(黑化股份有限公司,黑龙江 齐齐哈尔161041)
[中图分类号] TQ 441.41[文献标志码] B[文章编号] 1004-9932(2014)02-0055-01
我公司尿素厂280 kt/a尿素装置的CO2压缩机为4M22C系列,四列、四缸、四段压缩,段间分别设有冷却器、缓冲器、分离器与安全阀,运动部件由油泵供油,气缸与填料由注油器供油。压缩机的排气量为135.9~142.7 m3/min,活塞行程420 mm,活塞平均速度4.2 m/s,轴功率为1 727 kW,其他参数如表1。
CO2压缩机共有3台,生产中两开一备,自1999年投产后的前3 a,由于此生产系统设计的问题,NH3产量低,导致尿素系统不能满负荷、长周期运行,频繁开停机。当时CO2压缩机振动很大,但因总运行时间短,气缸、中体没有出现过裂纹。2003年后系统状况渐渐改善,尿素系统实现了长周期运转,但CO2压缩机本身的问题也渐渐暴露出来:因振动大,二段气缸、三段气缸及三、四段的中体出现了裂纹,被迫于2006年更换了2个三段气缸、1个四段气缸、2个中体,之后又相继采取了如下整改措施。
1 改固定支撑为滑动支撑
三段气缸为悬臂支撑结构,假如三段缸体头部没有弹性支撑,那么三段缸体与三段中体就构成了1个悬臂梁,其弯矩最大位置在缸体与中体连接处附近的最上部。因缸体上下连接工艺管道,重力很大(三段缸体重约3.8 t,四段缸体重约2.6 t),缸体与中体连接全靠几根双头螺栓连接,设备运转时,受曲轴带动活塞杆推动作用,缸体无限次前后摆动,缸体头部弹性支撑(此支撑为厚度约20 mm、上口宽320 mm、下口宽400 mm、高880 mm的弹性钢板制成)作为柔性体也随之摆动。但由于钢材存在疲劳过程,一旦到达极限,弹性支撑就会突然折断,必将导致弯矩最大处瞬间断裂。经过分析后,决定将缸体头部弹性支撑的地脚螺栓去掉,从力学角度上叫去掉多余约束,在厚度方向上加肋筋补强,变成滑动支撑。这样,随着缸体的摆动,此支撑在地脚附近滑动,减振效果非常好。
2 加固管线
为了进一步减振,分别对三段出口直径6英寸的管线与四段出口直径4英寸的管线进行加固。加固方法是加工与管线匹配的木托,在振动较大的管线两侧用木托夹紧,木托外套槽钢,2个木托用双头螺栓紧固,并用双螺母备紧防止松动。此方法降低了管线的振动,同时也大大减小了工艺管线振动传给设备的振动。实践证明此改动效果也非常不错。
3 设置环形孔板
2009年采用了设置限流孔板的方法来减缓气流脉动。经过多次试验与摸索,确定了孔板的设置位置——压力节点处,即速度最大的位置。经认真考虑和计算,最终分别在三段分离器入口、四段入口缓冲器的短接处加装了孔板,其d/D值为0.495。此项改进非常有效,大大减小了压缩机的振动