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轴流压缩机首级叶片疲劳断裂的原因分析
谢进祥/中石化股份公司茂名分公司
摘要:从轴流压缩机叶片设计、操作、环境腐蚀、进口过滤器缺陷、维修维护等方面分析了首级动叶片疲劳断裂的原因。
关键词:轴流式压缩机叶片断裂
中图分类号:TH453 文献标识码:B
文章编号:1006-8155(2007)-0062-07
The Cause Analysis of Fatigue for the First Stage Blade of Axial-pressor
Abstract: In the design、operation、environment corrosion、defect of inlet filter、mending maintain pressor blade, analyze the cause of fatigue for first stage blade.
Key words: Axial-pressor Blade Fracture
0 引言
某炼油厂催化裂化装置的AG060/14L5型轴流—离心复合式压缩机由德公司设计制造,共有14级轴流叶片和一级离心末级叶轮。这种配置可以获得高压比,而压缩机尺寸不至于过大,缩短了轴向长度,虽然离心叶轮比轴流叶片的效率低,但它不需要轴向出口扩压器,因此,仍可获得与纯轴流级大致相等的效率,%~88%。此外,由于离心级的性能曲线较平坦,能适应更小的流量,故可改善高压段的喘振性能。轴流部分的第1、2级为等外径叶轮,其反动度均为80%~85%。以后各级为等内径叶轮,其反动度均为100%。前两级反动度小,轴向速度大,可使叶片不会过长,后级反动度大,可使末级叶片不至于过短。这样可获得较为平坦的性能曲线。
动叶采用哥廷根研制的叶型,叶片用锻件毛坯靠模铣制而成,在转轴上用牛头刨刨出矩形斜槽(与轴线成一倾斜角),把具有矩形叶根的叶片装入斜槽后,注入低熔合金或耐高温树脂,将各级动叶暂固定在正确的安装位置上,并在叶根两侧位置与转轴一起加工出两个环形槽,然后,镶入两半固定环,使叶片固定于转轴上。
该轴流压缩机同一缸内装有固定静叶和可调静叶,静叶采用锻制或轧制毛坯,静叶顶端有围带,属两端固定结构,其抗振性好。静叶轴承套用烧结青铜制成。设置了前6级的可调静叶来控制流量,调节静叶角度的内缸由液压驱动做圆周转动,各级调节静叶上的调节连杆长度不同,可调节的角度范围也不同。为避免启动压缩机时进入旋转脱离区工作(压缩机旋转脱离区见图1),使叶片因流量过小产生振动,设定了可调静叶最小角度控制。
通过前6级可调静叶能调节压缩机进口流量,从静叶最小角度48°时的流量85000m/h到最大角度(小于0°)时的流量149833m/h。正常流量122591m/h时的静叶角度约为2°。
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收稿日期:2006-12-27 茂名市 252011
为防止压缩机喘振,该压缩机设有防喘振系统。在压缩机下盖的进口处节流孔上引管到快速压差变送器后,输送到防喘振控制器和喘振记录器。并在机下盖的进口处安装有一支敏感热电偶连接到防喘振控制器和喘振记录器。一旦压缩机流量减少到放空线的点上,快速压差变送器上压差就会快速减小,防喘振控制器则发出指令放空。压缩机增大流量后工