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2DZ5.5-1.8/285-320循环机改造方案设计

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发表于 2013-12-24 12:05 |只看该作者 |倒序浏览
2DZ5.5-1.8/285-320循环机改造方案设计1 e; q: G) M5 I& `8 Z& F
4 y8 q6 @: H1 U4 L5 q
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。5 g) q$ Z4 H1 x. |! F7 M
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。2 q9 j% f1 F' M- P. K# c; q
0 q2 t2 |) X- n5 U. e
1、2DZ5.5-1.8/285-320循环机主要技术参数0 f% f% m; E- B) }/ D! O
  L. T! A/ ^4 m2 J; F9 @
吸气压力27.9 MPa,排气压力31.43 MPa,吸、排气压差3.43 MPa。* O4 J7 |0 z2 `, }, i# f
吸气温度40℃,排气温度65℃。
* @9 ~" h0 L9 }6 h% V6 k容积流量1.8 m3/min(吸入状态)。( I) {0 F' ~0 E: `* d: F0 w4 `! M0 }/ x
活塞杆直径d=55mm,气缸直径D=100㎜。
  @' @6 _+ ]2 |; L! }活塞行程S=240㎜,主机转速n=345rpm。
' X6 b" T- l% M$ R轴功率175kW,电机型号JS127-8,980rpm,180Kw。4 d' J4 z0 `' q5 Y9 z

2 s* d& [2 \/ k& j2、对置式循环机最大活塞力计算公式
- d. x/ v8 k4 B3 _' G
2 P% z) k% a) J/ O  G& M( c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:4 y0 F% H  D* K; o, i" w% D3 x
, F: q1 F& W3 H* R6 L
3、原机的最大活塞力计算+ ~$ n3 ]% r' G
' e  ~( i1 `9 |8 y/ g
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,) h. R( U! v9 g0 }" d
气缸实际排气压力 =32.09 MPa,原机最大活塞力         =0.059924(MN)=59.924kN。0 V% d4 b6 j' n5 A
* {# c5 e. f2 h2 x) [6 \/ `. X
4、2DZ5.5-1.8/285-320循环机扩缸改造直径的确定
1 w2 z$ ~. y2 B$ H8 D% [% n0 y* d+ ~1 G* X
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:! k3 {. ]2 M* }6 k- k* Z7 L$ n$ p* ]
=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。( |0 `% M4 O5 M7 S7 e6 i+ @, |

# R1 J. T* ]7 ^+ X% C5、气缸直径D=120㎜扩缸改造的循环机容积流量计算$ l/ f$ W& j. [/ m- c8 t
8 s4 ]3 ~, a. @! a& z: F8 ?/ S9 X. H
气缸每分钟工作容积 =3.35065 m3/min5 p5 h- z1 o/ x3 e; ^1 c
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 。9 q2 p7 W# x+ S7 ^% Q4 H
填料和活塞环密封不漏,取泄漏系数 。
4 w# L# C) v" ]" ?" \, I循环机排气温度不高,根据压缩机设计资料取温度系数 。- H& D! F5 s9 Z' F* V
循环机的排气系数 ,                             4 r: y) K; x1 ?& u, V
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。; B/ a% r7 [: F& Q4 v/ s
! T( r' C5 Y# I
6、气缸直径D=120㎜扩缸改造的循环机功率验算
8 a$ G4 _8 n1 d
7 z: c! q6 _8 J- B循环机的指示功率按下式计算
5 ]+ T+ D, v* z) V 1 ?7 Y6 ~' I. B) C
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)。
' G5 W: {: O! A5 ^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。6 `9 l$ Z( {/ g# f! @( x
0 D+ m8 A% I: y, w$ S. ?' x# P
7、2DZ5.5-1.8/285-320循环机改造效益分析  `! p0 s( {9 A6 t( W

: i; R1 x, j! m( [3 x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:
6 H" s' R) [  Y' y180×90%×24×310×0.30=20088.00元人同币。% e. i; Z: S/ ?$ t/ p3 n9 J9 v' w
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。7 i6 N  o- i8 Z6 }+ p
8、气缸体及连接螺栓机械强度验算
  f' w) j; v+ K+ {$ y0 o! b5 k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。
  L: P3 B* b* O; f9 l9 `9 {9、2DZ5.5-1.8/285-320循环机改造零件一览表
, [" y+ p: _6 h零 件 名 称        材  料        图 号 规 格        数量        备  注# u( k  }7 U. j) ]$ x
气缸套        QT600-2        φ135×φ120×715        2        % z* U( }- k. S& q) ^& K  @
活塞体        45        φ118×φ50×260        2       
5 M5 @% o* L- Y. x! E$ w8 K活塞导向套        填充聚四氟乙烯        φ120×φ105×90        2       
0 d1 z% J( G/ s6 u) i0 `/ c活塞环(外环)        FH-1A        φ120×φ108×5        8        " H8 J$ A" r. J' T
活塞环(内环)        合金铸铁        φ108×φ96×10        4        - U: g' M- a3 Z# ], ~% [+ R
缸套圈        Q235        φ119.5×φ100×116        2        ! [/ u4 t* M. s2 h! L. d7 h
缸套圈        Q235        φ119.5×φ100×91        2       
; }; f) a2 U2 D+ g9 e% t3 D锁紧螺母        35        φ86×M48×3×37        2        : D( {! N2 A7 M& y
紧活塞专用扳手        φ83×11高压管        φ83×11×110        2        ; M5 F4 y. x2 }: N6 v& o  x
阀片        尼龙1010        φ90×φ70×6        8        ! d$ S# l9 x& c8 o3 `7 M6 B& t
阀片        尼龙1010        φ60×φ40×6        8        * [" r: ~8 O7 S- k7 E/ y
吸气升程限制器        45        φ95×φ16.5×29        4        . v1 [! \/ O: v6 ~- R/ J! g
排气升程限制器        45        φ95×M16×1×29        4       
' l; i7 k8 j) }& \3 |3 v* ?弹簧        17-7PH                64        7 p8 E; J, w2 K) |5 p' B
双环阻流环        FH-1B        φ86×φ55×6        24       
, Q5 _& h3 Z7 W双环密封环        填充聚四氟乙烯        φ86×φ55×8        12       
" b9 M; g7 `% a8 _. Z6 c单环密封环        填充聚四氟乙烯        φ86×φ55×8        12        / h! C& |: C/ D  \8 d# Z, ]( |

% E; H% n1 |* V/ G7 M! [# A) H2 Z# T
' R) r4 _; f( a, G3 e  ~4 ^
( U4 I& R2 B5 M% H2 G1 S; g) ]  ?
电  话:  13049526357
& s! V- K; K' Z- a6 l1 ^0 I0 R传  真:  4 `0 K7 P# y& ?- K8 {% C
电子信箱:
! C; Q4 P7 ^3 b
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