硝酸用空氣及氧化氮整合壓縮機的製作方法

2024-03-10 10:14:15

專利名稱：硝酸用空氣及氧化氮整合壓縮機的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及雙加壓工藝制硝酸的技術領域，具體地說是一種硝酸用空氣及氧化氮整合壓縮機。
背景技術：
隨著硝酸工藝的發展，高效節能環保的「雙加壓法」制硝酸工藝應用的越來越多，而「雙加壓法」工藝中的重要設備是「四合一」機組。目前，國內標配軸流空氣壓縮機+離心氧化氮壓縮機+尾氣膨脹機+汽輪機，結構布置複雜，製造和維護成本高。組裝式壓縮機已在PTA(精對苯二甲酸)、空分、冶金、製藥等行業有較多應用，結構緊湊，成本低。

實用新型內容針對上述問題，本實用新型的目的在於提供一種制硝酸用空氣及氧化氮整合壓縮機。本制硝酸用空氣及氧化氮整合壓縮機採用一種全新的齒輪增速型整體組裝式機組來代替常規硝酸四合一機組中的空氣壓縮機和氧化氮壓縮機，並帶有進口導葉調節裝置滿足不同工況的性能要求，具有結構緊湊、效率高、製造和維護成本低及運行安全可靠等特點。為了實現上述目的，本實用新型採用以下技術方案:一種硝酸用空氣及氧化氮整合壓縮機，包括平行軸齒輪箱、大齒輪軸、低速小齒輪軸、高速小齒輪軸、空壓機組部及氧化氮組部，其中大齒輪軸、低速小齒輪軸及高速小齒輪軸均轉動安裝於平行軸齒輪箱內、且相互平行，所述大齒輪軸的兩端穿出平行軸齒輪箱均與驅動機連接，所述低速小齒輪軸的兩端穿出平行軸齒輪箱與空壓機組部連接，所述高速小齒輪軸的兩端穿出平行軸齒輪箱與氧化氮組部連接，所述大齒輪軸與低速小齒輪軸和高速小齒輪軸通過各自軸上的齒輪嚙合傳動。
·[0006]所述空壓機組部包括空壓機組首級葉輪、空壓機組二級葉輪、空壓機組一級定子、空壓機組二級定子及空壓機組首級導葉調節裝置，其中空壓機組首級葉輪和空壓機組二級葉輪分別設置於低速小齒輪軸的兩端，所述空壓機組首級葉輪和空壓機組二級葉輪分別容置於與平行軸齒輪箱連接的空壓機組一級定子和空壓機組二級定子內，所述空壓機組首級導葉調節裝置設置於空壓機組一級定子的端部，所述低速小齒輪軸通過兩個低速軸支撐軸承安裝在平行軸齒輪箱內。所述空壓機組一級定子包括空壓機組一級蝸殼、空壓機組一級端板、空壓機組一級葉片擴壓器及空壓機組一級形環，其中空壓機組一級葉片擴壓器和空壓機組一級形環設置於空壓機組一級蝸殼內，所述空壓機組一級端板設置於空壓機組一級蝸殼的端部，所述空壓機組首級導葉調節裝置設置於空壓機組一級進口側、並與空壓機組一級端板連接；所述空壓機組二級定子包括空壓機組二級蝸殼、空壓機組二級端板、空壓機組二級葉片擴壓器及空壓機組二級形環，其中空壓機組二級葉片擴壓器和空壓機組二級形環設置於空壓機組二級蝸殼內，所述空壓機組二級端板設置於空壓機組二級蝸殼的端部，所述空壓機組一級蝸殼和空壓機組二級蝸殼與平行軸齒輪箱通過端法蘭方式連接，所述低速小齒輪軸的兩端均設有低速軸氣封組和低速軸油封組。所述空壓機組一級蝸殼、空壓機組二級蝸殼與平行軸齒輪箱連接的端法蘭為上、下半把合結構，所述端法蘭的下半固接在平行軸齒輪箱的下箱體上，所述空壓機組一級蝸殼、空壓機組二級蝸殼與端法蘭之間、空壓機組一級端板和空壓機組一級形環與空壓機組一級蝸殼之間及空壓機組二級端板和空壓機組二級形環與空壓機組二級蝸殼之間均通過O型圈密封，所述空壓機組一級蝸殼的外表面設有用於安裝氣動執行器的平臺；所述低速軸氣封組和低速軸油封組均為上、下半結構的迷宮密封。