8m80氢氮气体压缩机产品简介

8M80 氮氢气压缩机产品简介 沈 阳 申 元 气 体 压 缩 机 有 限 责 任 公 司 （ 沈 阳 申 元 气 体 压 缩 机 厂 ） 8M80 氮氢气压缩机产品简介 沈 阳 申 元 气 体 压 缩 机 有 限 责 任 公 司 （ 沈 阳 申 元 气 体 压 缩 机 厂 ） 2 为适应我国合成氨工业发展的需求，推动我国大型往复活塞式压缩 机制造业的发展，我公司受晋煤煤化集团、石家庄金石化肥有限责任公 司的委托，研发了 8M80-500/260 超大型氮氢气往复活塞式压缩机。该机 组创下多项国内第一：主机采用八列对称平衡型结构，为国内列数最多； 单列 80 吨活塞力、整机最大驱动功率 10000KW，单机功率为国内最大。 该机组的成功研发填补了国内空白，刷新了国内往复活塞式压缩机的发 展历史。8M80 系列机组可以应用在焦炉气、煤气、天然气做原料的化工 流程中，也可以应用于催化重整、加氢裂化、聚乙烯等炼化流程中。稍 加变型，即可开发出六列、四列、三列、两列的 80 吨活塞力的压缩机组， 可以适应各种不同化工流程的需要。 8M80 氮氢气压缩机产品优势 1 适应市场需求 满足了用户扩大再生产的需要，为用户提供单机更大流量的高压压缩 机产品。 2 技术先进 在 8M80 氮氢气压缩机的研发过程中解决了大直径活塞杆高压密封、 运动件动力特性复杂、超大型整体机身铸造工艺和加工精度、分体式曲 轴的设计与加工工艺、消除大流量气流脉动及易损件的优化设计等多项 问题。 3 设计合理 优化整体结构，合理布置各列之间曲柄的错角，降低了驱动侧主轴颈 扭矩的不均匀度，加上八列对称平衡型结构，使得一阶、二阶惯性力和 3 惯性力矩都得到了完全的平衡，运转更加平稳。一级气缸采用多缸小缸 径，降低了发生震动的可能性，避免了大直径活塞容易碎裂的问题，降 低了活塞支承环的比压，有效地提高了易损件的使用寿命。 4 结构新颖 采用整体八列、一级气缸多缸的形式，这在高压氮氢气压缩机中是 第一次。六级采用贯穿杆结构，往返行程活塞力完全相等。缓冲器内设 有脉动衰减器，缓冲、消震、降噪效果更明显。 8M80-500/260 型氮氢气压缩机技术参数 介质： 氮氢气 备注 进气压力： 0.024-0.04 Mpa（G） 排气压力： 26.0 Mpa（G） 入口状态流量： 500 m3/min 进气温度： 35 排气温度： 40 轴功率： 7619KW 电机功率： 8000KW 8M80 系列氮氢气压缩机产品总体布置型式 4 8M80 系列氮氢气压缩机结构特点 1 产品总体结构特点 结构型式 列数 级数 润滑方式 机组布置形式 八列对称平衡 型 8 6 一、二、五级有油， 三、四、六级无油 （预留注油孔） 二层 本产品为八列六级对称平衡型，各列气缸水平布置并分布在机身两 侧，具有动平衡性好、驱动侧扭矩均匀、操作检修方便等优点。气缸水 冷、运动机构采用压力循环油润滑、电机拖动，压缩机流程中设有回路 调节阀，可供压缩机启动和调量时使用。压缩机设有电动盘车装置，在 开车之前可以用此装置进行盘车，以检查往复运动件在运动中有无阻滞、 撞击现象。 本产品设有对气、水、油的压力、温度进行自动监控和指示的仪表， 能在危险工况下发出报警讯号以至发出停机联锁保护的指令，同时还设 有气体超压安全泄放装置。 2 产品技术特点 本机采用低噪音技术：容器内增加脉动衰减器，能有效减低气流脉 动和气流噪音。气阀阀片及所有相关的密封元件均采用高强度塑料制造， 降低了由于撞击所产生的噪音。 本机具有产量调节功能：通过适当调整进气压力可在一定范围内增 加产量；通过对管线回路调节阀的控制，可以在一定范围内控制流量。 5 本机便于检修：活塞杆与十字头采用半液压连接，为用户检修填料、 活塞环等提供了便捷的操作环境；对各主要螺纹连接部位均给出了明确 的紧固力矩，为维修者提供了准确的操作依据。 易损件寿命高：除了采用新材料外，本机在设计中对三大易损件的 结构参数均采用了优化设计，使其工作更可靠，使用寿命更长，大大延 长了无故障运转周期。 8M80 系列氮氢气压缩机主要零部件结构简介 1 机身与中体 8M80 压缩机采用八列超大型整体机身，它 具备足够的刚度和强度。在制造中，我公司成 功地解决了大型整体机身铸造工艺和加工精度 的难题。曲轴箱自成一体，可拆卸的中体分布 在两侧，两侧中体内设置十字头滑道。