Improvement of turbocharger ATKA-545-5000

Abstract

One of the main reasons of unstable operation of ATKA-545- 5000 turbochargers is the approach of the operating mode to the zone of the second critical revolutions. In order to eliminate the shortcomings revealed in the process of operation, in the 90's the manufacturer began to reconstruct the compressors with the introduction of multi wedge bearings.

Full Text

Одной из основных причин неустойчивой работы турбокомпрессоров АТКА-545- 5000 является приближение рабочего режима к зоне вторых критических оборотов. Для устранения недостатков, выявленных в процессе эксплуатации, в 90-х годах завод-изготовитель приступил к реконструкции компрессоров с внедрением многоклиновых подшипников.

Один из реконструированных компрессоров после 40...90 мин работы аварийно останавливался из-за превышения температуры опорно-упорного подшипника или осевого сдвига ротора. Подручные средства диагностики не позволяли определить причину неработоспособности компрессора. Традиционный контроль сборки и балансировка ротора положительных результатов не дали. Единственным обнаруженным отступлением от чертежей было изменение длины быстроходного промвалика, связанное с реконструкцией и «вживлением» в старый корпус компрессора ротора и подшипниковых узлов новой конструкции. Компрессор на протяжении десятилетия находился в простое.

В целях устранения сложившейся ситуации в 2000 г. было принято решение установить в мультипликатор зубчатую пару от компрессора АТКА-445-8000, обеспечивающую частоту вращения 13600 об/мин вместо 15100. Технической доработки компрессора не требовалось, так как зубчатые пары имели одинаковые базовые размеры. Снижение частоты вращения компрессора обеспечило:

• рациональное использование основных фондов (восстановлена работоспособность компрессора с возможностью его дальнейшего использования в технологической схеме);
• улучшение эксплуатационных качеств - уровень вибрации доведен до нормы (ранее она была превышена в 5 раз); температура подшипников снижена на 25 °С; увеличены запас прочности и межремонтный пробег (с 2160 до 4100 ч); сокращен износ вращающихся узлов и деталей;
• стабилизацию работы компрессорного агрегата, а также улучшение психологической атмосферы среди обслуживающего персонала;
• снижение потребляемой мощности главного электродвигателя компрессора с 3200 до 1900...2000 кВт (при круглогодичном использовании компрессора (8160 ч) экономия электроэнергии будет весьма значительной);
• увеличение холодопроизводительности с 5,0 до 7,08 гкал/ч (на 41,6 %) за счет повышения давления всасывания с 1,0 до 1,8 кгс/см² (во избежание помпажного режима).

Рост температуры кипения хладагента с -18 до -12 °С на качестве выпускаемой продукции не отразилось.

В настоящее время в условиях жесткой экономии энергоресурсов рассматривается вопрос перевода всех компрессоров АТКА- 545-5000 на пониженную частоту вращения с использованием зубчатых пар мультипликатора от компрессоров АТКА-445-8000.

Усовершенствованный турбокомпрессор внедрен в одном из холодильных цехов ОАО «Нижнекамскнефтехим» и прошел апробирование в течение двух лет. При круглогодичном использовании компрессора экономия энергоресурсов достигла 6,8 млн руб.