所述空壓機組首級葉輪和空壓機組二級葉輪通過法蘭盤形式與低速小齒輪軸的兩端連接。所述氧化氮機組部包括氧化氮機組首級葉輪、氧化氮機組二級葉輪、氧化氮機組一級定子、氧化氮機組二級定子及氧化氮機組首級導葉裝置，其中氧化氮機組首級葉輪和氧化氮機組二級葉輪分別設置於高速小齒輪軸的兩端，所述氧化氮機組首級葉輪和氧化氮機組二級葉輪分別容置於與平行軸齒輪箱連接的氧化氮機組一級定子和氧化氮機組二級定子內，所述氧化氮機組首級導葉裝置設置於氧化氮機組一級定子的端部，所述高速小齒輪軸通過兩個高速軸支撐軸承安裝在平行軸齒輪箱內。所述氧化氮機組一級定子包括氧化氮機組一級蝸殼、氧化氮機組一級葉片擴壓器及氧化氮機組一級形環，其中氧化氮機組一級葉片擴壓器和氧化氮機組一級形環設置於氧化氮機組一級蝸殼內，所述氧化氮機組首級導葉裝置設置於氧化氮機組一級進口側、並與氧化氮機組一級蝸殼的端部連接；所述氧化氮機組二級定子包括氧化氮機組二級蝸殼、氧化氮機組二級葉片擴壓器及氧化氮機組二級形環，其中氧化氮機組二級葉片擴壓器和氧化氮機組二級形環設置於氧化氮機組二級蝸殼內，所述氧化氮機組一級蝸殼和氧化氮機組二級蝸殼均通過法蘭盤與平行軸齒輪箱連接，所述高速小齒輪軸的兩端均設有高速軸氣封組和高速軸油封組。所述氧化氮機組一級蝸殼和氧化氮機組二級蝸殼與平行軸齒輪箱連接的法蘭盤為整圈形式、並固接在平行軸齒輪箱的下箱體上，所述氧化氮機組一級蝸殼和氧化氮機組二級蝸殼與法蘭盤之間、氧化氮機組一級形環與氧化氮機組一級蝸殼之間及氧化氮機組二級形環與氧化氮機組二級蝸殼之間均通過O型圈密封，所述高速軸氣封組為整體式充氣迷宮密封，高速軸油封組為上、下半結構的迷宮密封。所述氧化氮 機組首級葉輪和氧化氮機組二級葉輪通過液壓錐軸方式與高速小齒輪軸連接。所述氧化氮機組首級導葉裝置的外部設有密封罩，在密封罩內充高壓氮氣或幹空氣用於密封氧化氮介質，充氣壓力高於一級進氣壓力。本實用新型的優點及有益效果是:1.本實用新型選取合適的模型級進行氣動方案設計，兼顧效率高、能頭高、運行範圍寬，且葉輪強度滿足要求等特點。2.本實用新型高速軸氧化氮機組的選材和結構設計問題，氧化氮為易燃易爆易腐蝕介質，所有與介質接觸的零部件必須採用耐蝕不鏽鋼材質，同時要求結構設計上不允許有氣體外洩漏。3.本實用新型整機要求結構緊湊，軸承跨距短，大齒輪軸為雙出軸形式，整個機組轉子不平衡響應滿足API (美國石油學會標準)要求，且考慮汽輪機和尾氣透平驅動，轉子不平衡響應要滿足一定運行範圍，85-105 %。[0017]4.本實用新型平行軸齒輪箱設計成端法蘭連接方式，與各級蝸殼把合，滿足葉輪不同裝配方式時，葉輪與轉子都方便拆裝。5.本實用新型空壓機組和氧化氮機組的首級葉輪入口均帶有進口導葉調節裝置，有效調節機組性能，滿足硝酸工藝多工況需求

