國產(chǎn)“四合一”機(jī)組氧化氮壓縮機(jī)特點(diǎn)分析

楊 花 賀艷玲 郭小紅

（西安陜鼓動(dòng)力股份有限公司，陜西 西安 710075）

國產(chǎn)“四合一”機(jī)組氧化氮壓縮機(jī)特點(diǎn)分析

楊 花 賀艷玲 郭小紅

（西安陜鼓動(dòng)力股份有限公司，陜西 西安 710075）

為國產(chǎn)“四合一”機(jī)組的氧化氮壓縮機(jī)技術(shù)特點(diǎn)有個(gè)明確的認(rèn)識(shí)，及目前國產(chǎn)氧化氮壓縮機(jī)在行業(yè)內(nèi)的發(fā)展趨勢進(jìn)行評(píng)估，簡要介紹了國產(chǎn)“四合一”機(jī)組中氧化氮壓縮機(jī)的特點(diǎn)，有針對性地介紹了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)該關(guān)注的關(guān)鍵問題，提出解決問題的思路和方法。

氧化氮壓縮機(jī)；預(yù)緊力；壓縮量；軸端密封

1 機(jī)殼中分面螺栓的技術(shù)要求

氧化氮壓縮機(jī)在正常運(yùn)行時(shí),螺栓受到的熱是由法蘭傳來的,所以螺栓的溫度總是低于法蘭的溫度,兩者間有溫差。這樣,法蘭的熱膨脹將大于螺栓的膨脹,使螺栓被拉長,螺栓及法蘭中產(chǎn)生溫度應(yīng)力。氧化氮介質(zhì)作用在法蘭結(jié)合面平面上的作用力大小決定了螺栓的預(yù)緊力。螺栓預(yù)緊力的計(jì)算如下：

設(shè)外螺紋的應(yīng)力計(jì)算直徑ds （mm）,稱直徑d（mm）,螺距t（mm）,則：ds=d-0.938 t

預(yù)緊力Fy（N）,預(yù)緊應(yīng)力σy（N/ mm2）則：

預(yù)緊應(yīng)力σy,根據(jù)螺栓的性能等級(jí)（保證應(yīng)力σp,見表2）﹑螺母（或內(nèi)螺紋）強(qiáng)度確定。當(dāng)螺母（或內(nèi)螺紋）的強(qiáng)度與螺栓相匹配時(shí)：

0.5 ～0.7也稱許用系數(shù)，其選擇與工作壓力﹑工作溫度﹑應(yīng)用領(lǐng)域的重要度相關(guān)。NOx壓縮機(jī)建議取0.5倍的許用系數(shù)。8.8級(jí)螺栓一般取σy≈300 N/mm2,在干摩擦狀態(tài)下預(yù)緊時(shí)，摩擦力臂0.2d,則預(yù)緊力矩Ty（Nm）為：

確定螺栓的預(yù)緊力后，在操作上注意螺栓的預(yù)緊方式：先用人力擰緊,力矩一般為500～1000 Nm ,使螺母與法蘭間,以及兩法蘭結(jié)合面間嚴(yán)密接觸,然后用專用的法蘭螺栓力矩扳手工具進(jìn)行第二輪的擰緊,使螺栓擰緊到位。擰緊螺栓時(shí)總的順序是：先中間后兩端，左右對角操作，分兩輪擰緊。

2 氧化氮壓縮機(jī)密封改進(jìn)

2.1 增加靜密封措施。即在定子件中分面設(shè)置密封條。有兩點(diǎn)注意事項(xiàng)：其一，按照API要求，機(jī)殼中分面置放密封條要征得用戶的同意。其二，如果設(shè)置密封條，要遵循兩個(gè)原則：選擇合適的膠條；密封槽的設(shè)置要合理。具體按照下列原則確定：

在機(jī)殼中分面的法蘭面﹑隔板中分面上加工出放置密封條的槽，中分面密封，用截面為圓形的膠條，膠條直徑選擇為Ф5.1±0.20計(jì)算如下：

壓縮量m a x=（5.3-3.8）/5.3×100%=28.3%；

壓縮量m i n=（4.9-4）/4.9×100%=18.37%；

充填系數(shù)max=π（5.3/2）2/（3.8×5.9）×100%=98.35%

根據(jù)以上計(jì)算選擇膠條直徑為Φ5.1±0.20壓縮量可滿足密封要求，但充填系數(shù)過高，容易導(dǎo)致膠條在溝槽中擠死而損傷，一般建議選擇充填系數(shù)max=π（5.3/2）2/（3.8×6.9）×100%=84.10%的密封膠條，且材質(zhì)既要耐溫到250℃,又要耐NOx酸性介質(zhì)。

2.2 密封槽的開口方式要合理，位置位于螺栓孔的近處，軸端位置和機(jī)殼與隔板之間也要有合理的搭接方式。

2.3 選擇合適的中分面密封膠，既要耐高溫﹑高壓，還要耐硝酸腐蝕。密封膠的敷涂方式要十分講究，一般敷涂在連接螺栓內(nèi)側(cè)，不必整個(gè)平面涂膠。另外，在軸承箱結(jié)合面處涂膠可防滲油，但要嚴(yán)格控制﹑適量，防止密封膠擠入軸承箱潤滑油系統(tǒng)，造成污染。

2.4 充抽氣式軸端密封,增強(qiáng)了密封效果。

氧化氮壓縮機(jī)的軸端密封主要由三個(gè)腔組成，分別為充高壓空氣腔，充低壓空氣腔及混合氣排放腔。

三個(gè)腔與機(jī)殼上相應(yīng)孔及取壓孔相連，取壓孔用螺塞堵上，若要精確控制泄漏量，可接壓力表。

3 蒸汽清洗及注意事項(xiàng)

在工藝生產(chǎn)的開始階段，氨﹑亞硝酸鹽的混合物沉積在氧化氮?dú)怏w流經(jīng)的通道和葉輪上堵塞流道，降低機(jī)組性能，給轉(zhuǎn)子上帶來不平衡量，引起機(jī)組振動(dòng)。需要噴入氣流中的蒸汽來清除掉這些沉積物，如圖1所示。

為此，在壓縮機(jī)的吸氣接管上配有專用的蒸汽清洗噴嘴，將蒸汽細(xì)細(xì)噴入氣流中。噴嘴噴蒸汽孔朝下，確保噴入蒸汽方向逆著NOx氣流方向。在蒸汽清洗系統(tǒng)工作時(shí)排水總管上的主排水閥需保持開啟，及時(shí)進(jìn)行疏水處理。

結(jié)語

本文論述了氧化氮壓縮機(jī)的主要特點(diǎn)，與實(shí)際應(yīng)用采用對比的方法，闡述了一些改進(jìn)措施。論證了國產(chǎn)“四合一”機(jī)組的氧化氮壓縮機(jī)的先進(jìn)技術(shù)水平為行業(yè)國產(chǎn)機(jī)組提供了借鑒。隨著國產(chǎn)化“四合一”機(jī)組的成熟﹑完善和不斷的發(fā)展，陜鼓氧化氮壓縮機(jī)也在不斷進(jìn)步，逐漸受到用戶的認(rèn)可和好評(píng)。

圖1 蒸汽清洗系統(tǒng)

[1]黃振華,方先請,白慰君．壓縮機(jī)與風(fēng)機(jī)密封[M]北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1988．

[2]劉士學(xué),方先清．透平壓縮機(jī)強(qiáng)度與振動(dòng)[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社,1997．

[3]劉瑞堂．機(jī)械零件失效分析[M]．哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社,1998．

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