选录：跟着石化工业安装大型化，来回式压缩机呈现出大型化和多列化的发展趋势。频年来，我国大型来回式压缩机开发和应用取得了长足开首，压缩机活塞杆最大允许赓续负荷(或最大允许活塞力)已由800 kN、1 250 kN发展到1 500 kN，但是在真金不怕火油安装中大型来回式压缩机列数仍局限于4列。依托中国石化塔河真金不怕火葬60万t/a赓续重治安装，自主开发研制6M80大型来回式氢气压缩机，兑现了大型6列来回式压缩机的国产化。凭借先进的缱绻缓助设想妙技以及开首的要道本事特征，压缩机脱手踏实可靠。该机型的开发研制，形成了具有自作家数常识产权产物，可替代入口，缩小了开辟投资、交货周期及维修老本，具有较好的经济和社会效益。
要道词：来回式压缩机 氢气压缩机 大型 6M(HE)80 6列 开发研制
跟着我国石化工业大型化和多元化发展，来回式压缩机慢慢向大流量、大吨位、多列化发展。在海外著名厂商(如德莱赛兰、新比隆等)的产物系列中，来回式压缩机活塞杆最大允许赓续负荷(最大允许活塞力)已高达150 t，最多列数已达10列【1】，最大轴功率冲破16 000 kW。频年来在我国石化大型来回压缩机应用中引进比例较高。由于入口来回机一次性投资老本高， 交货周期长， 制约了我国石化工程确立的老本和进程。同期， 由于入口机组备品备件价钱高， 变成检维修用度高。
刻下国产来回式压缩机吨位已慢慢增大，已由80 t、125 t发展到150 t。但是在真金不怕火油安装中，国产大吨位来回机的列数局限于4列，不成豪阔稳当石油化工安装中3级及以上压缩的大型氢气压缩机组的应用。为了稳当不同安装工艺操作，需进一步开发具有自作家数常识产权的多列大吨位具来回式压缩机。
2012年，依托中国石化塔河真金不怕火葬有限株连公司60万t/a赓续重治安装，由中国石化立项，中石化广州(洛阳)工程有限公司、中国石化塔河真金不怕火葬有限株连公司、沈阳宏大压缩机有限公司(简称沈阳宏大)和合肥通用机械商议院(简称合肥通机院)调解开发了6M80大型来回式氢气压缩机，用作安装重整氢增压机组。经过设想、制造、试验放哨、现场安装调试和试车等各法子，该机于2014年7月见效参预应用。
1开发应用远景、选型对比和研发见识
1.1可优化机组选型决议，发挥大型机组的优良能源特色，改善机组脱手景色
在真金不怕火油厂大型安装(如加氢裂化、渣油加氢、赓续重整等)中，常有介质为氢气或富氢气的3级压缩需求，在合成氨等大型化工安装中以致还存在6级压缩需求。关于上述需求，6列来回式压缩机均可胜任。
现在，在上述安装典型的3级压缩需求下，常常领受4列来回式压缩机。在增大的流量和增高的压比条目下，机组选型常常会遭遇如下情况：a)第1级气缸直径过大；b)领受3级压缩详尽活塞力突出许用值时，不得不进步吨位或采选4级压缩； c)为缩小吨位和活塞力不得不选用双3级气缸。可供选型的决议常常单一凑合，难谈绰有余裕。要是选用6列来回式压缩机，可通过优化6列气缸在各级中枚举组合，兑现级数与列数的合理匹配，使选型愈加丰富，为大型来回式压缩机选型提供更多选项。
与4列机型比拟，6列对称均衡型来回式压缩机，由于列数增多，在表面上可兑现来回惯性力和来回惯性力矩的豪阔均衡，使机组振动更小，压缩机脱手更闲逸【2】。
6列对称均衡型来回式压缩机，可通过领受3对曲拐间平面错角的合理分拨，使切向力漫衍更均匀，从而减小机器飞轮力矩需求， 减小飞轮尺寸， 缩小对电动机驱能源矩的需求【1】； 可使旋转更均匀， 更易兑现旋转不均匀度1/100的目的， 况兼振动更小， 电流冲击小， 更毋庸稀相通过进步电机机座号来进步电机的驱能源矩。以本次6M(HE)80课题为例，压缩机所需飞轮力矩GD2仅为9.9 t·m2。而凭据不同操作条目所选用的4M125型大型来回式压缩机，据演叨足统计，电机的驱能源矩均在55～68 t·m2之间。
