螺杆压缩机在纯碱生产中的技术改进
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- 发布时间:2014-09-30
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随着我厂生产规模的不断扩大,压缩车间也历经数次扩建,目前我厂新、老生产线共有螺杆压缩机2O余 台,多数为上海压缩机厂生产的 LG63C-430/3.8型压缩机。驱动机是杭州汽轮机厂生产的背压式工业汽轮机。该设备具有打气量大、生产效率高等特点,其应用范围越来越广。随着使用时间的延长,该设备在生产中也逐渐暴露出了不少问题,如压缩机转子密封问题、缸体腐蚀、缸体变形等。
1 机组的技术特性、工作原理1.1 螺杆压缩机在纯碱生产中该机用于将石灰窑产生的窑气(主要成分为 N2 6O%、CO:38 )和煅烧炉产生的炉气(主要成分是 CO。85 )加压后送至碳化工序以制碱。
型号 :LG63C-430/3.8螺杆转速:2 750 r/min压缩气量:430 m。/min(标况)吸人温度 :≤35℃吸入压力:0.09 MPa(绝压)排气温度:≤150℃(喷水降温)排气压力:≤0.38 MPa(表压)轴功率 :1 800 kW驱动方式:汽轮机-减速器-螺杆压缩机1.2 汽轮机型号 :NG25/20/0额定功率:2 300 kW正常功率 :2 000 kW进汽温度 :400410℃进汽压力 :3335 kg/cm。(表压)排气压力:2.5 kg/cm。
转速范围:8 772~10 587 r/rain减速机 :功率 :2 300 kW速比:3.66汽轮机是反动式,体积小,效率高,能力大,汽耗低,转速可调,噪音小,是目前国内先进机型。
2 使用中的问题和技术改进2.1 螺杆转子排气端轴颈密封问题螺杆转子排气端轴颈有-填料函箱来完成对压缩气体的密封,内有-个前置密封体,4只石墨填料环,-个螺旋气封体和-个填料压盖共 5部分组成。
1 压缩机曾经出现过以下问题:缸体前端盖漏气越来越大,润滑油含水量越来越多,造成推力瓦温上升。拆缸后发现螺杆转子 230的轴颈出现 4道宽为 4~8 mm、深度为 0.5~1.5 mm的环形划痕。
经分析造成划痕的原因是窑气中所含灰尘附着在石墨环上,形成-层硬垢,由于轴的长期高速运转,对轴颈造成磨损,致使密封处间隙变大、密封失效所致。同时轴颈材质(2Cr13)耐磨性差,也是密封失效的原因之-。为此,我们对阴阳转子两端磨损的轴进行光刀,然后电镀耐磨性能优良的铬(厚度0.2~O.3 mm)来保护轴颈,同时要求电除尘岗位将窑气含尘量控制在指标范围(60 mg/m。)以内。修复后,该机运行状况良好,按照 1 压缩机改造的成功经验,我们又相继对 2#、4 、5. 等机组的轴颈进行处理,彻底解决了因气封漏气,从而导致润滑油被污染的问题。
30 纯 碱 工 业2.2 螺杆转子排气侧端面密封问题为保证转子打气效率和减少轴向推力 ,原设计中转子的排气侧端面加工有-组环形密封线(共 8条,最外侧直径 (p403,最内侧直径 9258,每条密封线高×宽为 2×2)。转子安装时,要保证转子与缸前端面的密封间隙为 0.26~0.28 mm o运行过程中,各机组相继出现了阳转子推力瓦温上升较快,运行周期缩短,检修频次增加,打气效率降低的现象。
后来,在 3 螺杆压缩机进行检修时,发现阴阳转子前端面腐蚀严重,密封线全部磨损,且转子端面有大小不-、深度达 1.5 mm左右的蚀坑,转子与缸体的端面密封间隙也变为 2 mm左右 。
