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Research on Effective Tension Coefficient of HydraulicTensile Bolt *Chi ZhangJi-gang MengXue-bo ShaoPei-chao Li（Shenyang Blower Works Group Corporation ）Abstract:Hydraulic tensioner is widely used in tightening bolt of axial compressor rotor.The final effective preload is less than initial preload due to the influence of screw deformation and surface roughness.The ratio of effective preload to initial preload,which is termed as“effective tension coefficient”,is an important factor for determining installation oil pressure of hydraulic tensioner.In this paper,hydraulic tensile bolt of an axial compressor rotor is taken as a research object,the effective tension coefficient is estimated by theoretical and finite element method respectively,and the accuracy of the finite element method is proved according to the experimental results.In addition,several measures for increasing effective tension coefficient are proposed,finite element method is used to prove that effective tension coefficient could be increased by about 19.5%by using through bolt joint with double-headed stud,reducing hole diameter and locating the foot close to nut,without changing bolt nominal diameter and flange thickness.Keywords:Hydraulic Tensioner;Tensile Bolt;FEM;Effective Preload;Effective Tensile Coefficient摘要：液压拉伸器被广泛应用于轴流压缩机转子螺栓的预紧安装。
石油、化学和气体工业用轴流、离心压缩机及膨胀机-压缩机AP1 617标准第7版，2002年7月二○○三年七月1第一章总则1.1 适用范围本标准包括了用于石油、化学和气体工业用输送空气或气体的轴流压缩机、单轴和整体齿轮增速传动的流程用离心压缩机及膨胀机—压缩机的最低要求。
本标准不适用于升压低于大气压力之上34kPa（5psi）的通风机和鼓风机（它们包括在API 673内）。
本标准也不适用于整体齿轮增速组装型离心装置和仪表空气压缩机，它们包括在API 672内。
300℃(570℉)以上的热燃气膨胀机不包括在本标准之内。
1.1.1 本章包含同本标准所包括的所有设备有关的资料。
它将同所涉及的具体设备相适用的下列各篇一同使用。
第2篇—离心与轴流压缩机第3篇—整体齿轮增速型压缩机第4篇—膨胀机-压缩机注：在每节前的（●）点表示此处应由买方做出决定或提供更详细的资料。
这些资料应填写在数据表上，（参见第2，3和4篇的附录A）否则应在报价书（询价书）或订货单上注明。
1.2 变更设计卖方可提供变更设计。
所有设计要遵照本标准。
