6FB(Fully Balanced)完全平衡型立式迷宫压缩机技术攻关

【摘 要】研制6FB（Fully Balanced）完全平衡型立式迷宫压缩机组，解决国内该领域的技术空白。在消化吸收国外先进技术的基础上，结合我公司迷宫压缩机的特点研制出全平衡立式迷宫压缩机。并介绍6FB系列压缩机的特点、结构、优点。适用于有冲击、振动、倾斜摇摆，有盐雾、海洋高湿度等特殊环境，外露零部件结合面和轴伸端采用可靠的密封措施，紧固件采用不锈钢制造并进行喷涂特氟龙保护处理，确保压缩机在船舶及海洋工程环境中安全可靠地运行。

【关键词】全平衡 填补国内空白 立式迷宫压缩机

FB（Fully Balanced）系列压缩机采用扰力和扰力矩全平衡结构，机组经动平衡、水平和倾斜机械运转试验等高精度检测，以保证产品质量和高可靠性。在消化吸收国外先进技术基础之上，结合我公司国内领先的迷宫压缩机生产制造技术工艺，使产品具有效率高、体积小、噪音低、振动小、安全裕度大、安全可靠、运行周期长等显著优点，整体水平处于国内领先地位，并达到国际同类产品先进水平。

1 主要目标

通过成功研制6FB完全平衡立式迷宫压缩机组，替代进口压缩机组应用在多晶硅项目、海上生产平台、VLGC大型液化气体运输船、LNG-FPSO浮式天然气生产储卸装置，填补国内该领域空白。

2 完全平衡型迷宫机技术特点

2.1 FB系列结构特点

迷宫压缩机是一种非接触式无油而又具有良好密封性能的压缩机。结构上无活塞环、支承环和填料环，压缩介质绝对无油，运行可靠，成本低，具有其它压缩机无法比拟的优势。

迷宫密封是利用气缸壁与活塞体之间形成的密封小室进行密封，区别于阻塞密封。（见图1）

2.2 完全平衡压缩机曲轴特点

相邻两列曲拐成120度布置，中间有轴承，轴系挠度小。各列往复质量产生的惯性力和力矩完全抵消。条件是所有列往复运动部件质量相等。与普通迷宫压缩机对比见图2。

2.3 无四氟密封件密封洁净

活塞与气缸采用迷宫密封，不接触且无油。适用于对压缩机要求苛刻的应用场合，比如输送氧气，一氧化碳，BOG，丙烯，乙烯，氯乙烯，氨气，氮气等介质。

3 压缩机配置方案简介

（1）压缩机组为分体式结构，主要由压缩机、电动机、联轴器、冷却器、工艺气系统、油系统、冷却系统、PLC控制系统等组成。

（2）压缩机与基础之间采用环氧树脂灌浆。

（3）驱动机采用异步电动机，通过弹性联轴器与压缩机联接，联轴器选用膜片联轴器。

（4）冷却器为管壳式，气走管，水走壳。

（5）每套机组配置一个就地PLC控制柜，可单独完成机组的监测、保护和逻辑控制，并留有通讯接口。

（6）工艺气的进排气管线、所有缓冲罐、压缩机机体、气缸的排污管线，手动放空和安全阀放空口机组界区内完整配管，并留有配对法兰、垫片及紧固件。

（7）每台压缩机组通过旁路回流，以实现启机时的加载、停机时的卸载和自动控制调节流量。

4 FB完全平衡型立式迷宫压缩机结构简介

4.1 曲轴箱

耐压闭式曲轴箱由底座和上箱体组成，内壁带加强筋，所有连接面采用O型圈密封。十字头滑道与上箱体铸为一体，两侧面设有窗口，便于导向轴承和填料检维修。底座上装有油位观察窗。

