6FB（Fully Balanced）完全平衡型立式迷宮壓縮機技術攻關

宋毅 王曉冬

（沈陽遠大壓縮機有限公司，遼寧沈陽 110027）

6FB（Fully Balanced）完全平衡型立式迷宮壓縮機技術攻關

宋毅 王曉冬

（沈陽遠大壓縮機有限公司，遼寧沈陽 110027）

研制6FB（Fully Balanced）完全平衡型立式迷宮壓縮機組，解決國內該領域的技術空白。在消化吸收國外先進技術的基礎上，結合我公司迷宮壓縮機的特點研制出全平衡立式迷宮壓縮機。并介紹6FB系列壓縮機的特點、結構、優(yōu)點。適用于有沖擊、振動、傾斜搖擺，有鹽霧、海洋高濕度等特殊環(huán)境，外露零部件結合面和軸伸端采用可靠的密封措施，緊固件采用不銹鋼制造并進行噴涂特氟龍保護處理，確保壓縮機在船舶及海洋工程環(huán)境中安全可靠地運行。

全平衡 填補國內空白 立式迷宮壓縮機

FB（Fully Balanced）系列壓縮機采用擾力和擾力矩全平衡結構，機組經動平衡、水平和傾斜機械運轉試驗等高精度檢測，以保證產品質量和高可靠性。在消化吸收國外先進技術基礎之上，結合我公司國內領先的迷宮壓縮機生產制造技術工藝，使產品具有效率高、體積小、噪音低、振動小、安全裕度大、安全可靠、運行周期長等顯著優(yōu)點，整體水平處于國內領先地位，并達到國際同類產品先進水平。

1 主要目標

通過成功研制6FB完全平衡立式迷宮壓縮機組，替代進口壓縮機組應用在多晶硅項目、海上生產平臺、VLGC大型液化氣體運輸船、LNG-FPSO浮式天然氣生產儲卸裝置，填補國內該領域空白。

2 完全平衡型迷宮機技術特點

2.1 FB系列結構特點

迷宮壓縮機是一種非接觸式無油潤滑而又具有良好密封性能的壓縮機。結構上無活塞環(huán)、支承環(huán)和填料環(huán)，壓縮介質絕對無油，運行可靠，成本低，具有其它壓縮機無法比擬的優(yōu)勢。

迷宮密封是利用氣缸壁與活塞體之間形成的密封小室進行密封，區(qū)別于阻塞密封。（見圖1）

2.2 完全平衡壓縮機曲軸特點

相鄰兩列曲拐成120度布置，中間有軸承，軸系撓度小。各列往復質量產生的慣性力和力矩完全抵消。條件是所有列往復運動部件質量相等。與普通迷宮壓縮機對比見圖2。

2.3 無四氟密封件密封潔凈

活塞與氣缸采用迷宮密封，不接觸且無油潤滑。適用于對壓縮機要求苛刻的應用場合，比如輸送氧氣，一氧化碳，BOG，丙烯，乙烯，氯乙烯，氨氣，氮氣等介質。

3 壓縮機配置方案簡介

（1）壓縮機組為分體式結構，主要由壓縮機、電動機、聯軸器、冷卻器、工藝氣系統(tǒng)、潤滑油系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、PLC控制系統(tǒng)等組成。

（2）壓縮機與基礎之間采用環(huán)氧樹脂灌漿。

（3）驅動機采用異步電動機，通過彈性聯軸器與壓縮機聯接，聯軸器選用膜片聯軸器。

（4）冷卻器為管殼式，氣走管，水走殼。

（5）每套機組配置一個就地PLC控制柜，可單獨完成機組的監(jiān)測、保護和邏輯控制，并留有通訊接口。

（6）工藝氣的進排氣管線、所有緩沖罐、壓縮機機體、氣缸的排污管線，手動放空和安全閥放空口機組界區(qū)內完整配管，并留有配對法蘭、墊片及緊固件。

（7）每臺壓縮機組通過旁路回流，以實現啟機時的加載、停機時的卸載和自動控制調節(jié)流量。

4 FB完全平衡型立式迷宮壓縮機結構簡介

4.1 曲軸箱

耐壓閉式曲軸箱由底座和上箱體組成，內壁帶加強筋，所有連接面采用O型圈密封。十字頭滑道與上箱體鑄為一體，兩側面設有窗口，便于導向軸承和填料檢維修。底座上裝有油位觀察窗。

