空分装置空压机改造技术应用

空分装置空压机改造技术应用卢万里楚明哲（河南煤业化工集团中原大化公司，河南濮阳457000）过改造使空压机基本达到了设计效果，保证了经济效益，机组稳定及后系统供气的需求。

02空气压缩机组是为空分装置提供压力空气的动力设备，同时为整个煤化工装置提供仪表空气及工厂风，是一种多级离心式压缩机，型号为DMCL1204+2MCL1203+3BCL527由沈鼓制造，主要有定子（机壳、隔板、密封、平衡盘密封、轴端密封）、转子（轴、叶轮、隔套、平衡盘、轴套、半联轴器等）及支撑轴承、推力轴承等组成。此压缩机组由空气压缩机和增压机组成，由汽轮机拖动。汽轮机为双出轴，一端直接带动空压机，另一端通过增速箱增速后拖动增压机。空压机分低、中压缸，机壳为水平剖分式结构，增压机机壳为垂直剖分结构，变速机有DVIDBROWN制造。驱动机为凝汽式汽轮机，型号为HNKS50/80，由杭州汽轮机厂制造。

空气压缩机级间密封、口圈密封为迷宫密封，轴端拉别令密封、油密封等材质均为ZL104；增压机级间密封、口圈密封为迷宫密封段间为蜂窝密封、轴端拉别令密封等材质均为LD10，油密封材质ZL102.变速机齿形为渐开线双斜齿，高速轴轴承为五块可倾瓦轴承。

整个机组公用一个油系统，有润滑油泵提供润滑油及控制油。

2.装置存在问题及改造内容2.1装置存在问题机组在生产运行中存在以下问题：增压机出口流量与出口压力不足；02空气压缩机组运行时，由于叶轮口环密封串气致使增压机出口空气量、压力不足，无法满足空分装置高负荷生产的需要，严重制约着煤化工装置的高负荷生产；机组齿轮箱高速轴振动大；且机组加负荷时振动值大幅提高，影响机组负荷的提高，以往生产中，多次检修齿轮箱，更换新轴承后，机组运转不足一月，齿轮箱就出现高速轴振动在接近跳车值附近波动，即影响正常的生产又浪费了高昂的检修费用（高速轴轴瓦每套16万余元，一次更换两套32万余元）；机组各轴承箱密封面漏油；机组运行时，各缸体轴承箱及联轴器等密封面处泄漏严重，且随着机组运行时间的延长泄漏量逐步恶化，（*大时初步统计计算，力较大。

针对以上问题，我们拟对02空气压缩机组从内部部件结构、油系统运行与环境等方面进行技术改造，以消除机组运行存在的问题，满足煤化工装置高负荷、安全、经济生产的需要。

经多次讨论，结合设备日常运行情况及机组中小修情况，翻阅了大量的有关压缩机的技术资料，针对机组存在的生产问题，从以下几个方面对机组进行改造：采用一种新材料，利用材料的热膨胀来实现机组正常生产时减小各级口环的间隙，从而达到增大出口压力的目的。

通过对齿轮箱进行检查，从轴承进油、油膜工作情况及转子自身影响等方面着手，来保证机组高速运转时轴承油膜良好的形成，减少转子自身对振动的影响。

采取措施，减少油系统油烟的聚集，使各缸体轴承箱处于微负压状态，回油更加通畅。

1）将增压机各级的口环密封更换为有新型材料加工制作的PEEK密封，通过新材料在高温下膨胀量的增大来减小口环密封间隙，实现增大出口压力的目的。

此种方案既能确保机组冷态时安装口环密封的方便又能保证运转时增大出口压力。

2）对齿轮箱进行大修，刮研高速轴各瓦块，增大轴瓦的受力面，另外将轴瓦的进油孔扩大，增强轴承供油量，确保高速运转时油膜的稳定；此外对齿轮箱高速轴进行动平衡校核，尽量使高速轴的残余不平衡量降低到*少，消弱转子自身不平衡因素对振动的影响。

3）在机组油箱上原有油烟风机处另增加一台同样功率的排油烟风机，保证机组各轴承箱处于微负压状态，改善机组润滑油系统回油环境，彻底消除机组油系统漏油。

2.2改造前后机组运行对比2.2.1改造前后增压机*终出口压力PI02161与空压机透平蒸汽消耗量对比（机组同样转速下）见下江西化工表：项目改造前改造后记录时间2010年9月9日2010年6月13日机组转速增压机出口压力PI02161透平蒸汽消耗改造前机组运行图面（2010年9月9日22：56）下图：啶i1一I w广冷改造前透平蒸汽消耗运行图面（2010年9月9日22：00）下图：空分装置空压机改造技术应用改造后机组运行图面（2012年6月13日17：20）下图：改造前透平蒸汽消耗运行图面（2012年6月13日17：00）下图：江西化工速度设定fa 2.2.2改造前后齿轮箱高速轴振动V0215A/B趋势010年8月31日至9月10日V0215A/B振动值趋势。下图：2012年9月25日至10月12日V0215A/B振动值趋势。下图：空分装置空压机改造技术应用2.2.3改造前后机组漏油情况改造前，机组各缸体联轴节多出密封点放置接油盒，每天大约接油200L.（下图为改造前齿轮箱东侧漏油情改造后，机组各漏油点得到了消除。

2012年9月，全部改造实施完成后，02空气压缩机组实现了空分装置高负荷生产的需要，齿轮箱振动得到了有效控制，机组油系统漏油得到根本消除，机组现场卫生耳目一新，消弱了环保安全压力。

3.效益分析（效益计算及说明）投入的设备费（风机一台）2000元，材料费（PEEK密封一套35000元，不绣钢管材4000元）39000元；投入的检验费6000元；3.2.1增压机各级口环更换了PEEK密封后，压缩机出口压力得到了提高，机组节约蒸汽10T/H，全年运行300天，蒸汽180元/T. 150万/年3.2.3每年可节约的备件检修费用改造前，由于机组齿轮箱的振动，约每月对机组齿轮箱大修一次，需用备件费用32万，人工费3000元，每次费用约32.3万元，按一年检修5次计算，一年可节约检修费用161.5万元。

综上分析一年可节约直接费用1607.5万元。