6列气缸还可通过每一级均领受2列或以上的气缸减少气流脉动影响。且相通级数的多列气缸可共用缓冲罐，负气流脉动更闲逸，故意于恒久踏实操作。
1.2研发见识和选型对比
开发研制6M80大型来回式氢气压缩机，是为了欢乐中国石化塔河真金不怕火葬60万t/a赓续重治安装重整氢增压机的工艺操作要求，并同期欢乐圭臬要求，使其预期的可靠性、经济性及详尽机械性能达到入口同类产物水平，兑现自作家数国产化，替代入口，有用缩小开辟投资老本、交货周期和维修老本。
塔河真金不怕火葬60万t/a赓续重治安装重整氢增压机工艺操作条目如表1所示。
表1塔河真金不怕火葬60万t/a赓续重治安装重整氢增压机工艺操作条目
从上表可知，由于压比较高，为欢乐排气温度要求【3】，需领受3级压缩。
若领受频繁的4M机型,即4列气缸3级压缩，气缸直径齐将超大,其中一级缸径将突出1 m。大缸径水冷式气缸结构复杂，在加工制造和质地保证等方面存在繁难，易出现弱势【4】，在真金不怕火油安装中诓骗较少，可靠性不高。且由于二、三级缸径增大，将变成缱绻详尽活塞力突出访佛安装4M80机型的最大允许活塞力。若进步吨位至125 t，一则那时4M125型尚处于研发阶段，清寒应用考证；二则该机气缸、活塞、活塞杆及基础件等零部件的质地和尺寸均将增大。大质地、大尺寸、大负荷变成机器受力增多，轴承负荷增多，随之带来一系列振动、磨损和袒露等难题，齐将给机器的脱手和温煦带来未便。
由于该时势复用中石化某分公司60万t/a重治安装设想， 从复用设想、 设想工期、 平面叮属等方面详尽计划， 机组叮属领受1用1备决议。关于新建安装，还可领受2用1备的机组叮属决议。
不管采选1用1备仍是2用1备叮属决议，均需具体问题具体分析。开首，关于3级氢气压缩用途，如上所述，6列压缩机特有其优点；其次，应核算压缩机吨位可否进一步缩小；然后，再从机组十分设想领域内的开辟、管说念及阀门、电气及姿色等的设想工程量、机组备用率、开辟叮属、占地及管说念设想、开辟脱手和维修、一次性投资老本以及机组脱手的可靠性等诸多方面加以详尽计划。
经过比选，确定选用6M80型决议，对称均衡型机身，3级压缩，6列气缸领受3-2-1布局，即第一级3列气缸、第二级2列气缸、第三级1列气缸。这么可兑现以下优点：
1) 缩吝惜缸直径(一级850 mm、二级680 mm、三级590 mm)；
2) 缩小最大允许活塞力(缩小吨位)；
3) 缩小来回惯性质地，可兑现来回惯性力和来回惯性力矩的均衡或近乎均衡；
4) 缩小压缩机飞轮力矩需求，飞轮力矩仅9.9 t·m2；
5) 缩小一次性投资老本及设想工程量；
6) 缸径小，活塞杆直径小，进步操作可靠性；
7) 缩小教师难度。
2研制攻关十分要道本事特征
跟着机组大型化和多列化发展，轴系扭转振动对来回式压缩机可靠脱手的不利影响日益清晰。已往频繁只对6列及以上机组进行分析，分歧4列以内机型进行分析，但是，只怕大型4列机型的扭转振动固有频率会接近或进入10倍转速以内，因扭转共振引起较大振动应力，以致可能导致压缩机曲轴或电机轴断裂等严重事故，需加以喜爱【5-7】。
国内已先后开发研制见效80 t、125 t和150 t 的来回式压缩机，但是在用大型来回机存在分时势对称均衡型机身、解放锻造型连杆、拼接式曲轴等未优化的传统结构特征。
6M(HE)80型压缩机领受了缱绻机缓助设想等当代设想妙技以及与现在国际主流来回式压缩机相仿的要道本事。
2.1缱绻机缓助设想本事的诓骗
1) 数字建模及机械强度、刚度分析本事
除模仿传统教会设想方法外，还利用PRO/E等缱绻机软件进行数字化建模【6】，然后诓骗ANSYS 有限元分析软件对全体锻造结构对称均衡型机身进行强度和弹性变形量分析缱绻，以及对模锻连杆强度进行分析缱绻等，进一步进步结构设想的合感性和可靠性。
