关于PA2产品结构分析及性能试验工艺改进

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[摘 要]该产品SVK224-4S+CE1402是年产60万吨PTA装置工艺空气压缩机组，并应用于江苏海伦化学有限公司PTA项目上，是沈阳鼓风机集团有限公司承担的大型PTA机组国产化攻关项目， SVK224-4S-1和CE1402是沈鼓集团自行研制开发的整体组装式、齿轮增速型离心压缩机和向心膨胀机。根据技术协议要求出厂前需在厂内进行机械运转和性能试验。

[关键词]组装离心式、齿轮增速型压缩机，振动、温度、喘振、频谱，性能管路的安装施工设计及工艺改进。

中图分类号：TQ245.12 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）08-0061-01

通过对该PTA机组（SVK224-4S-1和CE1402）的结构分析来看：

一、空压机结构分析

首先，空压机从外观看是由一个大齿轮带动两个高速齿轮轴旋转，每根高速齿轮轴上各装有两个半开式叶轮，并分别通过四个蜗壳形成一个闭式型腔。使每个蜗壳之间通过管路、气体冷却器连接，每个蜗壳都要对型环与叶轮的间隙调整，扩压器与蜗壳的装配，气封与蜗壳安装，气封与轴径间隙，油封与轴径间隙的安装。可倾瓦轴承瓦背接触面积，气动执行器的装配及安装、调试。

二、膨胀机结构分析

其次，膨胀机从外观看也是由一个大齿轮带动两个高速齿轮轴旋转，每根高速齿轮轴上各装有一个半开式叶轮，并分别通过两个蜗壳形成一个闭式型腔。使每个蜗壳之间通过管路连接，每个蜗壳都要对型环与叶轮的间隙调整，扩压器与蜗壳的装配，气封与蜗壳安装，气封与轴径间隙，油封与轴径间隙的安装，可倾瓦瓦背接触面积，气动执行器的装配及安装、调试。

三、性能管路分析

整个机组在机械运转和性能试验时是通过VOITH输出由联轴器带动产品变速机运转，再通过联轴器带动空压机和膨胀机运转，使气体通过一级调节器和集流器∮1500进入一级进气管道腔，尤其是pa2性能试验的气体介质是空气，这么大的产品在沈鼓压缩机制造以来历史上是没有的，并且气体循环管路复杂，既变速机、空压机、膨胀机相当于压缩机的两缸加一变机组，且进出气管路为六进六出；同时有阀门9个、一个气体冷却器、外加四个孔板，测温、取压点又多，每个进、出气截面有4个取压点和4个测温点，这就给性能过程调试带来一定困难，经过参加试车人员的共同努力，才使机械和性能试验顺利完成。

我们在对机组试验前和施工前对设计的图纸进行审查时发现原本产品的机械和性能试验管路的6个出气管路，即空压机1级出气管路旁通通过调节阀DN700将气体排放地下排气管道，3级、4级出气管路分别也通过调节阀DN700和调节阀DN600将气体排放地下排气管道，还有膨胀机的1级、2级出气管路的气体也排放地下排气管道，另外2段出气管通过调节阀DN900和旁通调节阀DN200将气体也排放地下排气管道。

这样就给我们提出一个问题，即我们高台位试车台的地下管路当时设计的是30万立方米/每小时，且地下管路只有一进气孔一处出气孔，这样如果将6个出气管中的气体同时连接到地下管路中进行排出，易使气体在管道中产生波动，主要是6个出气孔的气体在单位时间里所产生的气体压力、温度、流量（流速）不同，致使气体在各个管道段中产生的压力、流量（流速）不同，如果各段气体分别都从这两个地下管道出口出去，就将使各段管道中气体因压力不同所产生的流速也不同，从而导致通往两个地下管道中的气体压力不均衡，使气体在管道中产生不均衡的涡流气体漩涡，影响管道中的气体顺利排出；如果机组长时间的运转（包括性能）将使蜗壳出气管道中气体在各个管道中产生涡流气体，从而影响各蜗壳气体的排出，同时管道，蜗壳温度增高，影响机组正常运转，甚至可能导致机组损坏。