4.2 緊固連接

機體所有傳遞載荷的重要連接緊固均采用高強度合金鋼彈性螺栓，防止由于螺紋應力集中引起的斷裂失效。

4.3 曲軸

材質：優(yōu)質高強度合金鋼，精密鍛造加工，并進行動平衡檢驗。軸頸采取特殊硬化處理，經久耐磨。獨特的結構具有極佳的抗扭和抗彎特性。

4.4 曲軸機械密封

壓縮機曲軸前后軸伸端均采用雙端面機械密封結構，保證機組整體為全封閉型式，避免工藝介質泄漏到環(huán)境之中，大幅提高機組運行經濟性及安全性。

4.5 連桿

材質：優(yōu)質高強度合金鋼，模鍛造而成。表面保持連續(xù)金屬纖維。桿身設計成“H”型鋼截面。具有很強的抵抗彎曲和變形的能力。

4.6 十字頭

材質：高強度鑄鋼可更換式滑履，滑履設計最低的磨損比壓。全浮動十字頭銷，表面硬化處理。強制壓力潤滑。

4.7 超級螺母

活塞桿兩端采用超級螺母緊固，消除了應力集中現象，延長了活塞桿壽命。

4.8 活塞桿

活塞桿-采用優(yōu)質合金結構鋼制造。活塞桿兩端螺紋滾壓成形，疲勞強度高。摩擦面噴涂特殊配方的碳化鎢硬化處理，HRC＞70，幾近永不磨損。

4.9 活塞體

三瓣分體式結構，安裝極其方便。活塞體材料：鈦合金TC4，密度：4.5（kg/dm3）抗拉強度≥1100MPa，固溶強化處理，提高韌性增強對氣缸壁的保護。TC4鈦合金具有優(yōu)良的耐蝕性、較小的密度、較高的強度及較好的韌性和焊接性等一系列優(yōu)點，在航空航天、石油化工、造船、汽車，醫(yī)藥等部門都得到成功的應用。

4.10 導向軸承

為減少活塞桿運動的擺動量，活塞桿采用導向軸承定為導向，保證活塞桿往復運動時精確對中。導向軸承上設有刮油器，與活塞桿上的擋油盤配合使用，防止?jié)櫥拖驓飧赘Z流，保證氣體潔凈。

4.11 氣缸

氣缸材質為合金鑄鐵，與介質接觸表面鍍鎳處理。為雙作用式，設計有足夠的操作和拆卸空間。氣缸為循環(huán)水冷方式，氣缸具有寬大的閥室和氣腔，氣體阻力小。

4.12 氣閥

氣閥為網狀閥。進排氣閥合理區(qū)分設計結構，不會導致氣閥裝錯。閥片采用PEEK材料，其平直度和表面粗糙度完全滿足密封要求。氣閥的閥片、簧片、彈簧、閥蓋及閥座等設計合理，拆卸維修方便可靠。

4.13 主填料

遠大專有結構。非接觸式迷宮密封，無水冷卻。填料帶充氫和漏氣回收接口，充入的氫氣起到隔絕和反吹的作用，泄漏的氣體通過管線回收至漏氣集氣罐。每處帶2個活塞桿徑向位移監(jiān)測探頭。

5 FB完全平衡型立式迷宮壓縮機優(yōu)點

公司現擁有低溫進氣（-163°C）、高溫進氣（260°C）、活塞行程90～375mm，氣量420～54000Nm3·h，完全平衡型和普通型兩大系列60種型號規(guī)格產品，并成功應用于國內石油、天然氣、化工等行業(yè)的烴類和其它氣體工藝流程裝置。

5.1 經濟性高

不會丟失有價值的介質成分對催化劑無負面影響。立式結構，占地空間小。易損件少，力求最長的大修間隔時間。堅固的設計，保證具有足夠的耐用性能。

5.2 運行安全環(huán)保

活塞與氣缸無連續(xù)的機械摩擦。 無摩擦熱產生，不會導致介質分解。封閉式結構，使毒性、易燃易爆氣體不會泄漏到環(huán)境中。沒有來自潤滑油、活塞環(huán)和支承環(huán)的磨損粉末、灰塵等的 雜質污染。

5.3 適應性強

工作溫度范圍-170℃～350℃。不受吸入條件（壓力、溫度、氣體成分）變化影響。

6 結語

FB（Fully Balanced）系列壓縮機采用擾力和擾力矩全平衡結構，機組經動平衡、水平和傾斜機械運轉試驗等高精度檢測，以保證產品質量和高可靠性。適用于有沖擊、振動、傾斜搖擺，有鹽霧、海洋高濕度等特殊環(huán)境，外露零部件結合面和軸伸端采用可靠的密封措施，緊固件采用不銹鋼制造并進行噴涂特氟龍保護處理，確保壓縮機在船舶及海洋工程環(huán)境中安全可靠地運行。

在消化吸收國外先進技術基礎之上，結合我公司國內領先的迷宮壓縮機生產制造技術工藝，使產品具有效率高、體積小、噪音低、振動小、安全裕度大、安全可靠、運行周期長等顯著優(yōu)點，整體水平處于國內領先地位，并達到國際同類產品先進水平。

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［3］閆蕊.HDPE裝置反映系統(tǒng)模型的開發(fā)與應用.石化技術，2000，7.

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