液压顶升系统在压缩机中的运用

2015-12-01陈永锋

中国科技纵横 2015年7期

关键词：盘车轴颈油压

陈永锋

(沈阳鼓风机集团股份有限公司,辽宁沈阳 110869)

液压顶升系统在压缩机中的运用

陈永锋

(沈阳鼓风机集团股份有限公司,辽宁沈阳 110869)

随着石油化工装置向大型化方向发展,与之配套的叶轮机械也必然大型化,大型旋转机械转子重量越来越大,为此将液压顶升油系统运用在轴承中,用于盘车以及开停车阶段使用高压油将主轴顶起,将轴颈和轴承瓦块使用高压油隔离开,起到保护大型转子轴承轴颈的目的,为装置走向大型化提供保障。

液压顶升系统顶升轴承盘车

1 前言

发展规模经济是世界石化行业进行产业结构调整和提高竞争力的必由之路。建设大型化工装置是实现低成本战略的有效途径，这已经成为国内外化工行业业界的共识。例如乙烯装置从16万吨/年发展到32万吨/年，再发展到64万吨、80万吨、100吨、120万吨/年;炼油装置从每年一百万吨级发展到每年两千万吨级;煤制甲醇装置从单线10万吨/年发展到单线180万吨/年等等。作为化工装置大型化中的关键心脏设备之一的离心压缩机，不仅压缩机的结构越来越复杂，且压缩机的外形尺寸和吨位也越来越大。压缩机转子的质量也从几百千克、一两吨发展七八吨、十几吨、二十几吨。支撑轴承直径从Φ80用到Φ280，而目前转子主要依靠滑动支撑承载转子并高速旋转，高速运转时在主轴轴颈和轴承瓦块间形成油膜，将轴承和轴颈隔离开，而在转子低速盘车和开停车阶段转速较低，主轴轴颈和轴承间没有形成油膜，轴颈就会与轴承瓦块接触，如果摩擦存在，轴颈和轴瓦就可能擦伤，另外，如没有油膜存在，转子转动时可能产生抖动现象，会引起轴流压缩机、汽轮机、轴流离心混合式压缩机等叶片的振动，所以为了防止机组损坏，以及减小机组盘车的功率，确保盘车时机组平稳运转，对于重载转子配置轴承液压顶升系统。

2 液压顶升系统介绍与运用

大型转子支撑轴承用液压顶升系统流程图详见图1所示，该系统主要包含齿轮泵、电动机、弹性联轴器、溢流阀、压力表、滤油器、节流阀、单向阀、流量指示器等构成。顶升油系统从缩机机组润滑油系统吸入压力为，0.25MPag的润滑油，经齿轮泵加压到5.0MPa～25.0MPa，泵出口设置溢流阀调节油压和油量(可手动调节)，压力表可观察泵出口油压，再流向油过滤器过滤，再流入油路分配器将高压油分成多路，每支路均设置有节流阀、单向阀、流量指示器、以及压力表，通过高压油管连接支撑轴承瓦块上顶升油孔。一般而言大型多级单轴离心压缩机转子均采用双支撑轴承支撑，每个轴承需要两路高压油，那么对于单缸双支撑压缩机而言就需要油路分配器将泵出口高压油分为4路，双缸则需要8路，以此类推。但是对于一个装置带有多个缸体压缩机，例如为某大型乙烯装置设计的裂解气压缩机型号为DMCL1204+2MCL1205+2BCL1007，为了减小整个装置的盘车力矩以及保护转子轴承的需求，此三缸转子均需要带顶升油，详细参数详见表1。

图1 液压顶升油系统图

表1 DMCL1204+2MCL1205+2BCL1007转子轴承顶升油压参数

从表中可以看出低压缸和中压缸的转子重量、轴承参数都比较接近，尽管高压缸转子质量较轻，但是其轴承直径及轴瓦宽度均较小，故其所需顶升油压较高，起初我们准备将三个转子采用一套顶升油系统，如果说顶升油油压接近则可公用一套顶升油泵系统，经过对比分析认为公用一套顶升系统会存在一定的风险，当油压达到1500psi左右低压缸转子和高压缸转子均已被顶起，但是高压缸转子纹丝未动，即便是调小系统溢流量，以期提高顶升油油压方可将高压缸转子顶起，但是当油压高于1500psi时中、低压缸的转子已经被顶起，油会从中、低压缸轴承瓦块和和轴颈顶起间隙流出，无法实现升高油压的目的。最后不得不选用两套顶升油系统，一套用于中、低压缸，另一套满足高压缸。

所以我们认为顶升油压不仅仅只和转子质量有关，还和轴承直径和瓦块宽度有关，或者可以说顶升油压和轴承比压有关。