液壓頂升系統(tǒng)在壓縮機(jī)中的運(yùn)用

陳永鋒

(沈陽鼓風(fēng)機(jī)集團(tuán)股份有限公司,遼寧沈陽 110869)

液壓頂升系統(tǒng)在壓縮機(jī)中的運(yùn)用

陳永鋒

(沈陽鼓風(fēng)機(jī)集團(tuán)股份有限公司,遼寧沈陽 110869)

隨著石油化工裝置向大型化方向發(fā)展,與之配套的葉輪機(jī)械也必然大型化,大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械轉(zhuǎn)子重量越來越大,為此將液壓頂升油系統(tǒng)運(yùn)用在軸承中,用于盤車以及開停車階段使用高壓油將主軸頂起,將軸頸和軸承瓦塊使用高壓油隔離開,起到保護(hù)大型轉(zhuǎn)子軸承軸頸的目的,為裝置走向大型化提供保障。

液壓頂升系統(tǒng) 頂升軸承 盤車

1 前言

發(fā)展規(guī)模經(jīng)濟(jì)是世界石化行業(yè)進(jìn)行產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和提高競爭力的必由之路。建設(shè)大型化工裝置是實(shí)現(xiàn)低成本戰(zhàn)略的有效途徑，這已經(jīng)成為國內(nèi)外化工行業(yè)業(yè)界的共識。例如乙烯裝置從16萬噸/年發(fā)展到32萬噸/年，再發(fā)展到64萬噸、80萬噸、100噸、120萬噸/年;煉油裝置從每年一百萬噸級發(fā)展到每年兩千萬噸級;煤制甲醇裝置從單線10萬噸/年發(fā)展到單線180萬噸/年等等。作為化工裝置大型化中的關(guān)鍵心臟設(shè)備之一的離心壓縮機(jī)，不僅壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，且壓縮機(jī)的外形尺寸和噸位也越來越大。壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子的質(zhì)量也從幾百千克、一兩噸發(fā)展七八噸、十幾噸、二十幾噸。支撐軸承直徑從Φ80用到Φ280，而目前轉(zhuǎn)子主要依靠滑動支撐承載轉(zhuǎn)子并高速旋轉(zhuǎn)，高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)在主軸軸頸和軸承瓦塊間形成油膜，將軸承和軸頸隔離開，而在轉(zhuǎn)子低速盤車和開停車階段轉(zhuǎn)速較低，主軸軸頸和軸承間沒有形成油膜，軸頸就會與軸承瓦塊接觸，如果摩擦存在，軸頸和軸瓦就可能擦傷，另外，如沒有油膜存在，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時(shí)可能產(chǎn)生抖動現(xiàn)象，會引起軸流壓縮機(jī)、汽輪機(jī)、軸流離心混合式壓縮機(jī)等葉片的振動，所以為了防止機(jī)組損壞，以及減小機(jī)組盤車的功率，確保盤車時(shí)機(jī)組平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)，對于重載轉(zhuǎn)子配置軸承液壓頂升系統(tǒng)。

2 液壓頂升系統(tǒng)介紹與運(yùn)用

大型轉(zhuǎn)子支撐軸承用液壓頂升系統(tǒng)流程圖詳見圖1所示，該系統(tǒng)主要包含齒輪泵、電動機(jī)、彈性聯(lián)軸器、溢流閥、壓力表、濾油器、節(jié)流閥、單向閥、流量指示器等構(gòu)成。頂升油系統(tǒng)從縮機(jī)機(jī)組潤滑油系統(tǒng)吸入壓力為，0.25MPag的潤滑油，經(jīng)齒輪泵加壓到5.0MPa～25.0MPa，泵出口設(shè)置溢流閥調(diào)節(jié)油壓和油量(可手動調(diào)節(jié))，壓力表可觀察泵出口油壓，再流向油過濾器過濾，再流入油路分配器將高壓油分成多路，每支路均設(shè)置有節(jié)流閥、單向閥、流量指示器、以及壓力表，通過高壓油管連接支撐軸承瓦塊上頂升油孔。一般而言大型多級單軸離心壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子均采用雙支撐軸承支撐，每個(gè)軸承需要兩路高壓油，那么對于單缸雙支撐壓縮機(jī)而言就需要油路分配器將泵出口高壓油分為4路，雙缸則需要8路，以此類推。但是對于一個(gè)裝置帶有多個(gè)缸體壓縮機(jī)，例如為某大型乙烯裝置設(shè)計(jì)的裂解氣壓縮機(jī)型號為DMCL1204+2MCL1205+2BCL1007，為了減小整個(gè)裝置的盤車力矩以及保護(hù)轉(zhuǎn)子軸承的需求，此三缸轉(zhuǎn)子均需要帶頂升油，詳細(xì)參數(shù)詳見表1。

圖1 液壓頂升油系統(tǒng)圖

表1 DMCL1204+2MCL1205+2BCL1007轉(zhuǎn)子軸承頂升油壓參數(shù)

從表中可以看出低壓缸和中壓缸的轉(zhuǎn)子重量、軸承參數(shù)都比較接近，盡管高壓缸轉(zhuǎn)子質(zhì)量較輕，但是其軸承直徑及軸瓦寬度均較小，故其所需頂升油壓較高，起初我們準(zhǔn)備將三個(gè)轉(zhuǎn)子采用一套頂升油系統(tǒng)，如果說頂升油油壓接近則可公用一套頂升油泵系統(tǒng)，經(jīng)過對比分析認(rèn)為公用一套頂升系統(tǒng)會存在一定的風(fēng)險(xiǎn)，當(dāng)油壓達(dá)到1500psi左右低壓缸轉(zhuǎn)子和高壓缸轉(zhuǎn)子均已被頂起，但是高壓缸轉(zhuǎn)子紋絲未動，即便是調(diào)小系統(tǒng)溢流量，以期提高頂升油油壓方可將高壓缸轉(zhuǎn)子頂起，但是當(dāng)油壓高于1500psi時(shí)中、低壓缸的轉(zhuǎn)子已經(jīng)被頂起，油會從中、低壓缸軸承瓦塊和和軸頸頂起間隙流出，無法實(shí)現(xiàn)升高油壓的目的。最后不得不選用兩套頂升油系統(tǒng)，一套用于中、低壓缸，另一套滿足高壓缸。

所以我們認(rèn)為頂升油壓不僅僅只和轉(zhuǎn)子質(zhì)量有關(guān)，還和軸承直徑和瓦塊寬度有關(guān)，或者可以說頂升油壓和軸承比壓有關(guān)。

3 結(jié)語

為了滿足日益大型化的旋轉(zhuǎn)機(jī)械轉(zhuǎn)子在盤車、開車停車階段的安全性，目前轉(zhuǎn)子液壓頂升裝置已經(jīng)成在大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械中大量運(yùn)用，實(shí)踐證明該裝置確實(shí)起到了保護(hù)轉(zhuǎn)子和軸承的作用。

[1]徐忠.離心式壓縮機(jī)原理[M].機(jī)械工業(yè)出版,1990.

[2]美國石油學(xué)會.API617石油、化工、和氣體工業(yè)用離心壓縮機(jī). 2005.

[3]虞烈.軸承-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動力學(xué)[M].西安交通大學(xué)出版社,2001.