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压缩机增产革新的措施及运用研究

放大字体  缩小字体 发布日期:2021-11-29 14:19:47 来源: 作者:用户34403    浏览次数:0    
摘要

离心式压缩机在石油、化工、冶金等部门中应用十分广泛 ,企业为了提高经济效益 ,采用各种手段来增加产量和降低能耗 ,在化工厂中 ,对离心式压缩机进行改造是增产节能的主要措施之一。1离心式压缩机增产改造的措施 离心式压缩机增产改造 ,即提高离心式压缩机的质量流量 ,通常采用以下措施:提高压缩机进气压力 ,如 :增加零段和进口增压器 ,减小进气管网阻力 ;降低压缩机进气温度 ;降低压缩机出口管网阻力 ;...

离心式压缩机在石油、化工、冶金等部门中应用十分广泛 ,企业为了提高经济效益 ,采用各种手段来增加产量和降低能耗 ,在化工厂中 ,对离心式压缩机进行改造是增产节能的主要措施之一。

1离心式压缩机增产改造的措施

离心式压缩机增产改造 ,即提高离心式压缩机的质量流量 ,通常采用以下措施:提高压缩机进气压力 ,如 :增加零段和进口增压器 ,减小进气管网阻力 ;降低压缩机进气温度 ;降低压缩机出口管网阻力 ;提高压缩机的工作转速 ;采用可转动的进口导叶调节 ,即进气负预旋调节 ;采用可转动的扩压器叶片调节 ,即适当增大叶片扩压器的进口几何角 ;全部或部分改造原设计叶轮 ,即在原设计叶轮的基础上 ,加宽叶轮流道宽度 ,或增加叶轮外径 ,或改变叶轮叶片的出口角等 ;改造扩压器 ,如 :加宽扩压器流道宽度 ,或改变扩压器叶片的型线和几何角。

2离心式压缩机节能改造的措施

离心式压缩机节能改造 ,即降低离心式压缩机主机和辅机的能耗 ,主要有以下措施:全部或部分采用高效节能的三元叶轮来更换原一元叶轮或二元叶轮 ;采用小间隙软密封 ;采用光滑气流通道 ;采用干气密封 ;采用磁力轴承 ;采用可转动的进口导叶调节或叶片扩压器的叶片调节 ;降低压缩机各段的进口温度 ;合理匹配级与级之间的参数等。

离心式压缩机的增产节能改造的措施 ,往往是上述增产改造措施和节能改造措施的有机组合。

3云南天然化工厂空压机101J的改造

3.1 天化空压机 101J 改造前的情况

101J 空压机总共 12 级 ,分 2 缸 4 段。其中低压缸 2段 5 级 ,呈二三分配。高压缸 2 段 7 级 ,呈三四分配。

12 级叶轮采用顺排结构 ,其中低压缸**、二级叶轮为半开式三元叶轮 ,其余均为一元闭式叶轮。

叶轮设计主要采用传统的一元设计方法。

级进口设置有固定的进口导叶。

级间及轮盖密封采用迷宫密封。

轴端密封采用油膜密封。

采用可倾瓦轴承 ,强制给油润滑。

采用气轮机驱动 ,齿轮增速器增速。

101J 空压机改造前的主要几何参数缸别低压缸(5CK57)高压缸(7CK31)外径(mm)838. 2 825. 5 452. 4 400叶轮叶片出口宽度(mm)53. 8 43. 1 28. 4 25. 4 19. 5 23. 2 16. 6 11. 1 9. 5叶片出口相对宽度0. 064 0. 052 0. 034 0. 031 0. 024 0. 051 0. 037 0. 025 0. 024叶轮叶片进口直径(mm)428. 6 406. 4 403. 0 400. 5 387. 0 269. 5 252. 0 232. 5 220. 5叶轮叶片进口宽度(mm)123. 8 101. 6 62. 0 70. 0 56. 0 34. 9 24. 0 18. 8 16. 9叶轮进出口叶片数(片)19/ 19 16/ 16 15/ 15 17/ 17 13/ 13叶轮进口外径(mm)552. 4 507. 9 441. 0 459. 9 436. 5 250. 8 225. 4 200. 0 196. 9叶轮进口内径(mm)254. 0 292. 7 146. 4 146. 3叶轮叶片法向厚度(mm)9. 0 7. 7 9. 0 5. 5 5. 7 4. 7扩压器进口直径(mm)889 864. 2 860 858 856 463 413 412扩压器出口直径(mm)8 1266 92 740 688 680扩压器宽度(mm)43. 8 34. 53 22. 73 20. 32 15. 67 18. 60 13. 29 9. 30 7. 65回流器进口直径(mm)1392 / 1244 / 712 / 715 632 /回流器出口直径(mm)750 / 540 / 374 / 350 /回流器进出口宽度(mm)60/ 94 / 38/ 57 33/ 50 / 26/ 33 26/ 36 / 26/ 33 24/ 37 /回流器进出口叶片数(片)20/ 20 / 16/ 16 / 20/ 20 / 20/ 20 18/ 18 /进口导流器进口直径(mm)712 724. 6 / 431. 8 362 340 336进口导流器出口直径(mm)315 / 171. 5 / 180 175 158进口导流器叶片形式径向平直/径向平直扭曲径直扭曲径直进口导流器叶片数(片)20 10 / 10 18 16 18进口预旋角(度)注:**段两级为半开式叶轮,其余均为闭式叶轮。

3.2云天化空压机 101J 改造的原则

用户要求的改造原则如下 :保持压缩机气缸、轴承、轴端密封、油系统、联轴节、齿轮增速器、驱动汽轮机不变。

仅改造压缩机转子、隔板、气封等内件。

增产节能后 ,增加压缩机的质量流量 ,提高压缩机的多变功率 ,具体数值为增产 15 % ,节能 5 %.