2) 轴系扭转振动分析
沈阳宏大与合肥通机院分离领受不同方法对6M(HE)80压缩机进行了轴系扭转振动分析及动态反应分析。沈阳宏大借助ANSYS分析软件领受有限元法分析模块【6】，合肥通机院通过模范软件领受贯通法【7】进行分析，两家单元扭转振动分析成果相互印证,共同得出论断,如表2所示。由表2可知:一阶扭转固有频率处于机组速率和电机电网频率10%领域以外，位于7倍频和8倍频之间,且未进入7倍频和8倍频的5%领域内,欢乐API 618圭臬要求,不会发生扭振危害。
表2重整氢增压机组轴系扭转固有频率
2.2要道部件的设想制造
1) 6列全体锻造对称均衡型机身
领受6列全体锻造对称均衡型机身，外壁带有加强筋，顶部两侧壁板用多根双拉杆螺栓拉紧，进一步增多全体强度和刚性。全体机身轴承孔领受同轴加工，保证曲轴撑捏轴承同轴度，进而保证闲逸可靠脱手，同期便捷安装找正。
2) 大型6列全体锻造曲轴
跟着我国机械加工制造智力的进步，已具备加工大型全体锻造型曲轴的智力。6M(HE)80型压缩机领受大型全体锻造曲轴，具有更优的强度、韧性和倦怠强度。曲轴为无油孔结构，幸免产生局部应力集会，进一步进步强度和可靠性。曲轴中间部位设想有减震器安装位置，便于提神外发生扭转振动时，通过增多减震器窜改曲轴的自振频率以幸免共振的发生。
3) 大型模锻连杆
领受大型全体模锻连杆，具有更优的强度、韧性和倦怠强度。在保证连杆强度的前提下，缩小连杆质地，以减小机器来回惯性质地，进而减小机器惯性力，进步机组操作踏实性，同期减少工程量。
4) 大吨位基础件的本事储备
该机的开发研制，还同期具备了6列、活塞杆最大允许赓续负荷1 250 kN的对称均衡型来回式压缩机基础件的设想及制造智力，为该机型的投用和实践提供了本事储备。
3投用与实践远景
经过设想、制造、装配、水压试验以及机械运转试验等一整套试制流程，6M(HE)80型压缩机于2014年头委用现场安装调试，随后持续进行了压缩机空负荷试车、空气负荷试车等试验考证。并于同庚7月11日跟着安装开工脱手庄重参预工业应用。
在压缩机脱手流程中，现场采集的数据炫耀，气缸振动情况精致，各列气缸在x-y-z地方(来回地方-曲轴轴线地方-垂直于前两个地方的地方)上振动最大值6.2 mm/s，最小值2.1 mm/s，远优于GB/T 7777—2003递次的振动烈度圭臬值【8】。
6M(HE)80压缩机的流量、压力/温度、机身和轴承振动、轴瓦温度等各项脱手目的均闲居，电机电流波动较小，欢乐重治安装工艺坐蓐需求，达到了预期的研发见识，赢得用户和内行认同，并于2016年10月通过了新产物已然。
2007年，在由中石化洛阳工程有限公司负责设想的大连石化360万t/a加氢裂化安装中， 新氢压缩机组入口，领受了最大允许活塞力为80 t的6列来回式压缩机组；据了解，在澳大利亚BP公司的一套赓续重治安装中，领受了最大允许活塞力为82.5 t的6列来回式氢气压缩机； 在印尼的一套加氢裂化安装中，领受了最大允许活塞力125 t的6列来回式新氢压缩机。可见，大型6列来回式氢气压缩机的应用尚有很大探索空间。
4结语
6M(HE)80型压缩机的研发，兑现了大型6列来回式氢气压缩机的自作家数国产化，诓骗了缱绻机缓助设想等当代设想妙技，凭借要道本事兑现了对国内大型来回式压缩机传统本事的冲破。该时势欢乐工艺操作要求，达到了预期的研发见识。
该机型的研发，为我国石化工业大型安装中氢气压缩机的选型提供了新选项，也为扫尾老本、进步效益、确定最优的选型设立决议提供了更多选项。
该机型的研发，丰富了来回式压缩机型大型基础件型谱，也为翌日研制开发更大吨位和更多列数的超大型来回式压缩机打下了坚实的基础。
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