国产“四合一”机组氧化氮压缩机特点分析

杨 花 贺艳玲 郭小红

（西安陕鼓动力股份有限公司，陕西 西安 710075）

国产“四合一”机组氧化氮压缩机特点分析

杨 花 贺艳玲 郭小红

（西安陕鼓动力股份有限公司，陕西 西安 710075）

为国产“四合一”机组的氧化氮压缩机技术特点有个明确的认识，及目前国产氧化氮压缩机在行业内的发展趋势进行评估，简要介绍了国产“四合一”机组中氧化氮压缩机的特点，有针对性地介绍了结构设计应该关注的关键问题，提出解决问题的思路和方法。

氧化氮压缩机；预紧力；压缩量；轴端密封

1 机壳中分面螺栓的技术要求

氧化氮压缩机在正常运行时,螺栓受到的热是由法兰传来的,所以螺栓的温度总是低于法兰的温度,两者间有温差。这样,法兰的热膨胀将大于螺栓的膨胀,使螺栓被拉长,螺栓及法兰中产生温度应力。氧化氮介质作用在法兰结合面平面上的作用力大小决定了螺栓的预紧力。螺栓预紧力的计算如下：

设外螺纹的应力计算直径ds （mm）,称直径d（mm）,螺距t（mm）,则：ds=d-0.938 t

预紧力Fy（N）,预紧应力σy（N/ mm2）则：

预紧应力σy,根据螺栓的性能等级（保证应力σp,见表2）﹑螺母（或内螺纹）强度确定。当螺母（或内螺纹）的强度与螺栓相匹配时：

0.5 ～0.7也称许用系数，其选择与工作压力﹑工作温度﹑应用领域的重要度相关。NOx压缩机建议取0.5倍的许用系数。8.8级螺栓一般取σy≈300 N/mm2,在干摩擦状态下预紧时，摩擦力臂0.2d,则预紧力矩Ty（Nm）为：

确定螺栓的预紧力后，在操作上注意螺栓的预紧方式：先用人力拧紧,力矩一般为500～1000 Nm ,使螺母与法兰间,以及两法兰结合面间严密接触,然后用专用的法兰螺栓力矩扳手工具进行第二轮的拧紧,使螺栓拧紧到位。拧紧螺栓时总的顺序是：先中间后两端，左右对角操作，分两轮拧紧。

2 氧化氮压缩机密封改进

2.1 增加静密封措施。即在定子件中分面设置密封条。有两点注意事项：其一，按照API要求，机壳中分面置放密封条要征得用户的同意。其二，如果设置密封条，要遵循两个原则：选择合适的胶条；密封槽的设置要合理。具体按照下列原则确定：

在机壳中分面的法兰面﹑隔板中分面上加工出放置密封条的槽，中分面密封，用截面为圆形的胶条，胶条直径选择为Ф5.1±0.20计算如下：

压缩量m a x=（5.3-3.8）/5.3×100%=28.3%；

压缩量m i n=（4.9-4）/4.9×100%=18.37%；

充填系数max=π（5.3/2）2/（3.8×5.9）×100%=98.35%

根据以上计算选择胶条直径为Φ5.1±0.20压缩量可满足密封要求，但充填系数过高，容易导致胶条在沟槽中挤死而损伤，一般建议选择充填系数max=π（5.3/2）2/（3.8×6.9）×100%=84.10%的密封胶条，且材质既要耐温到250℃,又要耐NOx酸性介质。

2.2 密封槽的开口方式要合理，位置位于螺栓孔的近处，轴端位置和机壳与隔板之间也要有合理的搭接方式。

2.3 选择合适的中分面密封胶，既要耐高温﹑高压，还要耐硝酸腐蚀。密封胶的敷涂方式要十分讲究，一般敷涂在连接螺栓内侧，不必整个平面涂胶。另外，在轴承箱结合面处涂胶可防渗油，但要严格控制﹑适量，防止密封胶挤入轴承箱润滑油系统，造成污染。

2.4 充抽气式轴端密封,增强了密封效果。

氧化氮压缩机的轴端密封主要由三个腔组成，分别为充高压空气腔，充低压空气腔及混合气排放腔。

三个腔与机壳上相应孔及取压孔相连，取压孔用螺塞堵上，若要精确控制泄漏量，可接压力表。

3 蒸汽清洗及注意事项

在工艺生产的开始阶段，氨﹑亚硝酸盐的混合物沉积在氧化氮气体流经的通道和叶轮上堵塞流道，降低机组性能，给转子上带来不平衡量，引起机组振动。需要喷入气流中的蒸汽来清除掉这些沉积物，如图1所示。

为此，在压缩机的吸气接管上配有专用的蒸汽清洗喷嘴，将蒸汽细细喷入气流中。喷嘴喷蒸汽孔朝下，确保喷入蒸汽方向逆着NOx气流方向。在蒸汽清洗系统工作时排水总管上的主排水阀需保持开启，及时进行疏水处理。

结语

本文论述了氧化氮压缩机的主要特点，与实际应用采用对比的方法，阐述了一些改进措施。论证了国产“四合一”机组的氧化氮压缩机的先进技术水平为行业国产机组提供了借鉴。随着国产化“四合一”机组的成熟﹑完善和不断的发展，陕鼓氧化氮压缩机也在不断进步，逐渐受到用户的认可和好评。

图1 蒸汽清洗系统

[1]黄振华,方先请,白慰君．压缩机与风机密封[M]北京：机械工业出版社，1988．

[2]刘士学,方先清．透平压缩机强度与振动[M]．北京：机械工业出版社,1997．

[3]刘瑞堂．机械零件失效分析[M]．哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社,1998．

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