為減小轉(zhuǎn)子軸向力對(duì)離心壓縮機(jī)的改造

1、為減小轉(zhuǎn)子軸向力對(duì)離心壓縮機(jī)的改造 摘要：介紹分析了新鄉(xiāng)中新化工有限責(zé)任公司空分裝置，空壓機(jī)組增壓機(jī)轉(zhuǎn)子軸向 力偏大原因以及為為減小轉(zhuǎn)子的軸向力所進(jìn)行的平衡管改造。 關(guān)鍵詞： 轉(zhuǎn)子 平衡管 平衡盤 軸向力 我公司的1臺(tái)空壓機(jī)組的增壓機(jī)，型號(hào)為：EBZ456，為筒式結(jié)構(gòu)，六級(jí)葉輪從低壓級(jí)到高壓級(jí)一次排列，每2級(jí)葉輪為一段，共三段，進(jìn)氣壓力為0.6MPa，排氣壓力為6.3MPa。為引進(jìn)的德國(guó)曼透平技術(shù)。 在2011 年4月開始試車運(yùn)行，在試車的時(shí)候，排氣壓力剛達(dá)到5.0MPa左右時(shí)，發(fā)現(xiàn)主推力瓦的溫度已經(jīng)達(dá)到110，最高達(dá)118攝氏度，該臺(tái)設(shè)備的軸瓦溫度報(bào)警值為105，跳車值為：120，也就是說(shuō)在

2、機(jī)組出口壓力還沒(méi)有達(dá)到設(shè)計(jì)要求時(shí)，推力瓦溫度已經(jīng)嚴(yán)重超過(guò)了報(bào)警值。開始的時(shí)候我們懷疑是主推力瓦的噴油嘴堵塞，造成進(jìn)油不暢導(dǎo)致溫度過(guò)高，在打開推力瓦檢查后，并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)推力瓦的進(jìn)油存在堵塞現(xiàn)象。 之后我們與廠家的技術(shù)人員一起對(duì)推力瓦溫度過(guò)高的問(wèn)題進(jìn)行了分析，經(jīng)過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況的分析得出，造成主推力瓦溫度過(guò)高的原因?yàn)橥屏S承承受的軸向力太大，造成了主推力瓦塊的溫度過(guò)高。想把溫度降下來(lái)，就必須把推力軸承承受的軸向力減小。一、軸向力產(chǎn)生的具體原理由于轉(zhuǎn)子運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，葉輪的輪盤與輪蓋兩側(cè)所受的氣體作用力不同，還會(huì)剩余一部分軸向力作用于轉(zhuǎn)子，所有的葉輪受到的軸向力之和就是整個(gè)轉(zhuǎn)子的軸向推力，為了抵消這部分軸向力

3、，常用的方法就是在高壓端安裝一個(gè)平衡盤，盤側(cè)的氣體壓力為壓縮機(jī)的出口壓力，平衡盤的高壓側(cè)與壓縮機(jī)末級(jí)葉輪相通，低壓側(cè)與壓縮機(jī)入口相聯(lián)接或較低壓力的葉輪出口相通，使氣體壓力接近于進(jìn)氣壓力，其外緣與氣缸間設(shè)有迷宮密封，從而使平衡盤的兩側(cè)保持一定的壓差，該壓差會(huì)產(chǎn)生一個(gè)軸向力，其方向與葉輪產(chǎn)生的軸向力相反，從而平衡掉一部分軸向力，就這樣，轉(zhuǎn)子的軸向推力經(jīng)平衡后，剩下的軸向力就有推力軸承來(lái)承擔(dān)，因此，平衡盤能夠平衡掉多少壓力就直接決定了推力盤所承受的軸向力的大小。所以，只有加大平衡盤產(chǎn)生的壓力，才能減小推力盤所承受的軸向力。 由下列方程可以大致計(jì)算出平衡盤所產(chǎn)生軸向力的大?。?F=/4（D²

4、d²）(p2p1) 式1式中 F平衡盤產(chǎn)生的軸向力，N； p1平衡盤低壓側(cè)的壓力，MPa； p2平衡盤高壓側(cè)的壓力，MPa； D平衡盤外徑，mm； d平衡盤輪轂直徑，mm。2、 造成軸向力偏大的原因及情況判斷1、由于轉(zhuǎn)速升高或在轉(zhuǎn)速不變的情況下減量生產(chǎn)，可能導(dǎo)致壓縮機(jī)出口超壓增大軸向推力。2、輪蓋密封、定距套密封損壞，導(dǎo)致泄漏量增加而改變?nèi)~輪兩側(cè)的壓力分布，引起軸向力的增加。3、平衡盤密封損壞或者平衡管堵塞，使平衡盤兩側(cè)的壓差變小，平衡盤的平衡能力減弱，從而增加軸向力。4、平衡盤的直徑設(shè)計(jì)偏小，從而使平衡盤抵消掉的那一部分軸向力較小，導(dǎo)致整個(gè)轉(zhuǎn)子的軸向力偏大。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行情況以及仔細(xì)

5、對(duì)設(shè)備進(jìn)行的檢查，排除了前三種的可能性，造成該機(jī)組軸向力偏大的原因就是平衡盤設(shè)計(jì)偏小，平衡掉的軸向力較小，造成整個(gè)轉(zhuǎn)子軸向力增大。3、 對(duì)該臺(tái)設(shè)備進(jìn)行的改造 根據(jù)分析的結(jié)果，討論是否可以增加平衡盤的直徑，經(jīng)過(guò)廠家技術(shù)人員與德國(guó)曼透平設(shè)計(jì)人員討論，認(rèn)為該臺(tái)設(shè)備的平衡直徑已經(jīng)是所能設(shè)計(jì)的最大值了，無(wú)法再進(jìn)行擴(kuò)大。根據(jù)式1，我們可以判斷，由于d、p2、的大小無(wú)法改變，如果加大平衡盤的軸向力，只有加大平衡盤的直徑或者減小平衡盤低壓側(cè)的壓力，既然平衡盤的直徑無(wú)法加大，只能通過(guò)減少平衡管低壓側(cè)的壓力，增加平衡盤的反軸向力，進(jìn)而減小整個(gè)轉(zhuǎn)子的軸向力，根據(jù)實(shí)際情況，對(duì)該增壓機(jī)的平衡管進(jìn)行了如圖1所示的改造: 圖1 根據(jù)圖1所示，在開車的時(shí)候，先把截止閥1、全部打開，截止閥2全部關(guān)閉，在慢慢的打開截止閥2、關(guān)閉截止閥1，通過(guò)調(diào)節(jié)平衡管低壓側(cè)的壓力，來(lái)改變轉(zhuǎn)子的軸向力，這時(shí)觀察推力瓦溫度的變化，在滿足推力瓦溫度的情況下，盡可能的關(guān)閉截止閥1，以免大量氣體放空造成的浪費(fèi)。四、結(jié)論通過(guò)對(duì)該臺(tái)增壓機(jī)平衡管的改造，通過(guò)降低平衡管低壓側(cè)的壓力，增大了平衡管的反軸向力，減少了整個(gè)轉(zhuǎn)子的軸向力，減輕了推力瓦的負(fù)荷，通過(guò)調(diào)整，使主推力瓦的溫度維持在90左右，保證了該機(jī)組的長(zhǎng)周