基于上述情况我们又向设计提出此方案在高台位试车台现场及地下进出气管路施工性能管路气体走线带来的技术患，后经过设计到现场查看实地，最后决定修改原设计方案如下，即将空压机1级出气管路旁通通过调节阀DN700将气体排放地下排气管道改为地面放空排到厂房外大气中，3级、4级出气管路分别也通过调节阀DN700和调节阀DN600将气体排放地下排气管道改为地面放空排到厂房外大气中；膨胀机的1级出气管路的气体也排放地下排气管道改为地面放空排到厂房外大气中。其次，空压机的2级出气管路中的部分气体通过该管路调节阀DN900和旁通调节阀DN200调节将部分气体排放地下排气管道，膨胀机2级出气管路的气体也排放地下排气管道中，通过对上述的各级管路的调整，才使管路中气体流畅的排除，才保证空压机和膨胀机机组机械和性能试验顺利完成。

通过对机组过程中存在的问题提出一些建设性意见均得到设计采纳（如压力和流量不稳定、管路振颤、温度达不到设计要求等问题，提出对整个性能管路增加支点及牵拉管路支点的位置，尤其是对一段进气管的强度固定等建议）。

PA2产品是我厂根据我国市场的需求与德马格合作开发的一种PTA项目，由对方生产机壳及齿轮轴等部件的新产品，我厂生产叶轮、蜗壳、扩压器等件。

由于该产品结构复杂，装配技术要求高，尤其两侧轴承区域零部件多、空间狭小给装配工作带来一定困难，面对困难我们克服机组大的原因，认真审阅技术文件及图纸，打破以往装配工艺方法，及时调整装配工艺方案（如：测振探头安装、密封环、调整垫配置，推力轴承安装、内机壳、型环间隙的测量、扩压器、密封胶条安装整机气密性试验、机组联轴器之间找正距离等问题）。

技术要点：

1.在机组找正方面，绘图制作找正架，生产制造。

找正距离：

1）减速机大齿轮与耦合器FF=1127。联轴器挠度值低0.30mm

2）空压机与减速机小齿轮FF=4080。联轴器挠度值低1.30mm

3）空压机与膨胀机FF=2750。联轴器挠度值高0.50mm

此距离超出以往找正尺寸，要求精度高，且还要注意考虑联轴器挠度值，箱体热膨胀值，可见难度系数很大。

2.型环间隙的测量：

空压机4个叶轮与型环间隙的测量，膨胀机2个叶轮与型环间隙的测量，采用铅丝和调整垫进行调整。

3.对设计所给的性能管路适当调整：

原设计要求在车间地沟排气管将六个出气管从此排除，考虑到由于每个气管路排出的压力不同，产生的流量在单位时间里也不同，易对管路产生逆向气流冲击机组，并使机组产生振动，最后与设计沟通决定将四个气管路单独从车间排除厂房外。

4.试车架子图的铺设：

由于机组体积大，形状不规则，且机组中心高达2958mm，这样就给机组铺架子带来困难，我们审查机组外观形状，采用方箱、横梁、垫铁搭架子形式来完成机组高度、左右位置定位及找正工作（机组定位、联轴器距离）。

四、机械运转振动分析

在对机组整个机械及性能运转的过程中各测振点振动值都符合技术要求：

减速机的机械及性能运转振动：1V1=38um，1V2=31um，1V3=26um，1V4=27um， 技术要求57.3um.

空压机的机械及性能运转振动：

低速轴 2V1=21um， 2V2=18um， 2V3=28um， 2V4=18um； 技术要求41.3um.

高速轴 3V1=8um， 3V2=7um， 3V3=28um， 3V4=25um； 技术要求39..3um.

膨胀机的机械及性能运转振动：

低速轴 4V1=28um， 4V2=29um， 4V3=31um， 4V4=30um， 技术要求43.3.3um. 高速轴 5V1=11um， 5V2=12um， 5V3=12um， 5V4=14um； 技术要求34.7um.

空压机和膨胀机机械及性能运转的各点温度都符合技术要求105℃，在45―82.5℃之间。

结语：基于上述各种情况，我们克服各种困难，历时2个多月装配、试车、气密性试验等工作顺利完成，各项测试技术指标均达到设计规范要求（包括：振动、温度、流量、压力、喘振点、性能曲线），并得到外商监制工作人员的认证。