同本标准的所有偏离。
包括同本标准不同的替代设计，应在报价书中清楚说明。
1.3 相抵触的要求当本标准与询价书相抵触时，应按询价书内容执行。
在订货时，将按订单执行。
1.4 尺寸在标准中使用国际单位制单位和尺寸。
同按本标准所供货的设备相关的所有数据和尺寸，应使用国际单位制。
如果规定，可以使用替代单位，例如美国惯用单位。
1.4.1 单位换算本文件中的单位是国际单位为主和美国惯用单位为辅。
注：API石油计量标准手册的第15章中的系数，可用来将美国惯用单位换算为国际单位，换算结果的精确度则四舍五入。
1.5 术语定义本标准各篇中所用的术语在1.5.1至1.5.54中定义。
附录2C，3C和4C专用词汇位于在本技术规范各后续的篇章中。
1.5.1 轴向剖分 axially split：机壳的剖分面平行于轴心线。
1.5.2 压缩机或膨胀机段compressor or expander section：一系列压缩或膨胀级，在各级之间没有中间冷却或再次加热，或在流量上没有损失或增加(即没有侧向气流，抽气或加气)，及它们的转动速度相互处于固定的关系（比率）上。
轴流压缩机自控系统第一部分轴流压缩机概述一、轴流压缩机1.离心风机与轴流风机的区别离心风机——轴向进气，径向排气。
即：气流流动方向垂直轴线。
轴流风机——轴向进气，轴向排气。
即：气流流动方向平行于轴线。
2、轴流压缩机产品型号含义A 40——9动叶级数轮毂直径cm静叶不可调轴流压缩机A V 56——13动叶级数轮毂直径cm全静叶可调轴流压缩机3、轴流压缩机结构AV型轴流压缩机主要件名称机壳、静叶承缸、调节缸、主轴、动叶片、静叶片、轴承箱、支承轴承、止推轴承、进口圈、扩压器、液压伺服马达（或电动调节机构）、密封。
4、轴流压缩机机组配置形式1）汽轮机拖动2）电机拖动二、机组控制系统1、分类1）按作用分☆第二种配置形式：汽轮机拖动的两机组，由汽轮机+风机构成。
风机 汽机低压端 高压端进汽端排汽端 控制系统压缩机组监控保护 生产工艺调节透平机组控制系统按其服务对象一般分为生产工艺调节和机组运行状态的监控及保护。
生产工艺调节主要是指为满足生产工艺需要，机组控制系统完成对机组运行参数的调整，它是生产的需要，是机组所服务的装置的工艺需要。
机组运行状态的监控及保护，是指为机组操作人员提供了解机组运行状况的界面同时提供保证机组能正常、安全、可靠地运行的监控与安全自保功能。
工艺调节功能主要是对压缩介质的流量、压力的调整。
调整的手段主要有：调整静叶（或进口导叶、进口节流门）角度、改变机组转速等。
机组运行状态的监控及保护功能主要完成对机组运行过程中的各种运行参数的采集、显示、记录以及完成各种逻辑联锁与保护功能。
2）按专业分2、自控系统组成第二部分轴流压缩机自控系统一、轴流压缩机工艺系统图纸上面标注的流程图二、轴流压缩自控系统的作用压缩机作为供风设备是各种工艺装置的心脏，机组能否正常运转就是工艺装置能否正常运转,而机组自控系统是机组的中枢神经指挥中心，直接指挥机组的正常运转,因此自控系统是压缩机组的重要组成部分。
陕鼓的轴流压缩机组控制技术是随同轴流压缩机的引进从当时的瑞士苏尔寿公司一起引进的，随着自动化控制技术的不断发展，轴流压缩机组控制技术也在我们的努力下不断的吐故纳新，因此陕鼓的轴流压缩机组控制技术是领先的，也是完善的。
轴流压缩机第一章概述第一节分类轴流压缩机是气体压缩机械的一种型式。
气体压缩机械的类型很多，下面根据我国具体情况，简述一下常见的分类方法。
一、气体压缩机械的分类二、透平式压缩机械的分类1(按气气流运动方向分类离心式——气体在压缩机内沿离心方向(或半径方向)流动，也称径流。
轴流式——气体在压缩机内沿与转轴平行方向流动。
混流式——气体在压缩机内的流动方向介于离心式和轴流式之间。
图1—1列出了透平式压缩机械的三种通流形式。
2(按压力分类透平式压缩机械按出口压力高低可分为通风机、鼓风机和压缩机。
通风机:指大气压力为101.32KPa，温度为20?，出气口全压值小于15 KPa(表压)1的风机。
鼓风机:指升压在15KPa,20OKPa(表压)之间或压比大于1(15小于3的风机。
压缩机:指升压大于200KPa(表压)或压比大于3的风机。
3(按用途分类根据风机用于某种装置的名称或者以通过风机的介质名称来命名分类。
如高炉鼓风机、空气分离压缩机、锅炉引风机、烧结鼓风机、煤气鼓风机。
