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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
' }7 D  |$ i( d
! l  z& \. j0 y. ]7 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。) {! ]8 T$ ]8 Y
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。) m& a! }/ N" d7 ]: [* N% X, d

# R) w7 k" [( ^1、2DZ5.5-1.8/285-320循环机主要技术参数0 z8 U, k# L0 F1 M, E( z
0 |( c) \) C, h$ `  i6 @/ s6 ~% l3 ]: R
吸气压力27.9 MPa,排气压力31.43 MPa,吸、排气压差3.43 MPa。
8 L; d: [7 {/ j9 L) x7 q吸气温度40℃,排气温度65℃。) u; J( B3 Z% l
容积流量1.8 m3/min(吸入状态)。
% V4 @! a1 W  v9 @3 M0 ]活塞杆直径d=55mm,气缸直径D=100㎜。% ~! t  V6 j3 `$ B8 X1 |) ?; P, Q
活塞行程S=240㎜,主机转速n=345rpm。1 }( l+ N* L* j
轴功率175kW,电机型号JS127-8,980rpm,180Kw。
* l$ f5 ^& r& Q" e6 _
3 L$ \3 T4 |- \, ^3 P7 b* Z! w2、对置式循环机最大活塞力计算公式8 R/ M3 u# p$ H: I+ A" M

* u) A: w0 s1 b7 L* a' v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:6 u) b% ?0 i- J* K
- `1 P6 ?+ y: W, [- X4 O2 b7 l
3、原机的最大活塞力计算
7 t* v6 L6 q" b" Q  Y2 s" f3 I- Y- e7 d6 w
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 A- t6 d1 T; C4 n  n4 F% a
气缸实际排气压力 =32.09 MPa,原机最大活塞力         =0.059924(MN)=59.924kN。
) r3 \' W, G: a" g# c" Z' ]
' x4 ^: t8 j. t" I; p4、2DZ5.5-1.8/285-320循环机扩缸改造直径的确定4 k( K5 u8 T2 C5 i; v

/ ~. i- N6 e( w- r8 _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:. L9 m" |' {5 x
=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。$ [* i" t- }: ]  J) }4 e) v

8 W* p" {, `% `( H  F5、气缸直径D=120㎜扩缸改造的循环机容积流量计算
& R5 h9 N& ^( e8 A, y! ]) M; ^8 Q( ]1 x! @2 m# n+ @
气缸每分钟工作容积 =3.35065 m3/min
& D2 z- R$ m3 b" f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 R1 P4 E1 {9 V填料和活塞环密封不漏,取泄漏系数 。
  ?. s& w3 J, M( ~循环机排气温度不高,根据压缩机设计资料取温度系数 。9 ^5 N. k  Y% J) k5 |- K
循环机的排气系数 ,                             - `) \" `4 j# q
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。2 A8 g) J1 F) D. z6 Z* \

& \. P9 O1 y2 U. w# c% P8 G+ ]6、气缸直径D=120㎜扩缸改造的循环机功率验算! h- `8 _) i0 }7 q- n, ~

5 m3 H( h! h- V. z) }9 J4 V循环机的指示功率按下式计算
4 I$ @1 q# S0 c! U% O
" v/ o! A5 C( R8 X1 }$ f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)。) @  q( G$ f) i. G, K+ D
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。
& x$ F8 p* _0 Q# T) J9 p
  F" t) _5 O  b4 G' q  o7、2DZ5.5-1.8/285-320循环机改造效益分析$ M- A* R" M) K! a( q

( F6 m6 w7 d8 X3 e' e3 \" @8 _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:4 o: {$ Q  f8 F8 o' g$ y
180×90%×24×310×0.30=20088.00元人同币。' d' t8 {0 Z* S8 Z5 C+ p
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。; W6 i+ l" b) A
8、气缸体及连接螺栓机械强度验算, @. E9 ^. b& H0 \
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。
# y  H/ c- D- }) Y0 x$ S7 @9、2DZ5.5-1.8/285-320循环机改造零件一览表9 b* n8 O' g; }0 \- A2 E$ p/ _2 s
零 件 名 称        材  料        图 号 规 格        数量        备  注0 y( }3 l- k! ]* `
气缸套        QT600-2        φ135×φ120×715        2       
) h5 E* j& u* R1 L活塞体        45        φ118×φ50×260        2        ) V2 g5 H7 q7 ~; ~" q5 M: Y$ V
活塞导向套        填充聚四氟乙烯        φ120×φ105×90        2       
) O: I$ r, R- Q( C" ]" W活塞环(外环)        FH-1A        φ120×φ108×5        8       
! {6 @2 P) |$ B) B活塞环(内环)        合金铸铁        φ108×φ96×10        4        0 N# m1 C, s9 `$ {$ T9 D; E2 q# c
缸套圈        Q235        φ119.5×φ100×116        2        & h0 S9 f8 ?6 }4 Z* J; @
缸套圈        Q235        φ119.5×φ100×91        2       
% I$ Z, x( t1 N3 d: _" s8 t锁紧螺母        35        φ86×M48×3×37        2        7 l1 |+ p  q; a- O" J7 B
紧活塞专用扳手        φ83×11高压管        φ83×11×110        2        6 X& c" M1 |9 K
阀片        尼龙1010        φ90×φ70×6        8       
0 a, b  J, s0 _& Y  w阀片        尼龙1010        φ60×φ40×6        8       
2 ]& U/ o+ [9 s' U0 c# u: O+ Y吸气升程限制器        45        φ95×φ16.5×29        4       
$ w0 ], P: g) Q0 }: t排气升程限制器        45        φ95×M16×1×29        4        9 t5 ?9 }* B7 m  R) i$ ?) c
弹簧        17-7PH                64       
+ N( T( a2 Q$ E* M+ g* S( V双环阻流环        FH-1B        φ86×φ55×6        24        - l) L3 N! |; e2 J7 p  J+ g; D
双环密封环        填充聚四氟乙烯        φ86×φ55×8        12        4 P) H- z) c6 l) ]+ Z, f
单环密封环        填充聚四氟乙烯        φ86×φ55×8        12       
) n# X9 E; r- k! x  {7 e( T
8 x4 t7 n% c. m8 b- L" b  n3 ?2 e( W7 o6 {2 U) B
0 R# G5 ]1 v6 [9 `# L

/ ~) w1 n5 y1 V/ M3 k% s  M+ Z电  话:  13049526357
- m/ ?! }/ M$ u# s: ]传  真:  
: @# _. \  y  a6 W电子信箱: ' A5 [' b* {1 a# s
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