42000m3／h空分设备空气增压机主推力轴承降温改造

Reform of lowering temperature of main thrust bearing ofair booster of 42000 m3/h air separation plantYang Chenglong，Li Yong[New Energy Fenghuang(Tengzhou)Energy Co.，Ltd.，Mushi Town，Tengzhou 277524，Shandong，P.R.China]Abstract：The temperature of the main thrust bearing of the air booster completed for 42000 m /h air separationplant exceeds the limit，and the said temperature is lowered through increasing the diameter of the big balancingdisk to enlarge the balancing force of the balancing disk，offset the axial thrust generated by the impeller，andfurther decrease the residual thrust applied onto the main thrust bearing.Here，the outline and main technicalparameters of Model RBZ45.7 air booster are briefed.and the reforil procedures of the balancing disk and theobtained effects are described。

Keywords：Large·sized air separation plant；Air booster；Balancing disk；Bearing temperature；Exceeding limit1 机组概况新能凤凰 (滕州)能源有限公司-期 36万 t/a甲醇项 目以煤为原料，采用对置四喷嘴气化工艺制气。项 目配套建设的42000 m /h空分设备，采用RIK125RBZ45型离心空压机组提供加工空气。

空压机组由 RIK125型等温空压机和 RBZ45.7型空气增压机组成，由汽轮机驱动，双出轴，汽轮机排气端与空压机连接，另-端通过齿轮箱与空气增压机连接，如图 1所示空压机组同时配套了完善的辅机系统.包括 白控系统、低压电控系统、润滑油系统、空压机顶轴油系统、空压机叶轮水清洗系统和凝结水排放系统收稿日期：2012-12-30作者简介：杨成龙，男，助理工程师，现在新能凤凰 (滕州)能源有限公司空分车间工作。

· 23· 图 1 42000 m。/h空分设备配套空压机组流程示意图RB245 型空气增压机由西安陕鼓动力股份有限公司设计、制造，其外部的筒式机壳由钢锻造而成并以焊接法兰连接，内机壳为水平剖分，轴端、级问和叶轮口圈密封均为迷宫密封。采用 3段7级压缩，带级间冷却器。

平衡盘是离心压缩机常用的平衡轴向力装置，设置在压缩机的排气端，为带弹簧的半浇注巴氏合金镀钢环。平衡盘的高压侧与压缩机末级叶轮相通，低压侧与压缩机入口相连接或与较低压力的叶轮出口相通，其外缘与汽缸间设有迷宫密封，从而使平衡盘的两侧保持-定的压差，该压差会产生-个轴向力，其方向与叶轮产生的轴向力相反，从而平衡-部分轴向力。

推力轴承为双面金斯贝雷轴承，其主要作用在于有效承载转子的剩余轴向推力，主、副推力面的承载能力相同，轴承瓦块调节灵活，瓦块的载荷分布均匀，提高了轴承的承载能力和减振能力。主、副推力面上，在两个瓦块附近，巴氏合金处均预埋两支互为备用的热电阻温度计，可准确检测轴承瓦块温度，确保转子运行可靠。

RBZ45-7型空气增压机的主要技术参数：进气量 12.4万 m /h，压缩介质为干燥无油空气；进 口压力 0.585 MPa，排气压力 7.2 MPa，中抽气压力2.75 MPa，中抽气量 65000 m /h；进口温度 25℃，出口温度 186℃ (冷却前)；轴功率 12550 kW，工作转速 11658 r/min；轴承温度 <90 oC，轴承位移0.1 mm，轴承振动值 <30 m。

2 主推力轴承温度偏高的原因空气增压机投运后。-直存在主推力轴承温度偏高现象.末级排气压力维持在 6.5 MPa左右。

2011年初，主推力轴承温度达到 105 oC.并呈上升· 24 ·趋势。末级排气压力无法提高，只能达到5.5 MPa，无法满足空分设备正常生产的要求.氧产量仅为28000 m /h。

针对以上问题，采取多种尝试性解决措施，包括降低润滑油温度、提高润滑油压力、增设润滑油冷却器、提高单管润滑油压力和平衡管改造等。最终分析确定为空气增压机轴向力增大，使剩余轴向力过大进而引起主推力轴承温度偏高。

3 解决方案解决剩余轴向力过大问题，就得从空气增压机叶轮布置形式分析受力情况开始。叶轮产生的轴向力的70%～90%依靠平衡盘来实现平衡，剩余部分由止推轴承来承受。因此，可通过加大平衡盘的平衡力，来抵消叶轮产生的轴向力.降低作用在主推力轴承上的剩余轴向力，达到降低主推力轴承温度的目的。

在空气增压机叶轮设计参数-定的情况下，叶轮轴向力为定值，要保证空气增压机正常运行，只有增大平衡盘轴向推力，而增加平衡盘有效工作面积来增大平衡盘轴向推力是最简单可行的方法。经与相关单位多次分析、计算，决定将平衡盘直径加大 5 mm。

4 平衡盘改造步骤2011年 5月5日11：06，空气增压机主推力轴承温度两分钟内由105 oC上升至 120℃，达到跳车值，空分设备联锁跳车。待机组缸体温度下降至常温后。对空气增压机平衡盘进行为期 15天的紧急改造 。

对原平衡盘采用车套加大直径的办法，用过渡配合的销钉固定，安装时采用热装方式。具体步骤如下 ： (1)拆卸内缸、转子，初步清理；(2)加工原平衡盘和轴套；(3)转子主轴与轴套热装；(4)紧固转子主轴与轴套，钻孔嵌四个螺堵；(5)车转子密封槽；(6)镶密封条， 车密封条；(7)转子打表，车平衡盘密封套；(8)内缸、隔板除锈；(9)转子做高速动平衡；(10)回装转子、内缸。

5 平衡盘改造效果空气增压机平衡盘改造后，于2011年 8月试车运行♂果显示改造效果明显：空气增压机末级排气压力可达到设计值 7.2 MPa，主推力轴承温度维持在59.6℃，空分设备满负荷运行≌气增压机主要参数对比见表 1。

6 结束语42000 m。/h空分设备空气增压机主推力轴承降温改造后，空分设备安全 、稳定运行 ，负荷满足后续生产系统需要。实践证明，通过平衡盘改造，※ ※表 1 平衡盘改造前后 RBZ45-7型空气增压机主要参数对比参 数 设计值 改造前 改造后主推力轴承温度/℃ <90 105 59.6副推力轴承温度/℃ <9O 58.5 57.8前支撑轴承温度/C <9O 71.6 67后支撑轴承温度/℃ <9O 无 65.9轴位移/mm 0.1 0.67 O.38进气侧轴振动值/ m <30 17.2 1O.4排气侧轴振动值/ m <30 30.2 27.6进口压力/MPa 0.585 O.42 0.4l中抽气压力/MPa 2.75 2.33 2.53末级排气压力/MPa 7.2 5.38 6.98从根本上解决了空气增压机主推力轴承温度高的难题，保证了空分设备的长期稳定、满负荷运行，保障了煤化工装置的长周期运行。