圖1為本實用新型的結構示意圖。其中:2為平行軸齒輪箱，3空壓機組首級葉輪，4為空壓機組二級葉輪，5氧化氮機組首級葉輪，6為氧化氮機組二級葉輪，7為空壓機組首級進口導葉調節裝置，8為氧化氮機組首級進口導葉調節裝置，9為空壓機組一級定子，10為空壓機組二級定子，11為氧化氮機組一級定子，12為氧化氮機組二級定子，13為空壓機組一級氣封，14為空壓機組二級氣封，15為氧化氮機組一級氣封，16為氧化氮機組二級氣封，17為空壓機組一級油封，18為空壓機組二級油封，19為氧化氮機組一級油封，20為氧化氮機組二級油封，21為大齒輪軸，22為低速小齒輪軸，23為高速小齒輪軸，24為低速軸支撐軸承，25為高速軸支撐軸承，26為大齒輪支撐軸承，27為大齒輪支推軸承，28為空壓機組一級蝸殼，29為空壓機組一級葉片擴壓器，30為空壓機組一級形環，31為空壓機組一級端板，32為空壓機組二級蝸殼，33為空壓機組二級葉片擴壓器，34為空壓機組二級形環，35為空壓機組二級端板，36為氧化氮機組一級蝸殼，37為氧化氮機組一級葉片擴壓器，38為氧化氮機組一級形環，39為氧化氮機組二級蝸殼，40為氧化氮機 組二級葉片擴壓器，41為氧化氮機組二級形環。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作進一步描述。如圖1所示，本實用新型包括平行軸齒輪箱2、大齒輪軸21、低速小齒輪軸22、高速小齒輪軸23、空壓機組部及氧化氮組部，其中大齒輪軸21、低速小齒輪軸22及高速小齒輪軸23均轉動安裝於平行軸齒輪箱2內、且相互平行，所述大齒輪軸21的兩端穿出平行軸齒輪箱2均與驅動機連接，所述低速小齒輪軸22的兩端穿出平行軸齒輪箱2與空壓機組部連接，所述高速小齒輪軸23的兩端穿出平行軸齒輪箱2與氧化氮組部連接，所述大齒輪軸21與低速小齒輪軸22和高速小齒輪軸23通過各自軸上的齒輪嚙合傳動。所述空壓機組部包括空壓機組首級葉輪3、空壓機組二級葉輪4、空壓機組一級定子9、空壓機組二級定子10及空壓機組首級導葉調節裝置7，其中空壓機組首級葉輪3和空壓機組二級葉輪4分別設置於低速小齒輪軸22的兩端，，所述空壓機組首級葉輪3和空壓機組二級葉輪4分別容置於與平行軸齒輪箱2連接的空壓機組一級定子9和空壓機組二級定子10內，所述空壓機組首級導葉調節裝置7設置於空壓機組一級定子9的端部，所述低速小齒輪軸22通過兩個低速軸支撐軸承24安裝在平行軸齒輪箱2內，低速小齒輪軸22與大齒輪軸21通過各自軸上的齒輪嚙合傳動。空壓機組一級定子9包括空壓機組一級蝸殼28、空壓機組一級端板31、空壓機組一級葉片擴壓器29及空壓機組一級形環30，其中空壓機組一級葉片擴壓器29和空壓機組一級形環30通過螺釘或螺栓把合在空壓機組一級蝸殼28內，空壓機組一級端板31通過螺釘或螺栓把合在空壓機組一級蝸殼28的端部。空壓機組首級導葉調節裝置7設置於空壓機組一級進口側、並與空壓機組一級端板31連接。空壓機組二級定子10包括空壓機組二級蝸殼32、空壓機組二級端板35、空壓機組二級葉片擴壓器33及空壓機組二級形環34，其中空壓機組二級葉片擴壓器33和空壓機組二級形環34設置於空壓機組二級蝸殼32內，空壓機組二級端板35設置於空壓機組二級蝸殼32的端部。空壓機組一級蝸殼28和空壓機組二級蝸殼32與平行軸齒輪箱2通過端法蘭方式連接，所述端法蘭為上下半把合結構，下半焊接在平行軸齒輪箱2的下箱體上。低速小齒輪軸22的兩端均設有低速軸氣封組和低速軸油封組。空壓機組一級蝸殼28的外表面設有用於安裝氣動執行器的平臺。