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标题: 2DZ5.5-1.8/285-320循环机改造方案设计 [打印本页]
作者: 13049526357    时间: 2013-12-24 12:05
标题: 2DZ5.5-1.8/285-320循环机改造方案设计
2DZ5.5-1.8/285-320循环机改造方案设计# S; k! N6 C  c8 V" J, h; [
% O1 D# V% E: {) t5 _! L$ e. f
某厂有2台2DZ5.5-1.8/285-320循环机和2台2DZ5.5-1.9/285-320循环机，结合大修进行改造。建议先对2台2DZ5.5-1.8/285-320循环机用低阻力气阀、活塞环密封不漏、单双环正反向密封填料等技术，并进行扩缸改造。技术手段保证技术数据。循环机用低阻力气阀改造气阀后，气缸吸气压差、排气压差很小（可以忽略不计），最大活塞力降低，可以扩缸改造循环机，改造后最大活塞力不允许超过原机的。循环机应用活塞环密封不漏技术和单双环正反向填料密封技术后，泄漏极大地降低，泄漏系数取高值（0.99）。如某厂合成系统为φ600系统，2.5万吨/年合成氨生产能力，系统主管道为φ127×21，以补气在循环机之前进行设计，循环机改造后，开一台循环机应满足开4台改造后的H8-36/320压缩机生产。改造后的H8-36/320压缩机容积流量为41.5m3/min，吸气压力为0.14MPa(1.382大气压)，吸气温度40℃(313K)。合成补气占循环气量的90%，若合成塔进气温度为298K，循环机吸气压力为28.43 MPa，则合成新鲜气补气量为41.5×90%×4× =0.70121 m3/min=0.011687 m3/s，因合成塔大，按补气一般占循环气量的20%到25%，取为23%，所需循环机的容积流量为0.011687÷23%=0.05081 m3/s=3.0488 m3/min，取改造后循环机的容积流量为3.1 m3/min，则合成系统设备或管道内的最大流速为(3.1/60)÷(0.785×0.0852)=9.12m/s，未超出工艺设计要求的10m/s，若有流通截面积小于或等于φ127×21管道的设备和管道，都必须改大。改造后的循环机使用条件：进、出口压差≤3.0 MPa，合系统工艺管道、设备内的最大流速小于10 m/s。0 q- U9 ~, ]0 Z
若开4台改造过的H8-36/320压缩机生产能力为：以3300Nm3半水煤气生产1吨合成氨，年生产310天计，单机年产合成氨能力(41.5×60×1.382× ×24)/3300×310=6767吨/年，4台压缩机年产合成氨能力为4×6767=27068吨/年。
, I/ l; {( d9 f/ X3 \3 R# K' b% {6 N# y0 T4 U8 i, m& l
1、2DZ5.5-1.8/285-320循环机主要技术参数
5 I8 B- U1 I7 v9 I4 Z5 Q, U. z5 p' J* f  B
吸气压力27.9 MPa，排气压力31.43 MPa，吸、排气压差3.43 MPa。
) b/ z3 E+ y- W& \$ V$ A5 O, f; {9 O吸气温度40℃，排气温度65℃。
7 q1 K8 c- m7 W7 x容积流量1.8 m3/min(吸入状态)。
; r+ s9 u  D7 O- j. ~' c活塞杆直径d=55mm，气缸直径D=100㎜。
6 Z$ t1 }' f# n2 q# n活塞行程S=240㎜，主机转速n=345rpm。
' O9 {4 K4 {% c$ O轴功率175kW，电机型号JS127-8，980rpm，180Kw。
! Y# f# e4 T, t$ d& T3 L# j! }; y+ z5 L' O
2、对置式循环机最大活塞力计算公式7 n' h7 }  |& e' K! B
4 _& K. h9 C* R& f$ P, `
规定循环机某一端气体力使活塞杆受拉为正，则有活塞在止点时的最大气体力为：
& l) U% w/ t. @) J2 B  Q " R( @5 z. G1 S2 j' A: M
3、原机的最大活塞力计算
0 @! u" k5 G) [) f) Z8 I+ ^  I0 g
. E( |1 l" ?3 R; J查图得气缸吸气压力损失的较小值 =1.1%，气缸排气压力损失的较小值 =2.1%，气缸实际吸气压力 =27.593 MPa，
9 H1 t& Q0 d5 x/ L! G* o气缸实际排气压力 =32.09 MPa，原机最大活塞力         =0.059924(MN)=59.924kN。
/ q/ w9 ^+ i6 b7 l" g
7 j% _8 @% j/ g2 A( ~7 h, L4、2DZ5.5-1.8/285-320循环机扩缸改造直径的确定
% ~. R0 o& e( c/ r. _$ c+ k
; Y4 P" a* i. t; e% o用低阻力气阀，取气缸实际吸气压力 =28.43 MPa，气缸实际排气压力 =31.43 MPa，气缸实际吸、排气压差3.0 MPa。扩缸改造的最大活塞力不超过原机的最大活塞力,则有：/ @$ S& O# W, a
=0.059924(MN)求得改造的气缸直径D=119.3㎜，试圆整取D=120㎜作为扩缸改造的气缸直径。$ U- e+ ?; s( u) s$ T5 b" N
* F/ E7 f- w0 d) R6 E+ j$ c
5、气缸直径D=120㎜扩缸改造的循环机容积流量计算
) \9 f, ^0 w. a
) E$ S* N, u6 G( t8 H. I% z气缸每分钟工作容积 =3.35065 m3/min; C  a$ {, u6 |: Q4 E% g
用低阻力气阀，取压力系数 =1，容积系数 ，取α=0.18，k=1.404，ε= ，则 。
1 Z9 t& ]" j9 b2 M) {填料和活塞环密封不漏，取泄漏系数 。
6 g* C  L" s2 t0 N循环机排气温度不高，根据压缩机设计资料取温度系数 。
4 Z' o  t4 u: c. |( ]* P  C: d5 b循环机的排气系数 ，                             