曲轴箱 顶部为开口式,便于主轴承、曲轴和连杆的安 装及检修。顶部开口处设有分体式盖板，并设有机身呼吸器，使机身内 部空间与大气相通，随时保持压力平衡。中体十字头滑道两侧开有方孔， 用于安装、检修十字头。主轴承采用滑动轴承，为分体上下对开式结构， 瓦背为碳钢材料，瓦面为轴承合金。定位主轴承两端面翻边，用来实现 曲轴的轴向定位。轴承盖设有吊装螺孔和安装测温元件的螺孔。轴承盖 用螺栓紧固在机身上。 6 2 曲轴 曲轴采用 8 列分体式，强度、刚度均满足 80 吨活塞力的要求。本次 设计是在充分总结了 7M50 分体式曲轴成功安全使用经验的基础上完成的。 设计中合理地分配各列曲柄之间的错角，使驱 动端的扭矩脉动幅度更小。同时，对曲轴的刚 度做了精确地分析，避免了因扭矩脉动引起的 扭振，从而确保了曲轴及轴瓦工作的安全性。 曲轴材料为合金钢，轴体内无油孔，避免了由油孔产生的应力集中 的损害。 3 连杆 连杆分为连杆体和连杆大头瓦盖两部分，由二根连杆螺栓将其连接 成一体。连杆大头瓦为剖分式，瓦背材 料为碳钢，瓦面为轴承合金；大头瓦外 侧表面镶有圆柱销，用于大头瓦径向定 位，防止轴瓦转动。连杆小头衬套为整 体式，衬套材料为锡青铜。 连杆的轴心线采用小头衬套定位，大头瓦在曲轴的轴向有较大的 串动量，但两侧间隙不一定对称分布，它对曲拐中心与中体滑道中心 的不同轴度有补偿作用。 为确保连杆安全可靠地传递交变载荷，连杆螺栓必须有足够的预紧 力，其预紧力的大小，是用专用液压紧固工具的压力来保证的。连杆体、 7 大头瓦盖为优质碳素结构钢制成，连杆螺栓为合金钢制成。大头瓦盖侧 面设有吊装用螺孔，使连杆的拆装更为方便。 4 十字头 十字头为组合式结构。十字头体材料为铸钢，滑履为以 20 钢为基体 加轴承合金制成，用专用螺栓紧固在十字头体上。十字销为圆柱形，安 装在带铜套的十字头销孔中；销体内分布轴 向和径向油孔，用于润滑油的输送；销颈与 连杆小头衬套选择合适的间隙配合。十字头 与活塞杆的连接采用我厂专有技术的半液压 连接结构。半液压联接结构对预紧力可以达 到精确地控制，使活塞杆主受力部位保持在合理的弹性变形范围内，有 效地改善了应力循环特性，降低了应力幅，提高了可靠性。该连接方式 具有结构简单，安全可靠，拆装方便，省时省力的优点。 5 接筒 接筒为由铸铁制成的筒形结构、单隔室型式。腔室的顶部设有放空 口，底部设有排污阀，腔室根据需要可设有废液回收、漏气回收、冷却 水连接法兰及接头，用于与外部管路的连接。 接筒两侧开有窗口，便于对相关部件安 8 装、检修。在靠近机身侧的凹形隔板处设有刮油器。接筒与机身及气缸 的连接采用止口定位，定位面密封采用涂胶密封。 6 气缸 一级气缸采用同级多缸式，避开了大缸径，有效地降低了发生气缸 振动的可能性，解决了大直径活塞易碎裂等问题，从而提高了整个机组 的可靠性。 气缸主要由缸座、缸体、缸盖三部分组 成，气缸设有冷却水夹层。五、六级气缸采 用温差工艺安装缸套，缸套与缸体过盈配合。 气缸盖侧设有支承，用于支撑气缸重量和调 整气缸水平。 7 活塞 本机活塞直径相对较小，这样会大大提高活塞的使用寿命。活塞部 件是由活塞体、活塞杆、活塞螺母、活塞环、支承环等零件组成，每级 活塞体上装有不同数量的采用高强度塑料制成的活塞环和支承环，用于 密封压缩介质和支承活塞重力。 活塞与活塞杆采用螺纹连接，活塞杆 与活塞螺母紧固方式为液压联接紧固和电 加热紧固双重方法。 活塞杆由合金钢锻制而成，经调质处理及对摩擦表面进行硬化处理， 具有较高的综合机械性能和耐磨性。 活塞杆与十字头的连接采用半液压连接方式，其中受拉部位的设计 9 和加工均经过严格控制，保证其动态应力循环特性处于最佳状态，保证 其使用的可靠性。 8 密封填料 本机填料设计难点是密封直径大，压 力高。高压填料采用我厂专有技术，解决 了这个难题。压缩机的填料是用于对活塞 杆的密封，用以阻断气缸中高压气体沿活 塞杆轴线方向的外泄。 密封填料根据用户的要求可设有漏气 回收接口，用于收集泄露的气体并引至处理系统，也可直接将泄露的气 体放入接筒腔内，经接筒顶部放空口排至处理系统。密封填料为通水冷 却型式，在填料盒外部设有冷却水腔。 9 气阀 气阀是压缩机重要部件之一。本机气阀的设计融入我厂多年的设 计经验，设计中对各组气阀都做了动态特性分析，使其结构参数均处 于最佳状态。