3/h空分机组增压机主推力瓦降温改造初探'>43000m3/h空分机组增压机主推力瓦降温改造初探
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摘要:甲醇企业生产能否长周期、满负荷运行，主要取决于空分装置三大机组的运行情况。而空分机组的增压机主推力瓦温度高低，是设备运行的关键，现就某60万吨/年甲醇项目43000m3/h空分机组空压机推力瓦高温的改造进行小结性初探。
甲醇企业生产能否长周期、满负荷运行，主要取决于空分装置三大机组的运行情况。而空分机组的增压机主推力瓦温度高低，是设备运行的关键，现就某60万吨/年甲醇项目43000m3/h空分机组空压机推力瓦高温的改造进行小结性初探。
一、空分装置RIK125-4+RBZ45-7压缩机组简介
43000m3/h空分装置RIK125-4+RBZ45-7压缩机组由等温压缩机RIK125-4、离心压缩机RBZ45-7、齿轮箱TA360-SFC、汽轮机EHNKS50/71/32、调节油站、联轴器和调节阀门等设备组成，共同实现向空分装置输送空气。
空分装置机组联接布置：原动机采用汽轮机，双出轴，汽轮机EHNKS50/71/32的排气端与RIK125-4压缩机联接，另一端通过齿轮箱与RBZ45-7压缩机联接。即，机组联接的布置形式如下示意图：
RBZ45-7增压机 + 齿轮箱 + 汽轮机 + RIK125-4等温压缩机
图1空分机组联接布置形式示意图
二、增压机概述
空分装置RIK125-4+RBZ45-7压缩机组中的RBZ45-7压缩机作为增压机，将一部分压缩净化的空气再增压，送入空分装置。
RBZ45-7型增压机为一缸三段七级压缩，其设计特点是外缸为整体筒形，所有工艺管道连接到锻造的筒型外壳上。内筒（包括内机壳，转子，轴承和密封等部件）在工艺管道无须拆掉的情况下可被拉出，方便维修。
RBZ45-7型增压机属于单吸入、多级多段、高速、带有中间气体冷却器、双支承结构。压缩机本体通过变速器由高速汽轮机直接驱动。
增压机主要技术参数：
介质： 空气
进气流量： 126420Nm?/h
进口压力： 0.592MPa(A)
进气温度： 26?C
排气压力： 7.23MPa(A)
主轴转速： 11668rpm
轴功率： 12630kW
一段抽仪表气量： 3920Nm?/h
一段排气压力： 1.377MPa(A)
一段排气温度： 132℃（冷却前）
二段中抽抽气量： 60500Nm?/h
二段排气压力： 2.845MPa(A)
二段排气温度： 130℃（冷却前）
三段排气温度： 185℃（冷却前）
旋转方向： 从RBZ45进气端看顺时针
推力轴承温度 报警值110℃
紧急报警（联锁值）120℃
三、增压机运行的病理情况
增压机投运后，一直出现主推力瓦温度随着负荷的增加而增高的现象，无法保证增压机满负荷正常运行。如：在主推力瓦温度达到105℃时，增压机三段压力无法再提高，只能达到6.0MPa，氧气产量仅为34000Nm3/h。为提高氧气产量，将增压机三段压力升高至6.2 MPa，增压机主推力瓦温度也随之增高至112℃,处于报警状态。
为保证系统安全运行，又把三段压力降至6.0MPa，增压机主推力瓦温度降至105℃左右，但这样直接导致了氧气产量的降低，无法满足空分装置正常生产需要。因此，必须查明增压机主推力瓦温度增高的原因，彻底解决影响生产的瓶颈问题。
四、解决增压机主推力瓦温度高的办法
1、增压机主推力瓦温度高原因分析
经多方原因探究，并采取尝试性的处理措施，包括调节油压，降低油温度，增加油管道，平衡管改造等，最终认为增压机主推力瓦温度高的主因是由于剩余轴向力过大所导致。
怎么解决增压机剩余轴向力过大问题呢?可从增压机叶轮同方向布置的这种结构形式分析，其轴向力的平衡主要依靠平衡盘来实现，剩余轴向力靠推力瓦来消除。为此，可通过加大平衡盘的平衡力，抵消叶轮产生的反轴向力，降低作用在主推力瓦上的剩余轴向力，实现降低主推力瓦温度的目的。
2、增压机所受轴向力分析
增压机的轴向受力情况分析如图2所示：
图2 增压机的轴向受力情况示意图
从图2可以看出，增压机所受轴向力有：
1.增压机工作时叶轮上产生的轴向推力F1,其大小与叶轮级数，叶轮形式大小，转速，前后压差，流量有关。
2.平衡盘产生的与叶轮轴向推力相反的轴向推力F2，其大小为F2=Sⅹ(P1-P0),S为平衡盘的有效工作面积，P1为增压机高压侧压力，P0为增压机低压侧压力。
3.工作时，推力盘受推力瓦的反作用力F0.
F0=F1-F2
要想减小推力盘的作用力F0,有两个途径，一个是降低叶轮轴向力F1,一个是增加平衡盘轴向推力F2。
在叶轮形式大小级数一定的情况下，要保证增压机正常工作时的工艺参数，叶轮轴向力F1是一个定值，那么只有增大平衡盘轴向推力F2了。
F2=Sⅹ(P1-P0)
S-----平衡盘的有效工作面积
P1-----增压机高压侧压力
P0------为增压机低压侧压力
若要达到增压机的额定工艺参数，P1为定值，只能考虑通过减小P0的压力值或增加平衡盘的有效工作面积来增大平衡盘的轴向推力了。减小P0曾采用直排方式，但效果有限；改善密封结构，减少漏气，但因受结构影响（平衡盘外密封距离短，密封效果差）不易实现，所以，通过增加平衡盘的有效工作面积来增大平衡盘的轴向推力，达到降低主推力瓦所承担的轴向力，实现降低主推力瓦温度。