合成氨氮气压缩机的研制

工程。合成氨反应式如下：“”“”（该反应为可逆反应，等号上反应条件为： 高溫高压 ，下为： 催化剂 ）合成氨需要在高温高压下进行，我们需要提高氮气的压力。1.氮气压缩机的选型计算在平朔公司项目中氮气的进口流量为 10700Nm3/h，入口压力为 4.70ata，入口温度为40℃，出口压力为 33ata，可调节范围 75-105%。CALC300 是沈鼓集团从意大利引进的气动计算程序，它以 LKZX 方程为基础实现热物性计算，同时在相似模化设计中使用了从新比隆引进和沈鼓集团自主开发的大型叶轮基本级数 据库。根据 CALC300 程序计算结果，该氮气离心压缩机机型为 3MCL607，型号释义 3 表示压缩机需要多段压缩，带中间冷却器，M 表 示压缩机安装形式为水平剖分形式，C L 表 示压缩机采 用无叶扩压器，60 表示压缩机叶轮名义直径 600mm，7 表示压缩机缸内叶轮级数 7 级。压缩机设计正常工况轴功率为 9760KW，转速为 8575rpm，最大工况轴功率为10820KW，转速为 8818rpm，压缩机整机效率 80%。驱动机使用汽轮机驱动，转速调节范围为 6430-9260rpm。2.压缩机设计的要点2.1 叶轮 叶轮采纳沈鼓开发的高效大流量三元叶轮。该系列叶轮该叶轮是沈鼓多 年该类压缩机设计经验，其具有流量系数大，能头系数高的特点，保证压缩机的整机效率达到国内一流水平。该叶轮采纳闭式铣制焊接方式。2.2 选择由于该压缩机转速较高，叶轮的圆周速度达到 300m/s，对的要求较高。所以选取了FV520B 作为叶轮材料。FV520B 是马氏体沉淀不锈钢，具有低温力学性能优良，在高温回火下有很好的低温拉伸性能。当冷却液氮温度是仍旧保持常温下的机械性能。2.3 叶轮强度以及叶轮口圈变形计算压缩机叶轮强度计算采纳通用的计算软件 A N S Y S 进行，在三维软件中对叶轮进行建模并通过接口导入到 A N S Y S 软件中进行应力及变形计算。经计算，叶轮在跳闸转速下的最大等效应力为 858MPa，小于材料屈服极限 880MPa，符 合材料要求，应力分布如图 1 所示。在跳闸转速下轴孔的径向变形如图 2 所示，轴孔最大径向变形量为 0.328mm，设计半径最小过盈量 0.217mm，满足 50%接触要求。2.4 转子不平衡响应及稳定性分析离心压缩机运行时转子常常受到压力、离心力和非稳定形式流体激励的综合作用，发生剧烈振动，并产生相应的噪声，严重的会引起共振。为了避开转子的临界转速，不平衡响应以及转子的稳定性分析是非常有必要的。2.4.1 转子不平衡响应转...