空壓機組首級葉輪3和空壓機組二級葉輪4通過法蘭盤形式與低速小齒輪軸22的兩端連接，低速軸氣封組和低速軸油封組均為上、下半結構的拉別令密封(即迷宮密封)。所述氧化氮機組部包括氧化氮機組首級葉輪5、氧化氮機組二級葉輪6、氧化氮機組一級定子11、氧化氮機組二級定子12及氧化氮機組首級導葉裝置8，其中氧化氮機組首級葉輪5和氧化氮機組二級葉輪6分別設置於高速小齒輪軸23的兩端，所述氧化氮機組首級葉輪5和氧化氮機組二級葉輪6分別容置於與平行軸齒輪箱2連接的氧化氮機組一級定子11和氧化氮機組二級定子12內，所述 氧化氮機組首級導葉裝置8設置於氧化氮機組一級定子11的端部。高速小齒輪軸23的兩端均設有高速軸氣封組和高速軸油封組，高速小齒輪軸23通過兩個高速軸支撐軸承25安裝於平行軸齒輪箱2內，高速小齒輪軸23與大齒輪軸21通過各自軸上的齒輪嚙合傳動。氧化氮機組一級定子11包括氧化氮機組一級蝸殼36、氧化氮機組一級葉片擴壓器37及氧化氮機組一級形環38，其中氧化氮機組一級葉片擴壓器37和氧化氮機組一級形環38通過螺釘或螺栓把合在氧化氮機組一級蝸殼36內，氧化氮機組一級形環38與氧化氮機組一級蝸殼36之間通過O型圈密封。氧化氮機組首級導葉裝置8設置於氧化氮機組一級進口側、並與氧化氮機組一級蝸殼36的端部連接。氧化氮機組二級定子12包括氧化氮機組二級蝸殼39、氧化氮機組二級葉片擴壓器40及氧化氮機組二級形環41，其中氧化氮機組二級葉片擴壓器40和氧化氮機組二級形環41設置於氧化氮機組二級蝸殼39內。氧化氮機組一級蝸殼36和氧化氮機組二級蝸殼39均通過法蘭盤與平行軸齒輪箱2連接，法蘭盤上沿圓周均布與氧化氮機組二級蝸殼39連接的螺栓孔且裝有防止氣體洩漏的O型密封圈。所述法蘭盤為整圈形式、並固接在平行軸齒輪箱2的下箱體上。氧化氮機組首級葉輪5和氧化氮機組二級葉輪6通過液壓錐軸方式與高速小齒輪軸23連接。高速小齒輪軸23的兩端的高速軸氣封組為整體式充氣迷宮密封，高速軸油封組均採用上、下半結構的拉別令密封(即迷宮密封)，高速軸氣封組整體軸向裝配把合到法蘭盤上，靠近氧化氮機組首級葉輪5和氧化氮機組二級葉輪6側為平衡氣腔，可連接到各級進氣管路上，另一側為充高壓氣腔，充氣介質可選擇氮氣或幹空氣，充氣壓力高於各級進氣壓力0.03bar即可，有效防止氧化氮氣體外洩漏。氧化氮機組首級導葉裝置8的外部設有密封罩，在密封罩內充高壓氮氣或幹空氣用於密封氧化氮介質，充氣壓力高於一級進氣壓力。同時為防止氧化氮介質洩漏，在所有可能洩漏的部位均加O型密封圈。空壓機組首級導葉調節裝置7和氧化氮機組首級導葉裝置8為現有技術，均採用錐齒輪-錐齒圈結構方式。空壓機組首級葉輪3、空壓機組二級葉輪4、氧化氮機組首級葉輪5及氧化氮機組二級葉輪6均為高效半開式葉輪，軸向進氣。[0029]本實用新型的設計條件為:(I) 10萬噸/年空氣壓縮機組參數
權利要求1.一種硝酸用空氣及氧化氮整合壓縮機，其特徵在於:包括平行軸齒輪箱(2)、大齒輪軸(21)、低速小齒輪軸(22)、高速小齒輪軸(23)、空壓機組部及氧化氮組部，其中大齒輪軸(21)、低速小齒輪軸(22)及高速小齒輪軸(23)均轉動安裝於平行軸齒輪箱(2)內、且相互平行，所述大齒輪軸(21)的兩端穿出平行軸齒輪箱(2)均與驅動機連接，所述低速小齒輪軸(22)的兩端穿出平行軸齒輪箱(2)與空壓機組部連接，所述高速小齒輪軸(23)的兩端穿出平行軸齒輪箱(2)與氧化氮組部連接，所述大齒輪軸(21)與低速小齒輪軸(22)和高速小齒輪軸(23)通過各自軸上的齒輪嚙合傳動。