天然气压缩机、氧气压缩机等。
图1,2中表示了各类压缩机的使用范围表1,l中对透平式压缩机和容积式压缩机的特点进行了比较。
三、透平机械透平是外来语Turbine的音译技术名称，可意译为涡轮机械，它泛指具有叶片或叶轮的动力机械，如汽轮机、燃气轮机和水轮机(有时也称为蒸汽透平、燃气透平和水力透平)和风能装置中的风力透平等。
对于具有叶片或叶轮的压缩机械，原则称为透平式压缩机和透平式泵。
透平机械中还包括液力透平传动装置，如液力偶合器等。
轴流式压缩机属于透平机械类。
有时也将汽轮机，燃气轮机和透平式压缩机统称热力透平机械。
表1—1 透平式压缩机和容积式压缩机的特点比较透平式压缩机容积式(以活塞式为例)压缩机 (1)流量大。
如果与活塞式的具有相同流量 (1)排气压力可以在较大的范围内波动，的压缩机相比较，透平式压缩机的尺寸高压力、小流量区域尤为合适。
要小得多。
化工设备-第五章轴流式压缩机化工机械第五章轴流式压缩机气体在压缩机汽缸中沿轴向流动的压缩机称为轴流式压缩机。
轴流式压缩机与离心式压缩机都属于透平式压缩机，与离心式压缩机相比。
轴流压压缩机具有流量大、体积小重量轻和设计工况下效率高等优点；但是，它也存在稳定工况范围较窄、性能曲线较陡。
变工况性能较差和叶片易磨损等缺电。
轴流式压缩机多用于炼油、化工和钢铁等行业。
5.1 轴流式压缩机的基本组成及工作原理轴流式压缩机主要由机壳、转子、静叶承缸、调节缸等组成。
其基本结构和主要元件见图10—1所示图10-1 轴流式压缩机剖面图轴流式压缩机气体的运动是沿着轴向行行的，其间排有动、静相间扭曲形的叶片，转子高速旋转使气体产生很高的流速，当气体流过依次串联排列着的动叶片和静叶栅时，速度就逐渐减慢，气体得到压缩，其动压转变为静压能，从而达到输送气体并增压的目的。
5.2 轴流式压缩机的分类轴流压缩机按末级是否配置离心叶轮可分为两大类。
即纯轴流式压缩机和轴流—离心混合式乐缩机。
纯轴流式压缩机的末级未配置离心叶轮，轴流一离心混合式压缩机的末级配置有离心叫轮，轴流-离心混合式压缩机因末级配置有离心叶轮，故能防止已压缩介质在末级轴向级中膨胀。
避免了转子动叶中发生附加高动力负荷增加了操作的安全可靠性。
另外，还使机组性能曲线的阻塞线大幅下移。
5.3 轴流式压缩机的性能曲线对静叶可调型轴流压缩机来讲，静叶栅每一角度的变化。
都对应于一条曲线所以调节静叶角度，可使一根根孤立的、特性较陡的曲线形成流量变化范围宽阔的可调区域，从而满足操作的需要。
恒流静叶可调武轴流压缩机的特性曲线如图10一2所示，其安全运行区域为A、B、C、D线所围成的区域。
就某一静叶角度下的“流量-出口压力”特性曲线分析，它有以下特点：随着流量减小压力起初升高然后下降。
最高点将特性线分成左右两支，右支对应流量减少时压力增加的情况、左支则对应流量减小压力下降的情况，左支部分的特性线发展情况叫见图10-3由于实际运行时不能在不稳定工况区，所以厂家只提供右支曲线以供使用。
某炼油厂催化装置设有主风机组一套，压缩机为全静叶可调式轴流式压缩机，型号为AV71-14，驱动机采用凝气式汽轮机。
该机组正常运行五个月后，发现轴流机进气端轴端密封处发生气体泄漏现象，使机组工作效率降低，对设备的安全运行产生不利严重。
设备停机检修期间，通过对轴流机的全面检查深入分析，对发现的问题进行了及时的解决，保证了设备后续的正常运行。
1 轴流机轴端密封简介轴流机若要获得良好的运行效果，必须在转子与定子之间保留一定的间隙，以避免发生摩擦、碰撞、损坏等故障，同时由于间隙的存在，会引起轴端的气体泄漏现象，降低了压缩机的工作效率，因此，在压缩机的轴端设立了密封系统。
轴端密封的作用是防止压缩气体向外泄露，保证机组安全运行，减少气体损失。
AV71-14型轴流压缩机的轴端密封采用的是曲折式迷宫密封。
2 轴流机拆检设备停机后，对压缩机进行拆卸检查，检查过程中，发现了几项问题：2.1 轴端密封轴流机进气端轴端密封产生动静摩擦现象，转子上迷宫密封部位的密封片与定子上的密封套磨损严重。
检查测量密封间隙，发现排气端间隙值符合要求，而进气端密封间隙值在垂直方向上符合要求，在水平方向上值偏差较大，最小为0.08mm，最大为0.80mm。
2.2 动、静叶检查动、静叶检查无摩擦、碰撞等痕迹。
动、静叶间隙值在垂直方向上符合要求，在水平方向上有偏差，偏差由排气端向进气端逐渐增大，且偏差方向与进气端轴端密封偏差方向一致。
