吉新杰

（哈密廣匯環(huán)保科技有限公司，新疆 哈密 839399）

1 設(shè)備概況介紹

某公司空分裝置是為年產(chǎn)30萬噸甲醇及年產(chǎn)20萬噸乙二醇配套裝置，設(shè)計能力為40000Nm3/h。空壓機組的增壓機，型號為：EBZ456，為垂直剖分結(jié)構(gòu)，六級葉輪從低壓級到高壓級依次排列，每2級葉輪為一段，共三段，設(shè)計進氣壓力為0.6MPa，排氣壓力為6.3MPa?；九渲萌鐖D1。

圖1

該空壓機組的增壓機自2011年7月開試車以來，空分機組增壓機就出現(xiàn)軸位移偏大、主推力瓦溫度高的問題，在出口壓力達到5.6MPa的時候，軸位移最大時達到0.54mm，已經(jīng)超過軸位移的報警值（報警值為0.4mm，跳車值為0.6mm），主推力瓦的溫度已經(jīng)達到110℃，最高達118℃（軸瓦溫度報警值為105℃，跳車值為120℃），在機組出口壓力還沒有達到設(shè)計要求時，主推力瓦溫度已經(jīng)嚴(yán)重超過了報警值，嚴(yán)重制約著空分裝置的負(fù)荷。

開始我們懷疑是主推力瓦的噴油嘴堵塞，造成進油不暢導(dǎo)致溫度過高，在打開推力瓦檢查后，并沒有發(fā)現(xiàn)推力瓦的進油存在堵塞的情況。之后，我們與廠家的技術(shù)人員一起對推力瓦溫度過高的問題進行了認(rèn)真分析，經(jīng)過對現(xiàn)場實際情況的分析得出，造成主推力瓦溫度過高的原因為轉(zhuǎn)子軸向力過大，導(dǎo)致主推力軸承承受的壓比較大，造成了主推力瓦塊的溫度過高。如果想把溫度降下來，就必須把推力軸承承受的壓比減小。

2 增壓機實施的第一次改造

2011年11月，由于該增壓機組無法達到原始設(shè)計值，設(shè)備廠家對增壓機進行了兩處改造：（1）將推力盤的直徑由290mm增大至310mm，這樣改造就是通過增大推力盤直徑，增大推力盤的受力面積，增加平衡盤的反軸向力，達到減小轉(zhuǎn)子的軸向力的目的。（2）對平衡管進行改造：將平衡管返回到增壓機入口端的氣源增加閥門進行關(guān)閉，改為引出室外就地放空，通過降低平衡盤低壓側(cè)的壓力，增加平衡盤的反軸向力，達到減小轉(zhuǎn)子的軸向力的目的，結(jié)構(gòu)如圖2。

圖2

以上兩項改造的最終目的就是通過減小軸向力，降低主推力瓦的溫度。通過該次改造，出口壓力達到5.8MPa時，主推力瓦溫度為111℃，氧氣產(chǎn)量能夠達到37000Nm3/h，雖然能夠勉強維持甲醇裝置運行，但是，平衡管一直放空，不但產(chǎn)生嚴(yán)重的噪音，而且造成非常大的浪費，無法達到節(jié)能的效果，并且在2018年3月，隨著乙二醇裝置的恢復(fù)生產(chǎn)，氧量出現(xiàn)明顯的短缺，嚴(yán)重制約著甲醇裝置及乙二醇裝置的高負(fù)荷、長期穩(wěn)定運行。經(jīng)過公司技術(shù)人員與該機組廠家技術(shù)人員充分的溝通交流，決定對該增壓機進行第二次改造。

3 增壓機實施的第二次改造

（1）對平衡盤的改造：把之前的平衡盤進行拆卸，拆卸后更換新的平衡盤，新的平衡盤直徑增大到320mm，將推力軸承的承壓比P=10.5（kgf/cm2）調(diào)整為P=-7.4（kgf/cm2），來解決軸向力過大的問題，降低推力軸承的承壓比，進而降低主推力瓦的溫度。

圖3為平衡盤改造結(jié)構(gòu)圖。

圖3

（2）平衡盤密封的改造。平衡盤密封由之前的梳齒密封改為金屬軟密封，在平衡盤密封體上噴涂硅鋁混合物，轉(zhuǎn)子上密封片可以與密封體接觸，實現(xiàn)較小的密封間隙，使平衡盤密封間隙單邊減小為0.1～0.15mm，增強密封效果，減少平衡盤密封的泄漏量。具體結(jié)構(gòu)為圖4。

圖4

（3）對推力軸承的改造。進一步優(yōu)化軸承性能，使其高溫運行穩(wěn)定和安裝方便，更換推力軸承，增大輸油管內(nèi)徑，改變支點位置，采用軍工用巴氏合金，提高高溫運行的穩(wěn)定性，改進上下平衡塊的材質(zhì)和加工精度，利用之前舊瓦塊中間進油的噴嘴空間，把節(jié)省出的空間增加推力瓦塊，由七塊瓦增加到九塊瓦。

改變進油方式，把進油的方式由瓦塊之間的噴嘴改為瓦塊背面的注油孔，由于瓦塊的受力面積增加，在同等軸向力的情況下，降低軸承的承壓比，進而降低推力軸承的溫度。如圖5、6。

圖5 舊瓦塊結(jié)構(gòu)以及進油方式

圖6 改造后的瓦塊結(jié)構(gòu)和進油方式

（4）改造增壓機內(nèi)部的隔板，加大第五級、第六級擴壓器進口處的圓角，使從葉輪出來的氣體介質(zhì)能夠順利地進入擴壓器中，降低內(nèi)部阻力，如圖7。

圖7 擴壓器的結(jié)構(gòu)改造圖

4 實施改造后的效果

該增壓機實施改造后，在2019年2月16日投入運行，剛開始運行時，為了防止出現(xiàn)主推力瓦溫度過高的情況，為了安全，第一次改造的平衡管放空閥繼續(xù)打開，在末級出口壓力達到6.2MPa的時候，主推力瓦溫度分別為81.8℃、72.7℃。為了驗證改造的真正效果，在平衡管放空閥全部打開運行半個月后，在平衡管放空管上面增加一個就地壓力表，看著壓力表逐漸關(guān)閉放空閥，同時，打開平衡管上的回流閥，直至放空閥全部關(guān)閉，平衡管回流閥全部打開，達到機組最原始設(shè)計、最理想的運行方式，此時，主推力瓦溫度分別為92℃、88℃，氧量產(chǎn)量達到39500Nm3/h，基本達到設(shè)計值。

5 結(jié)語

壓縮機組主推力瓦溫度高的問題主要是軸向力較大造成軸承承壓比較大的原因，先是通過增大推力盤的直徑，減小軸向力，在平衡盤直徑增大到最大值后，軸向力維持在一定的數(shù)值，再通過增大推力瓦的承受面積，來降低推力瓦的承壓比，最終達到降低主推力瓦的溫度。通過以上改造，該臺機組即達到了負(fù)荷的提升，也達到了長周期的穩(wěn)定運行。