2.按權利要求1所述的硝酸用空氣及氧化氮整合壓縮機，其特徵在於:所述空壓機組部包括空壓機組首級葉輪(3)、空壓機組二級葉輪(4)、空壓機組一級定子(9)、空壓機組二級定子(10)及空壓機組首級導葉調節裝置(7)，其中空壓機組首級葉輪(3)和空壓機組二級葉輪(4)分別設置於低速小齒輪軸(22)的兩端，所述空壓機組首級葉輪(3)和空壓機組二級葉輪(4)分別容置於與平行軸齒輪箱(2)連接的空壓機組一級定子(9)和空壓機組二級定子(10)內，所述空壓機組首級導葉調節裝置(7)設置於空壓機組一級定子(9)的端部，所述低速小齒輪軸(22)通過兩個低速軸支撐軸承(24)安裝在平行軸齒輪箱(2)內。
3.按權利要求2所述的硝酸用空氣及氧化氮整合壓縮機，其特徵在於:所述空壓機組一級定子(9)包括空壓機組一級蝸殼(28)、空壓機組一級端板(31)、空壓機組一級葉片擴壓器(29)及空壓機組一級形環(30)，其中空壓機組一級葉片擴壓器(29)和空壓機組一級形環(30)設置於空壓機組一級蝸殼(28)內，所述空壓機組一級端板(31)設置於空壓機組一級蝸殼(28)的端部，所述空壓機組首級導葉調節裝置(7)設置於空壓機組一級進口偵U、並與空壓機組一級端板(31)連接；所述空壓機組二級定子(10)包括空壓機組二級蝸殼(32)、空壓機組二級端板(35)、空壓機組二級葉片擴壓器(33)及空壓機組二級形環(34)，其中空壓機組二級葉片擴壓器(33)和空壓機組二級形環(34)設置於空壓機組二級蝸殼(32)內，所述空壓機組二級端板(35)設置於空壓機組二級蝸殼(32)的端部，所述空壓機組一級蝸殼 (28)和空壓機組二級蝸殼(32)與平行軸齒輪箱(2)通過端法蘭方式連接，所述低速小齒輪軸(22)的兩端均設有低速軸氣封組和低速軸油封組。
4.按權利要求3所述的硝酸用空氣及氧化氮整合壓縮機，其特徵在於:所述空壓機組一級蝸殼(28)、空壓機組二級蝸殼(32)與平行軸齒輪箱(2)連接的端法蘭為上、下半把合結構，所述端法蘭的下半固接在平行軸齒輪箱(2)的下箱體上，所述空壓機組一級蝸殼(28)、空壓機組二級蝸殼(32)與端法蘭之間、空壓機組一級端板(31)和空壓機組一級形環(30)與空壓機組一級蝸殼(28)之間及空壓機組二級端板(35)和空壓機組二級形環(34)與空壓機組二級蝸殼(32)之間均通過O型圈密封，所述空壓機組一級蝸殼(28)的外表面設有用於安裝氣動執行器的平臺；所述低速軸氣封組和低速軸油封組均為上、下半結構的迷宮密封。
5.按權利要求2所述的硝酸用空氣及氧化氮整合壓縮機，其特徵在於:所述空壓機組首級葉輪(3)和空壓機組二級葉輪(4)通過法蘭盤形式與低速小齒輪軸(22)的兩端連接。
6.按權利要求1所述的硝酸用空氣及氧化氮整合壓縮機，其特徵在於:所述氧化氮機組部包括氧化氮機組首級葉輪(5)、氧化氮機組二級葉輪￠)、氧化氮機組一級定子(11)、氧化氮機組二級定子(12)及氧化氮機組首級導葉裝置(8)，其中氧化氮機組首級葉輪(5)和氧化氮機組二級葉輪(6)分別設置於高速小齒輪軸(23)的兩端，所述氧化氮機組首級葉輪(5)和氧化氮機組二級葉輪(6)分別容置於與平行軸齒輪箱(2)連接的氧化氮機組一級定子(11)和氧化氮機組二級定子(12)內，所述氧化氮機組首級導葉裝置(8)設置於氧化氮機組一級定子(11)的端部，所述高速小齒輪軸(23)通過兩個高速軸支撐軸承(25)安裝在平行軸齒輪箱(2)內。
