液壓頂升系統(tǒng)在壓縮機中的運用

陳永鋒

(沈陽鼓風機集團股份有限公司,遼寧沈陽 110869)

液壓頂升系統(tǒng)在壓縮機中的運用

陳永鋒

(沈陽鼓風機集團股份有限公司,遼寧沈陽 110869)

隨著石油化工裝置向大型化方向發(fā)展,與之配套的葉輪機械也必然大型化,大型旋轉(zhuǎn)機械轉(zhuǎn)子重量越來越大,為此將液壓頂升油系統(tǒng)運用在軸承中,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)濟是世界石化行業(yè)進行產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和提高競爭力的必由之路。建設大型化工裝置是實現(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)鍵心臟設備之一的離心壓縮機，不僅壓縮機的結(jié)構(gòu)越來越復雜，且壓縮機的外形尺寸和噸位也越來越大。壓縮機轉(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)，高速運轉(zhuǎn)時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)動時可能產(chǎn)生抖動現(xiàn)象，會引起軸流壓縮機、汽輪機、軸流離心混合式壓縮機等葉片的振動，所以為了防止機組損壞，以及減小機組盤車的功率，確保盤車時機組平穩(wěn)運轉(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、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)從縮機機組潤滑油系統(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轉(zhuǎn)子均采用雙支撐軸承支撐，每個軸承需要兩路高壓油，那么對于單缸雙支撐壓縮機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。但是對于一個裝置帶有多個缸體壓縮機，例如為某大型乙烯裝置設計的裂解氣壓縮機型號為DMCL1204+2MCL1205+2BCL1007，為了減小整個裝置的盤車力矩以及保護轉(zhuǎn)子軸承的需求，此三缸轉(zhuǎn)子均需要帶頂升油，詳細參數(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，起初我們準備將三個轉(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)過對比分析認為公用一套頂升系統(tǒng)會存在一定的風險，當油壓達到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，但是當油壓高于1500psi時中、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)機械中大量運用，實踐證明該裝置確實起到了保護轉(zhuǎn)子和軸承的作用。

[1]徐忠.離心式壓縮機原理[M].機械工業(yè)出版,1990.

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

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