保证性能可靠、功耗低、 使用寿命长。其中一、二、三级为环 状阀，四、五、六级环网状阀。阀座、 阀盖材料为锻钢制造，表面有化学防 腐镀层，可有效地防止腐蚀及不粘焦 10 油。阀片为高强度塑料制成，具有耐冲击、低噪声的特点。弹簧材料 采用沉淀硬化不锈钢丝制成，具有较高的抗疲劳强度和耐腐蚀性能。 这些新技术、新工艺、新材料的应用，可有效地保证气阀的使用寿命。 10 刮油器 刮油器主要由压盖、壳体（或刮油盒） 、刮油环、拉伸弹簧组成。 刮油环为平面三瓣直开口结构，设有锋利的刃口和宽敞的回油沟槽，保 证刮油彻底、回油通畅。刮油环材料为锡青铜。壳体下方设有回油孔， 可将刮下来的油经回油孔流回到机身油池。 11 管路 管路部分包括气体管路系统、冷却水管路系统、运动机构循环润滑 系统。 11.1 气体管路系统 在末级出口阀门前设置止回阀，用于防止压缩机停机后，工艺系统 中的高压气体倒流。各级气体排气管线上设有安全阀，当压缩机系统中 的压力超过限定压力时，能及时自动开启将超压气体泄放，以保证压缩 机安全可靠运行。为满足压缩机空载启动和停机以及实现排气量的调节 的需求，本产品设有回路调节系统。在气体管路上，采用各段末级排出 管路与初级吸入管路连通的方式，通过控制旁通管路上的阀门，将末级 部分气体返回至初级，可在压力、温度均基本不变的情况下工作，实现 适当的无级连续调节气量，同时也为无负荷启动提供了保证条件。 11 11.2 冷却水管路系统 冷却水管路系统是由从压缩机进水总管阀门起至回水总管阀门止的 全部管线、法兰、阀门及管件组成。冷却水管路为有压循环系统，各冷 却水腔的进、回水管线上设有水流量控制阀门、在回水管线上设有视水 镜和温度计，便于观察水流及回水温度。在进水总管上设有放水阀，用 于压缩机停机后排放管路系统内的存水。 11.3 运动机构润滑系统 本产品运动机构（曲轴、连杆、十字头）采用 700L/min 稀油站强制 润滑方式。稀油站是由包括主辅油泵、油冷却器、油过滤器、安全阀、 电加热器等组成的独立的稀油设备。稀油站的油池设有电加热装置，油 温低于 27时自动启动电加热器进行加热，当油温升至 35时，自动停 止加热。循环润滑系统中设有主、辅油泵，主油泵在压缩机正常运行时 使用；辅助油泵主要用于压缩机启动前的预润滑以及在主油泵出现故障 时使用。本机所配稀油站的双泵可互为主辅油泵。油站设有可切换式双 过滤器，可在不停机的状态下相互切换，便于随时清洗过滤芯。 8M80 系列压缩机与国内同行业相关产品的对比与产品优势 上世纪 80 年代以来，合成氨用往复活塞式压缩机基本系列主要有 4M8、4M20、4M50、6M50 系列往复式活塞式压缩机，其排气压力为 31.4Mpa，机组采用 4 列或 6 列布置。由于以上压缩机单机生产能力较小， 已逐渐不适应用户扩大再生产的需要。为此，用户希望能够拥有单机流 12 量更大的同类高压压缩机产品。但是，大流量的高压压缩机又面临着要 克服大直径活塞杆高压密封、超大型整体机身铸造工艺和超大型多列整 体机身及曲轴加精度难以保证等诸多难题。 下表是近 30 年来常用高压氮氢气压缩机机型的对比情况 气量为 500 M3/min 时 型 号 气量（入 口态） M3/min 轴功率 Kw 所需 台数 消耗的 轴功率 Kw 功耗/M 3 8M80-500/260 500 7619 1 7619 15.238 6M50-312/314 312 5174 1.6 8278 16.538 4M50-160/314 160 2700 3.2 8640 16.875 4M20-73/314 73 1253 7 8771 17.164 4M8-36/314 36 631 14 8834 17.527 由此表可看出采用大型压缩机在节能增效和产品维护等方面都是明 智的选择，这也是近几年用户要求选购单机大流量的大型压缩机的原因。 8M80 氢氮气压缩机适应市场的需求，满足用户扩大再生产的需要， 13 克服了大直径活塞杆高压密封、运动特性复杂、铸造工艺复杂、基础件 加工精度技术高等诸多难题，为用户提供了更大流量的高压压缩机组。 结构的改进，新材料的应用等极大地提高了机组的安全运转周期、降低 了能耗。 8M80 系列氮氢气压缩机前景 8M80 系列氮氢气压缩机适用于单机年产 8 万吨合成氨的工艺流程， 是大