4.2 紧固连接

机体所有传递载荷的重要连接紧固均采用高强度合金钢弹性螺栓，防止由于螺纹应力集中引起的断裂失效。

4.3 曲轴

材质：优质高强度合金钢，精密锻造加工，并进行动平衡检验。轴颈采取特殊硬化处理，经久耐磨。独特的结构具有极佳的抗扭和抗弯特性。

4.4 曲轴机械密封

压缩机曲轴前后轴伸端均采用双端面机械密封结构，保证机组整体为全封闭型式，避免工艺介质泄漏到环境之中，大幅提高机组运行经济性及安全性。

4.5 连杆

材质：优质高强度合金钢，模锻造而成。表面保持连续金属纤维。杆身设计成“H”型钢截面。具有很强的抵抗弯曲和变形的能力。

4.6 十字头

材质：高强度铸钢可更换式滑履，滑履设计最低的磨损比压。全浮动十字头销，表面硬化处理。强制压力。

4.7 超级螺母

活塞杆两端采用超级螺母紧固，消除了应力集中现象，延长了活塞杆寿命。

4.8 活塞杆

活塞杆-采用优质合金结构钢制造。活塞杆两端螺纹滚压成形，疲劳强度高。摩擦面喷涂特殊配方的碳化钨硬化处理，HRC>70，几近永不磨损。

4.9 活塞体

三瓣分体式结构，安装极其方便。活塞体材料：钛合金TC4，密度：4.5（kg/dm3）抗拉强度≥1100MPa，固溶强化处理，提高韧性增强对气缸壁的保护。TC4钛合金具有优良的耐蚀性、较小的密度、较高的强度及较好的韧性和焊接性等一系列优点，在航空航天、石油化工、造船、汽车，医药等部门都得到成功的应用。

4.10 导向轴承

为减少活塞杆运动的摆动量，活塞杆采用导向轴承定为导向，保证活塞杆往复运动时精确对中。导向轴承上设有刮油器，与活塞杆上的挡油盘配合使用，防止油向气缸窜流，保证气体洁净。

4.11 气缸

气缸材质为合金铸铁，与介质接触表面镀镍处理。为双作用式，设计有足够的操作和拆卸空间。气缸为循环水冷方式，气缸具有宽大的阀室和气腔，气体阻力小。

4.12 气阀

气阀为网状阀。进排气阀合理区分设计结构，不会导致气阀装错。阀片采用PEEK材料，其平直度和表面粗糙度完全满足密封要求。气阀的阀片、簧片、弹簧、阀盖及阀座等设计合理，拆卸维修方便可靠。

4.13 主填料

远大专有结构。非接触式迷宫密封，无水冷却。填料带充氢和漏气回收接口，充入的氢气起到隔绝和反吹的作用，泄漏的气体通过管线回收至漏气集气罐。每处带2个活塞杆径向位移监测探头。

5 FB完全平衡型立式迷宫压缩机优点

公司现拥有低温进气（-163°C）、高温进气（260°C）、活塞行程90～375mm，气量420～54000Nm3・h，完全平衡型和普通型两大系列60种型号规格产品，并成功应用于国内石油、天然气、化工等行业的烃类和其它气体工艺流程装置。

5.1 经济性高

不会丢失有价值的介质成分对催化剂无负面影响。立式结构，占地空间小。易损件少，力求最长的大修间隔时间。坚固的设计，保证具有足够的耐用性能。

5.2 运行安全环保

活塞与气缸无连续的机械摩擦。 无摩擦热产生，不会导致介质分解。封闭式结构，使毒性、易燃易爆气体不会泄漏到环境中。没有来自油、活塞环和支承环的磨损粉末、灰尘等的 杂质污染。

5.3 适应性强

工作温度范围-170℃～350℃。不受吸入条件（压力、温度、气体成分）变化影响。

6 结语

FB（Fully Balanced）系列压缩机采用扰力和扰力矩全平衡结构，机组经动平衡、水平和倾斜机械运转试验等高精度检测，以保证产品质量和高可靠性。适用于有冲击、振动、倾斜摇摆，有盐雾、海洋高湿度等特殊环境，外露零部件结合面和轴伸端采用可靠的密封措施，紧固件采用不锈钢制造并进行喷涂特氟龙保护处理，确保压缩机在船舶及海洋工程环境中安全可靠地运行。

在消化吸收国外先进技术基础之上，结合我公司国内领先的迷宫压缩机生产制造技术工艺，使产品具有效率高、体积小、噪音低、振动小、安全裕度大、安全可靠、运行周期长等显著优点，整体水平处于国内领先地位，并达到国际同类产品先进水平。

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