原料装置冷冻系统是分子筛装置配套项目, 由于催化剂厂提高产量和增加产品品种。系统规模较原有系统有所增加, 其主要设备为螺杆式制冷压缩机组。压缩机组多次出现故障自动停机, 影响了装置的正常生产。为此, 通过计算和操作验证, 找出设备存在的问题, 彻底解决。
1 螺杆式制冷压缩机原理
螺杆式制冷压缩机属于容积式制冷压缩机, 它利用一对相互啮合的阴阳转子在机体内作回转运动, 周期性地改变转子每对齿槽间的容积来完成吸气、压缩、排气过程。当转子转动时, 齿槽容积随转子旋转而逐渐扩大, 并和吸入口相连通, 由蒸发系统来的气体通过孔口进入齿槽容积进行气体的吸入过程。在转子旋转到一定角度以后, 齿间容积越过吸入孔口位置与吸入口断开, 吸入过程结束;当转子继续转动时, 被机体、吸气端座和排气端座所封闭的齿槽内的气体, 由于阴、阳转子的相互啮合的齿的相互填塞而被压向排气端, 同时压力逐步升高进行压缩过程;当转子转动到使齿槽空间与排气端座上的排气孔口想通时, 气体被压出并自排气法兰口排出, 完成排气过程。
2 油冷却器出入口线的改进
氨压机油冷却器是一种卧式壳管式热交换器, 油在壳程, 水在管称。2#压缩机原冷却器由于水中杂质会在冷却器水管内结垢而降低传热系数以及水中带有腐蚀性离子造成管束腐蚀。使得油冷却器多根管束破损报废, 进行冷却器更新, 由于原油冷却器的尺寸小, 换热面积小造成冷却效果不好, 油温过高出现压缩机频繁自动停车。为了改善油冷却器的冷却效果, 所以把原有油冷却器尺寸φ350×3151×6更新为尺寸为φ500×4205×8的油冷却器。由于更新的冷却器尺寸要比原来冷却器大很多。而氨压机上其他油路管线未变动。造成新的油冷却器壳程油路储油量大, 而出口管线 (φ38) 细, 出现供油不足, 油压不断下降。造成新的油冷却器安装以后氨压机频繁自动停车。氨压机无法安全、平稳的运行。经过现场反复观察实验研究, 最后发现主要问题是氨压机油冷却器出口管线管径偏小, 造成油压阻力增大以及入口管线弯头太多增加了油压阻力。把氨压机油冷却器的出口管线由原来φ38管线变为φ57管线, 油冷却器的进口管线弯头由原来四个变为一个φ57的弯头。从而减小油压阻力。实现压缩机油压平稳运行。
3 油冷却器管线阻力损失计算
流体在圆形直管内的流动为层流
式中u1--φ38无缝管液体流速u2--φ57无缝管液体流速
A1--φ38无缝管截面积A2--φ57无缝管截面积----
qv--油泵体积流量η--试样动力粘度
υ--试样运动黏度ρ--与测量运动粘度相同温度下试样的密度
Re--雷诺数μ--L-DRA/A68冷冻机油的黏度
油冷却器出口沿程损失:
式中Δpf1--压力损失λ--摩擦因素l--直管长度ρ--L-DRA/A68冷冻机油的密度
d1--φ38无缝管直径d2--φ57无缝管直Re--雷诺数
局部损失:
4 结果分析
在压缩机的启动初期, 压缩机各个润滑点、内容积比调节润滑阀以及能量润滑的减载所需要的压力油靠预润滑油泵供给, 压缩机运行正常后预润滑油泵的运行与否决定于排气压力与吸气压力的压差, 压差达到0.43MPa, 油泵停止运行, 压差低于0.33MPa时, 油泵投入运行。氨压机刚开始运转时, 排气压力与吸气压力的压差达到了0.43MPa油泵停止运行, 油在压缩机整个系统靠系统自身压力进行循环使用, 但由于原有冷却器管线压力损失为1162.93 pa压力损失相对比较大, 造成油泵停止后油压降低, 而排气压不变, 使油压与排气压的压差越来越大, 如果两者压差超过0.18MPa, 压缩机自动连锁系统会启动, 使得压缩机自动停车。经过冷却器出入口线的改进, 油冷却器出入口管线压降由原来1162.93 pa降低到269.56 pa从而降低了893.37Pa, 大大减小管束阻力, 使得氨压机的油压能保持到恒定的压力。氨压机油冷却器整个改进以后, 未发生自动停车, 氨压机油冷却器一次性开机成功。
摘要：螺杆式制冷压缩机组是原料装置的重要大型设备, 由于更新油冷却器后, 螺杆式制冷压缩机频繁的自动停车。
关键词：螺杆式制冷压缩机组,油冷却器,停机