丙烯壓縮機組聯軸器改造

袁生斌　黑君

摘 要：丙烯壓縮機是年產60萬噸甲醇裝置的核心設備，為低溫甲醇洗裝置提供冷量。該壓縮機與齒輪箱之間采用撓性軸螺紋連接裝配，這種裝配方式技術較為陳舊，檢修時螺紋連接的螺紋部分檢修時容易粘死，嚴重制約檢修工作的順利開展及裝置穩定運行。該文介紹該機組連接形式改為目前使用比較普遍膜片聯軸器的過程及改造效果。

關鍵詞：撓性軸 聯軸器 改造

中圖分類號：TH133.4 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）11（a）-0098-02

丙烯壓縮機以丙烯為介質，通過離心式壓縮機壓縮，用水冷凝，節流降壓蒸發，達到制冷效果，提供冷量給低溫甲醇洗系統中各丙烯換熱器，給低溫甲醇洗系統循環甲醇降溫，保證低溫甲醇洗系統的正常運行。丙烯壓縮機為美國約克公司提供的MODEL M455A型四級離心壓縮機，使用汽輪機驅動，軸功率8 518 kW，壓縮機轉子采用撓性軸連接，撓性軸與主軸通過螺紋連接裝配，這種裝配方式技術較為陳舊，螺紋連接的螺紋部分檢修時容易粘死，存在損壞撓性軸及轉子的風險，嚴重制約檢修工作的順利開展及裝置穩定運行。為此，2013年11月根據目前壓縮機的發展現狀，筆者所在廠提出將原機聯軸節即撓性軸改為膜片聯軸節，以免延誤開車時間。下面介紹具體技術實施情況。

1 項目實施內容

課題研究工作自啟動以來，開展了大量細致的研究及數據收集工作，主要分為丙烯壓縮機轉子檢修存在問題分析，數據收集、轉子初步設計和原機轉子尺寸測繪、聯軸節尺寸測繪，新轉子安裝3個階段進行。

第一階段：丙烯壓縮機轉子檢修存在問題分析。

丙烯壓縮機轉子采用撓性軸連接，撓性軸與主軸螺紋連接部分在檢修拆卸和安裝時容易粘死，給檢修帶來不便，延誤檢修時間。

2013年10月丙烯壓縮機在拆檢過程中，撓性軸與壓縮機主軸連接螺紋部分粘死，無法將轉子與撓性軸拆分，委托某壓縮機制造公司進行破壞性拆除并加工新撓性軸，新加工的撓性軸在安裝過程中與主軸再次粘死，破壞性拆除后重新加工新撓性軸，裝配合格后回裝，延誤檢修10天。

第二階段：數據收集，轉子初步設計。

（1）收集原壓縮機參數，包括介質、設計壓力、設計溫度、臨界轉速、軸功率等詳細參數。

（2）根據原機轉子的設計條件及目前運行的工藝數據，對壓縮機轉子進行以下幾項改造。

①原機轉子測繪，轉子外型包括葉輪外型、葉輪子午面型線及葉片內、背弧型線皆采用七座標的激光掃描及采集數據點云設備，采用模擬軟件三維對比成型，確保測繪設計的轉子與原機轉子尺寸的一致性。

②轉子主要材料的選擇根據計算和前期測繪的結果及 API617 標準重新設計、制造新轉子，轉子的主軸、葉片制造材料按圖紙要求執行，主軸材料為34CrNi3Mo，葉輪材料為40CrNiMo，嚴格控制材料的熱處理過程，保證材料的各項技術指標。

③計算轉子所承受的扭矩選擇合適的撓性聯軸節，同時確定新軸頭的軸頸和軸頭錐面的尺寸，聯軸器采用進口膜片聯軸器。

④聯軸節側的主軸內螺紋取消，改成錐面聯接形式，根據運轉速度和傳遞功率，計算傳遞扭矩，選取 φ114.3型錐面尺寸，采用液壓推進器，拆裝方便，聯軸器采用進口膜片式。

第三階段：新轉子安裝試運行。

自2014年7月份丙烯壓縮機改造轉子安裝后，分別進行了低速、高速試機，7月2日壓縮機帶負荷啟動后，各項工藝設備參數正常，壓縮機振值及位移趨勢平穩壓縮機運行情況良好。

2 獲得的經濟社會效益及應用前景

檢修因撓性軸螺紋連接粘死，外委檢修10 d，考慮撓性軸拆卸、安裝困難影響檢修時間2d，檢修時間共計延長12 d，造成甲醇損失2 150 t/d×12d=2.58萬噸，每噸甲醇按照2 170元計算，完全成本1749.99元/噸，每噸甲醇凈利潤2 170-1 749.99=420.01元/噸，故改造后每次檢修產生效益2.58萬噸×420.04元/噸=1 083.7萬元。

3 結語

此次改造將原撓性軸連接形式改為目前比較通用的膜片聯軸器連接方式，不僅解決了撓性軸在檢修時拆卸困難，容易粘死，耽誤檢修時間的問題，同時改造后的轉子與原轉子具有良好的互換性，為丙烯壓縮機提供了轉子備件，保證在轉子出現故障時第一時間進行更換，即節約了檢修成本，也為保證裝置長周期穩定運行奠定了良好的基礎。

參考文獻

[1] API617（2009）石油、化工及氣體工業用的軸流式、離心式壓縮機及膨脹機[Z].

[2] API 671煉油用特殊聯軸器[Z].

[3] API670振動、軸向位置和軸承溫度監測系統[Z].

[4] 丙烯壓縮機使用說明書[Z].