7.按權利要求6所述的硝酸用空氣及氧化氮整合壓縮機，其特徵在於:所述氧化氮機組一級定子(11)包括氧化氮機組一級蝸殼(36)、氧化氮機組一級葉片擴壓器(37)及氧化氮機組一級形環(38)，其中氧化氮機組一級葉片擴壓器(37)和氧化氮機組一級形環(38)設置於氧化氮機組一級蝸殼(36)內，所述氧化氮機組首級導葉裝置(8)設置於氧化氮機組一級進口側、並與氧化氮機組一級蝸殼(36)的端部連接；所述氧化氮機組二級定子(12)包括氧化氮機組二級蝸殼(39)、氧化氮機組二級葉片擴壓器(40)及氧化氮機組二級形環(41)，其中氧化氮機組二級葉片擴壓器(40)和氧化氮機組二級形環(41)設置於氧化氮機組二級蝸殼(39)內，所述氧化氮機組一級蝸殼(36)和氧化氮機組二級蝸殼(39)均通過法蘭盤與平行軸齒輪箱(2)連接，所述高速小齒輪軸(23)的兩端均設有高速軸氣封組和高速軸油封組。
8.按權利要求7所述的硝酸用空氣及氧化氮整合壓縮機，其特徵在於:所述氧化氮機組一級蝸殼(36)和氧化氮機組二級蝸殼(39)與平行軸齒輪箱(2)連接的法蘭盤為整圈形式、並固接在平行軸齒輪箱(2)的下箱體上，所述氧化氮機組一級蝸殼(36)和氧化氮機組二級蝸殼(39)與法蘭盤之間、氧化氮機組一級形環(38)與氧化氮機組一級蝸殼(36)之間及氧化氮機組二級形環(41)與氧化氮機組二級蝸殼(39)之間均通過O型圈密封，所述高速軸氣封組為整體式充氣迷宮密封，高速軸油封組為上、下半結構的迷宮密封。
9.按權利要求6所述的硝酸用空氣及氧化氮整合壓縮機，其特徵在於:所述氧化氮機組首級葉輪(5)和氧化氮機組二級葉輪(6)通過液壓錐軸方式與高速小齒輪軸(23)連接。
10.按權利要 求6所述的硝酸用空氣及氧化氮整合壓縮機，其特徵在於:所述氧化氮機組首級導葉裝置(8)的外部設有密封罩，在密封罩內充高壓氮氣或幹空氣用於密封氧化氮介質，充氣壓力高於一級進氣壓力。
專利摘要本實用新型涉及雙加壓工藝制硝酸的技術領域，具體地說是一種硝酸用空氣及氧化氮整合壓縮機。平行軸齒輪箱、大齒輪軸、低速小齒輪軸、高速小齒輪軸、空壓機組部及氧化氮組部，其中大齒輪軸、低速小齒輪軸及高速小齒輪軸均轉動安裝於平行軸齒輪箱內、且相互平行，所述大齒輪軸的兩端穿出平行軸齒輪箱均與驅動機連接，所述低速小齒輪軸的兩端穿出平行軸齒輪箱與空壓機組部連接，所述高速小齒輪軸的兩端穿出平行軸齒輪箱與氧化氮組部連接，所述大齒輪軸與低速小齒輪軸和高速小齒輪軸通過各自軸上的齒輪嚙合傳動。本實用新型具有結構緊湊、效率高、製造和維護成本低及運行安全可靠等特點。
文檔編號F04D25/16GK203130565SQ20132024180
公開日2013年8月14日 申請日期2013年5月7日 優先權日2013年5月7日
發明者裴威, 鄭志國, 王博珺, 刁全, 麼立新, 於小丹, 王颺, 毛靚華, 王宇 申請人:瀋陽鼓風機集團安裝檢修配件有限公司