原因是窑气含尘量高、气体流速快,对转子密封线冲刷腐蚀严重,当密封间隙腐蚀变大时,会在排气端形成涡流,反过来又加快了转子密封面的冲刷腐蚀 ,形成恶性循环。当间隙达到-定程度后,转子承受的轴向推力迅速升高,瓦温也随之升高,打气效率降低。为此我们采用 A107焊条对转子端面实施焊补,焊前对焊接部位提升温度,焊后用木炭烘烤保温1 h时,焊完后,按图纸要求加工好密封线,解决了转子端面密封问题,延长了转子使用周期。
2.3 螺杆压缩机缸体 腐蚀变形螺杆缸体由两部分组成:缸体和缸头。材质为ZG1Cr13,缸体内部有-层夹套,中间要通过循环水来冷却缸体。机组运行几年后,缸体表面出现腐蚀,特别是排气端缸面腐蚀尤为严重,深度可达 1~3mm。另外,缸体受铸造内应力影响,发生变形,上下缸面盖合不严,漏气漏水,影响机组的稳定运行。
为此,我们协同其它机械厂对 5 螺杆缸体进行加工处理。具体措施是:①螺杆缸体工作面腐蚀严重部位用 A107焊条补平(边焊边敲击焊接部位,每焊-块,用木炭堆火保温 1 h)。②根据缸体变形情况,在数控机床上,将上下缸体中分面各铣去 2~5mm。③将缸头与缸体分解(分解前要将缸头与缸体的定位孔铰好)。④据缸体内腔加工尺寸,用数控机床将缸体加工成形。⑤配装缸头,打上定位销,加工轴承、气封孔座。
经以上加工后,缸体内腔尺寸基本恢复到出厂时数值,出力率大幅度提高,运行状况大为改善。
2.4 螺杆转子轴颈磨损螺杆转 子轴 颈 材 质 为 2Cr13,外 径 尺寸 为9169.80,轴承采用巴氏合金,润滑用 3O 透平油。
机组运行多年后轴颈出现程度不等的磨损和椭圆现象 ,油膜形成不好 ,造成机组振动和轴瓦 巴氏合金脱落,反过来又加快了轴颈的磨损,形成恶性循环。若仅仅因轴颈磨损就更换轴头,时间长、费用高。
我们采用了-种花费少 ,加工时间短 ,简便易行的办法 :把磨损的转子放在 5O机床上 ,找好正 ,上磨头将轴颈磨削 O.2~0.5 mm。然后根据加工好的轴颈,到轴瓦生产厂家定做非标轴瓦∠好满足了生产需要,节约了费用,延长了转子使用寿命。
2.5 其他问题的处理为提高螺杆压缩机的自动化程度,我们将压缩机的汽轮机调速系统 由齿轮调节调速系统 ,改为新型 WOODWARD5O5型数字式电液调速系统。现在除了老线 9 压缩机已全部改完,此控制系统更为完善,操作也更为方便,保证了机组的稳定运转,减轻了工人的劳动强度;为保证机组润滑油的质量,新上油回收处理装置,去除杂质,蒸发水分,调节酸值,取得良好的经济效益;将机组事故油泵改为辅助油泵,两台辅泵互为备用,杜绝了因油泵故障造成的机组停机,稳定了生产。
3 螺杆机组仍存在的问题1)螺杆止回阀易锈蚀和结垢 ,有时动作失灵 ,突然停机时,螺杆转子倒转,易造成事故●后应选用耐腐蚀和更灵敏可靠的止回阀。
2)螺杆进、出气端轴封应改进结构,延长使用周期 ,提高密封性能。
4)汽机液压控制系统 ,应加装高压油过滤器 ,以保证控制系统动作灵敏可靠。
5)压缩机与汽轮机的润滑应改为两套独立供油系统 ,避免因压缩机漏气 、漏水污染 油质 ,影响汽机润滑系统,造成轴颈磨损和调速系统失灵。
螺杆压缩机在我厂使用中经过不继地改进和完善,越来越能适应我厂的生产工况。
收稿 日期 :2012-08-20作者简介:郭亮(1976- ),2000年毕业于内蒙古科技大学机械设计与制造专业,工程师。
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