2.改造措施
(1)增大一級活塞余隙,改造二級缸蓋為了使壓縮機一級排氣溫度盡可能降低到170℃以下,經過方案比較,決定采用改造一級活塞組件和二級氣缸蓋的方案,即通過增大一級活塞余隙、減小一級氣缸的工作能力、提高二級氣缸的能力來實現。
①改造兩個一級活塞、兩個一級活塞桿及配套活塞背帽。活塞單面錐臺高度由原來的295mm減到211mm,活塞直徑由原來的820mm(圖樣尺寸為825mm)增大到825mm。這樣余隙從原來的9%增加到15%(全部切除將增加余隙24%),設計流量則從207m3/min降到190m3/min,一級排氣溫度理論計算為160℃(吸氣溫度30℃),軸功率1200kW。錐臺切除后,為活塞內部結構的改善創造了條件,并能優化其他運行參數。改造后的H-198/13.7型壓縮機一級活塞圖如圖11-19所示。
②改造了二級缸蓋。通過增加墊板措施,使二級缸蓋增厚了20mm,二級氣缸向蓋余隙由25mm降到5mm,增大了二級缸的吸氣量,進一步促進了一級排氣溫度的下降。增加的墊板采用涂抹了螺紋鎖固劑的沉頭螺釘與缸蓋本體連接、沉頭螺釘再與墊板焊接,連接的沉頭螺釘數量達35個。改造后的H-198/13.7型壓縮機二級缸蓋圖見圖11-20。
(2)改造一級活塞的結構形式活塞采用20#鋼板焊接結構,活塞內部肋板的布置要均勻,肋板回轉面積要直接承受85%以上的活塞力;活塞各焊接部位焊接要良好,母材要有規范的焊接坡口,焊高符合規范要求,活塞焊后熱處理要符合規范要求;活塞腔要做水壓試驗,試驗壓力為0.25MPa,保壓時間不少于30min,并應不滲漏;在活塞端表面上鉆了直徑為3mm的通氣孔。這些措施保證了活塞良好的強度和剛度。
將活塞支撐環改為了巴氏合金環,活塞環采用PEEK材質。
(3)其他改造措施針對機組波紋補償器拉桿多次斷裂的問題,通過增設一排、二排、三排管道的支撐,改變管道的振動固有頻率,加大波紋補償器拉桿尺寸及采用彎管壓力平衡型補償器等措施,促進了機組振動減小。
原電動機支撐軸承的潤滑方式為油浴潤滑,油品為TSA46#汽輪機油,油溫達到75℃以上,電動機軸承經常損壞。將電動機支撐軸承潤滑方式改為了強制循環潤滑,潤滑油與主機傳動潤滑油一致,均為HL100#通用機床潤滑油,軸瓦溫度降到了60℃以下。
3.效果機組運行的溫度、壓力情況如表11-10所示。
機組運行的振動情況如表11-11所示。
機組主電動機電流由改造前的134A降到116A,降低了13,4%;軸功率由1430kW降到1220kW左右,降低了15%;機組排氣量由207m3/min(設計)降到185m/min,降低了11%左右。機組運行平穩,一級排氣管道、曲軸箱、電動機支撐軸承、二級缸等部位的振動均有較大的降低,降幅達到20%以上。一級缸的振動值與改造前相比降幅較小,分析確認為一級活塞向軸、向蓋的余隙差別較大所致,屬正常現象。經一段時間的振動監測,振動沒有裂化趨勢,機組運行平穩。
①改造方案理論充分、技術可行,相比對氣缸體進行改造,投資最省,改動最小。
②機組一級排氣溫度降到170℃以下,滿足了相關規范要求,提高了活塞環、支撐環的使用壽命。
③一級活塞的錐臺切除了84mm、肋板布置方式得到改善、肋板受力狀況變好,提高了活塞的強度和剛度,延長了活塞的使用壽命。
④壓縮機整機性能得到優化,改造均衡了壓縮機各級的壓縮能力,各級壓縮比匹配良好、受力狀況得到根本改善、平均振動值大大降低,機組運轉平穩,比功率符合標準要求。優化改造雖然降低了機組排氣量,但保證了機組的安全可靠運行,是成功的。