离心压缩机联轴器冷态对中曲线和模片预拉伸量的计算.docx

离心压缩机联轴器冷态对中曲线 和模片预拉伸量的计算 中海油惠州炼油分公司 （广东 516086） 田宏光 【摘 要】通过双驱动汽轮机机组的找正曲线和模 片预拉伸量的简单计算，给机组和设备安装提供了一些 验证和计算的方法，为设备安装和运行提供有效的技术 支持。 【关键词】压缩机组 热膨胀量 计算 一、前言 离心压缩机组和许多高温泵在安装过程中，需要 确定冷态找正曲线和联轴器模片的预拉伸量，才能保证 机组热态的对中和模片的使用寿命，保证机组和设备的 长期稳定运行。离心压缩机组的联轴器对中要求很高， 安装过程中的冷态对中是依据厂家给的冷态对中曲线来 进行对中的，目的是保证在正常的工作温度下，机组联 轴器能够保持同心，减小由于对中不当造成的机组振 动。由于离心压缩机多采用模片式联轴器，在热态时汽 轮机和压缩机的轴会相对伸长，因此要求冷态时联轴器 要有一定的预拉伸，才能保证热态时联轴器模片轴向不 会产生变形，不影响模片的使用寿命。由于各压缩机制 造厂对冷态找正曲线和预拉伸的数值要求不同，所以有 必要针对具体汽轮机和压缩机的结构和工作温度，对冷 态对中曲线和预拉伸量进行验证，保证机组正确的安 装。 二、材料的热膨胀性 无论是金属还是非金属，热膨胀是其普遍存在的 物理特性，这种特性可以用公式来表示： α=（L 2－L 1）/L 1=ΔL /L 1Δt 式中 α——线胀系数，单位为℃-1； L1——膨胀前长度，单位为mm； L2——膨胀后长度，单位为mm； ΔL ——线膨胀量，单位为mm； Δt ——温升值，单位为℃； 即公式：ΔL = L 1αΔt 。 德莱赛兰的材料膨胀系数数据见表1。 表1 德莱赛兰的膨胀系数数据 AL uminum 0.000 012 8 310 S.S. 0.000 008 8 Carbon Steel 0.000 006 5 316 S.S. 0.000 008 9 Cast Iron 0.000 006 6 403 - 410 S.S. 0.000 005 5 302 S.S. 0.000 009 6 InconeL X－750 0.00 000 7 309 S.S 0.000 008 3 InconeL 600 0.000 007 4 310 S.S. 0.000 008 8 InconeL 718 0.000 007 2 由于膨胀系数区别较大，取碳钢，α=0.000 006 5 三、冷态对中数据的验证 增压机是由汽轮机双驱动和两个离心压缩机组 成。 汽轮机主要技术参数见表2。 表2 汽轮机主要技术参数 项目 项目说明 型号 NKS40/45/20 进汽压力/MPa 3.6 进汽温度/℃ 390 排汽压力/MPa（A） 0.013 排气温度/℃ 51.1 转速/（r/min） 8368 前轴承座材质 铸铁 后排汽缸材质 铸铁 由于机组中汽轮机于压缩机的介质和温度及结构 的不同，因此各方向上的热膨胀量不同。但由于水平方 向机组设计的考虑， 水平方向在热态时轴的中心线基 本不变，因此只计算机组在垂直方向的变化（由增速箱 的机组系统要考虑水平方向的热膨胀）。 压缩机的主要技术参数见表3。 86 HYPERLINK / 2010年 第4期 表3 压缩机的主要技术参数 项目 低压缸 高压缸 型号 D16R7S D14R9S 入口压力/kPa 604.8 1402 入口温度/℃ 49 48 出口压力/kPa（A） 1 458 2 866 出口温度/℃ 131.8 121.5 支座材质 碳钢 碳钢 壳体材质 碳钢 碳钢 四、机组的结构特点、相关尺寸和温度 1.汽轮机 2 3145876图1 2 3 1 4 5 8 7 6 图1 汽轮机前轴承支撑结构 1.轴承座调整组件 2.拉杆 3. 螺栓 4.气缸 5.上缸前猫爪 6.前座架 7.气缸调整组件 8.前轴承座 架h 1＝900m m，前轴承 支撑结构如图1所示。 后轴承考虑气缸 支架的热膨胀和气缸 中分面到气缸支架的 距离，累加厚度为h 2＝ 1 000m m， 汽轮机结 构如图2所示。 压缩机在垂直方 向上的膨胀量h3。 2.支座温度的分布 43 6541 5135 4534 40 43 65 41 51 35 45 34 40 33 39 32 38 31 36 77 43 69 41 53 39 44 37 41 36 38 35 37 34 71 54 58 56 54 52 40 50 图3 支座温度分布示意图 3.垂直方向的膨胀量位移计算 1）高压缸垂直方向的支架热膨胀位移计算 前支座位移由公式ΔL = L αΔt ，支架长度为L 1＝ 937m m，平均温度为37℃，缸体支耳厚度为128m m， 平均温度为43℃，则ΔL 1＝937