3.3 云天化空压机 101J 改造措施

根据上述改造原则 ,确定了云天化空压机 101J 的改造措施如下 :调节各段的压缩比 :将高压缸第三段由三级增加为四级 ,并调整了叶轮直径。

将原低压缸**段的两级半开式叶轮改为闭式叶轮。

采用新型节能转子 ,即叶轮全部采用三元叶轮 ,提高效率和流量。三元叶轮设计技术是离心式压缩机增产节能改造的主要措施之一 ,也是离心式压缩机发展的必然趋势。三元叶轮的设计采用了国际上先进的三元流动理论及其设计方法 ,使设计的三元扭曲叶片的叶面速度分布或压力分布*佳 ,从而将叶轮中的流动损失减小到*低程度。

采用小间隙软密封技术 ,理论上达到零泄露。

采用光滑的气流通道设计 ,即扩压器、弯道、回流器等隔板组件 ,均采用钢板焊接结构 ,提高流道表面的光洁度 ,降低流道的摩擦阻力损失。

加宽了气流通道 ,即增加了无叶扩压器、弯道、回流器等的流道宽度。

对压缩机进行整体优化设计 ,合理匹配级与级之间的气动、热力、几何参数等。

101J 空压机改造后的主要几何参数缸别低压缸(5CK57)高压缸(7CK31)段别叶轮外径(mm)825. 5 692. 2 412. 8叶轮叶片出口宽度(mm)58. 34 55. 96 47. 23 40. 08 32. 15 30. 56 26. 59 23. 81 13. 49 13. 1 11. 91 9. 92叶片出口相对宽度(mm)0. 0706 0. 0678 0. 0682 0. 0579 0. 0464 0. 0740 0. 0740 0. 0644 0.

0577 0. 0327 0. 0317 0. 0289 0. 0240叶轮叶片进口直径(mm)441 406. 4 383. 2 381 344. 5 215. 9 231. 8 228. 7 209. 6 200 201. 6 200 201. 6叶轮叶片进口宽度(mm)126. 55 114. 9 87. 2 80. 0 66. 26 66. 66 54. 26 48. 57 43. 27 36. 73 31. 33 31. 75 27. 82叶轮进出口叶片数(片)16/ 16 15/ 15叶轮进口外径(mm)539. 75 485. 78 434. 98 422. 28 377. 83 261. 14 265. 11 255. 59 235.

74 212. 73 221. 64 217. 5 212. 73叶轮进口内径(mm)279. 4 305. 6 274. 6 154 170. 3叶轮叶片法向厚度(mm)8. 0 7. 5 4. 4 6. 7 4. 4 5. 5 5. 1扩压器出口直径(mm)1440 6 1251 721. 5 750. 5 756. 5 792 774. 5 775 777. 5 661扩压器宽度(mm)46. 63 44. 79 37. 5 37. 96 25. 6 24. 22 24. 20 20. 65 18. 25 10. 71 10. 32 9. 53 7. 94同流器进口直径(mm)1440 / 1192 1196 / 702 718 / 732 736 /进口预旋角注:13级叶轮全部为闭式叶轮。

3.4 云天化空压机 101J 改造后的性能

101J 空压机经增产节能改造后 ,压缩机的径向振动、轴位移、轴承温度等机械性能均在规定范围之内 ,改造前后的主要性能对比。

101J 空压机改造前后的主要性能对比名称进口质量流量(kg/ s)多变效率( %)轴功率(kW)转速(r/ min)汽轮机额定功率(kW)改造前50567 73 7437 6490 9765改造后60242. 1 77. 98 8444. 4 6800 9765显然 ,改造后的空压机其机械性能良好 ,其气动热力性能也非常好 ,完全达到了增产 15 %、节能 5 %的改造目标。

4结束语

离心式压缩机的增产节能改造可根据用户的实际情况 ,采用相宜的改造方案 ,离心式压缩机可以通过改造转子、隔板、气封等内件 ,及压缩机流道的整体优化设计和级间气动、热力、几何参数的合理匹配等措施 ,实现压缩机增产节能的改造 ,一般改造后可增产 15 %、节能5 %左右 ,经济效益明显。而且这些改造措施可在现场完成 ,压缩机壳体无需做任何改动 ,只需用增产节能型内件更换掉旧内件即可开车。

企业在生产过程中根据自身的实际情况 ,对离心式压缩机进行增产节能改造 ,在能源短缺、竞争激烈的今天 ,具有广泛的实用价值和推广价值。

 
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