)籌控制這里不再贅述。

6 試車

最后是壓縮機(jī)試車，有了良好的設(shè)計基礎(chǔ)及安裝質(zhì)量控制，試車就有了保證。在試車過程中，尤其是新機(jī)組試車，必須關(guān)注機(jī)械性的參數(shù)變化，例如，汽輪機(jī)的熱膨脹左右脹差是否在允許范圍內(nèi)、蒸汽管線的熱膨脹方向與膨脹值、壓縮機(jī)的缸體溫度、喘振流量等。第一時間收集數(shù)據(jù)，第一時間分析。

7 結(jié)語

通過上面的闡述，本文對離心壓縮機(jī)改造的要點進(jìn)行了簡單介紹，希望文中提到的個別要點對即將進(jìn)行壓縮機(jī)改造的人員有所幫助。