2 {6 Y8 T: e" W容积流量  m3/min。验算φ600合成系统主管φ127×21管道的气体流速为9.52m/s，其它设备的流通截面积不得小于φ127×21管道的的流通截面积。: s/ O3 x0 c; a1 c' ]7 M5 t
4 d0 U0 |# n! ]- Y3 O9 I# ]
6、气缸直径D=120㎜扩缸改造的循环机功率验算2 ?$ {5 m# e( K& P3 s
! B; Z" x1 d$ t0 r5 b) a. L4 F
循环机的指示功率按下式计算
- U% {1 E% ?' B7 U, ^ 6 N: s7 w2 J7 g9 I
气缸无冷却，取m=k=1.404，压缩性系数均接近于1，气缸每秒钟工作容积 (m3/s)。6 t2 g# k6 X  D. c8 s4 e  `% @, M
指示功率 Kw，取机械效率为0.92，则轴功率为N= KW＜175KW，原180KW电机可满足改造后的使用要求。7 }' E( z9 w, c, c6 \" X$ S
. D0 Y& T+ ?# r8 N! F
7、2DZ5.5-1.8/285-320循环机改造效益分析" E' F$ s" w' g) K6 c' v

5 ~1 \+ W* w* A: G& J4 Z% V8 Z通过以上计算和分析，可以把2DZ5.5-1.8/285-320循环机的气缸直径由原来的100㎜扩大为120㎜，开1台循环机就可满足2.5万吨/年合成氨的生产能力。未改造的要开2台满足2.5万吨/年合成氨的生产能力，以年生产310天，负荷率为90%，电价按0.30元/kW.h计算，改造后少开1台循环机年节电费:
; @+ |3 Q- I% w& D180×90%×24×310×0.30=20088.00元人同币。3 E+ P; Z: e! t+ L. V7 G
改造后活塞环、填料函、气阀能长周期运行一年以上，维修工作量降低，维修费用减少。% s* t; P& x$ z9 D5 I6 b8 y
8、气缸体及连接螺栓机械强度验算  q; h+ a. K. G- u. Y
经计算，气缸压盖螺栓、填料压盖螺栓强度满足使用要求，气缸体强度足够，计算过程略。
4 X- [2 O9 z/ ]+ u  Y' `) T. b9、2DZ5.5-1.8/285-320循环机改造零件一览表
$ k% B$ U2 e1 m% h零 件 名 称        材  料        图 号 规 格        数量        备  注& C  D7 ^8 j5 A" J, R# n+ h
气缸套        QT600-2        φ135×φ120×715        2       
2 x& @4 O3 y+ G* m. s活塞体        45        φ118×φ50×260        2        ; O( R+ C9 Y! N6 Z3 s; c5 j
活塞导向套        填充聚四氟乙烯        φ120×φ105×90        2        ! b7 \( X& v) W% A, ?1 b
活塞环(外环)        FH-1A        φ120×φ108×5        8        3 B) ^' y* e$ @) [0 p8 `
活塞环(内环)        合金铸铁        φ108×φ96×10        4        ' Q( }$ z* J: B# r$ W% M6 Y/ [* h  j, v
缸套圈        Q235        φ119.5×φ100×116        2       
1 v0 q6 v, e; _& T1 y' M4 y缸套圈        Q235        φ119.5×φ100×91        2        + n1 }; m2 h' `6 ~% z+ R
锁紧螺母        35        φ86×M48×3×37        2       
9 F& W4 M/ P7 a$ m: _紧活塞专用扳手        φ83×11高压管        φ83×11×110        2        ; N9 v0 r% I5 Z
阀片        尼龙1010        φ90×φ70×6        8        4 w; M* `! z3 r1 T; h% F0 {
阀片        尼龙1010        φ60×φ40×6        8        " k! H4 i& [# r3 J
吸气升程限制器        45        φ95×φ16.5×29        4       
( _5 z( e7 k  I( {. {: I2 I- ^排气升程限制器        45        φ95×M16×1×29        4        , U: i3 |2 v! B/ D! n3 @
弹簧        17-7PH                64        - _  {9 B3 y  F- I+ E2 I& A
双环阻流环        FH-1B        φ86×φ55×6        24       
/ l# v6 p& A, n9 {# L* x7 T) p双环密封环        填充聚四氟乙烯        φ86×φ55×8        12       
0 e+ g4 b$ g- I9 ^# h单环密封环        填充聚四氟乙烯        φ86×φ55×8        12       
9 j1 T! a4 l( z" N( Q( e9 ?4 M
  a& G. o7 f. U) O; }- ?# E
" I4 s. A) c  q9 V
9 `+ p- x1 e8 P5 f* F: k: D+ A/ Q  \. k( \7 m& b
电  话：  13049526357# x+ c# R5 E4 T4 A: t% A
传  真：  
2 P- ?5 C7 ]7 f3 |' s电子信箱： ) L1 r2 B$ [* I/ N) C* t




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