密封间隙原始数值见图1，动静叶间隙原始数值见图2。
图1 密封间隙原始测量值图2 动静叶间隙原始测量值3 原因分析3.1 检查密封原始安装资料通过查阅轴流机的原始安装记录，发现轴流机安装时的密封和动静叶间隙测量的操作方法正确，检测数据准确，并由安装单位、总包单位、设备现场服务人员三方签字认可，符合设备随机文件的要求，排除了安装因素。
3.2 压缩机转子水平方向移位拆检压缩机前后轴瓦，检测轴瓦的侧间隙、顶间隙以及接触面积。
概述轴流压缩机是为高炉提供风源的设备。
由陕鼓集团引进瑞士苏尔寿集团的技术，自行设计、制造的。
具有流量调节范围宽和效率高等特点。
一、AV71-14风机参数1、轴流压缩机型号：AV71-14 介质：空气设计流量：3917NM3/min 进口温度：8.8 ℃进口压力：0.099 MPa（A）排气压力：0.47 MPa（A）工作转速：4600 r/min 最大轴功率：15165 KW旋转方向：从进气端看为顺时针厂家：西安陕鼓动力股份有限公司2 、电动机型号：TS 额定电压：10000 V 额定功率：22000 KW电流：1433 A 效率：98.5% 转速：1500 r/min 频率：50 HZ 冷却方式：上水冷旋转方向：从轴端看为顺时针冷却器工作压力：0.52 MPa 最大压力：0.76 MPa 工作温度：80 ℃（冷却水压根据实际需要调节，一般在0.2——0.4MPa之间）厂家：加拿大GE公司3、增速箱（变速器）型号：SG-710/6 传递功率：22000 KW 使用系数：1.4输入转速：1500 r/min 输出转速：4600 r/min 传动比：4600/1500=3.066 布置方式：平行轴、硬齿面、双斜齿盘车装置电动机功率：15 KW 盘车转速：70 r/min 全自动盘车厂家：瑞士MAAG4、动力油站没箱容量：450 L 输出油压：12.5 MPa 输出油量：33 L/min 过滤精度：5 um 电机功率：15X2 KW 蓄能器规格：25X2 L电机转速：1450 r/min油泵：恒压变量轴向柱塞泵冷油器/列管式冷却器型号：HY0321P 冷却面积：1 M2加热功率：2X2 KW 电加热器电压：220 V/AC厂家：新懿机电技术发展（西安）有限公司5、润滑油站容积：12500 L 油泵流量：1270 L/min 压力：0.5 MPa 功率：18.5X2 KW 电机电压：380 V/AC 油雾风机电压：380V/AC 供油温度：40-45 ℃双联冷油器型号：SG：：6-150/16 冷却水量：120 T/h 冷却面积：150X2 m2进水压力必须小于润滑油压力过滤精度：20 um厂家：常州华立液压润滑设备有限公司6、进气滤风室滤筒个数：10排*17列*2层=340个厂家：江苏东泽环保科技有限公司7、风机顶升油泵8、电机顶升油泵9、整流珊10、伺服马达11、双金属模片式联轴器（风机------增速箱、电机-----增速箱）12、防喘振调节阀①（即小防喘振阀）执行方式：气动13、防喘振调节阀②（即大防喘振阀）执行方式：气动14、高位油箱油箱容积：3000L 止回阀：DN10015、止回阀（即逆止阀）助关方式：气动气源压力：0.4MPa 关闭时间：3-----5S（可调）16、排气消音器17、放空消音器18、送风阀19、电动放风阀执行方式：电动通径：DN50020、空气补偿器二、AV80-16风机参数1、轴流压缩机型号：AV80-16 介质：空气设计流量：5813 NM3/N 进口温度：8.8 ℃进口压力：0.0993 MPa 排气压力：0.5713 MPa 工作转速：4080 r/min 最大轴功率：25424 KW旋转方向：从进气端看为顺时针2 、电动机型号：TS 额定电压：10000 V 额定功率：37000 KW 电流：2162 A 转速：1500 r/min频率：50 HZ 冷却方式：上水冷旋转方向：从轴端看为逆时针冷却器工作压力：0.52 MPa 最大压力：0.76 MPa 工作温度：80 ℃（冷却水压根据实际需要调节，一般在0.2——0.4MPa之间）3、增速箱（变速器）型号：GD-80 传递功率：37000 KW输入转速：1500 r/min 输出转速：4080 r/min 传动比：4080/1500=2.72 布置方式：平行轴、硬齿面、双斜齿盘车装置全自动盘车4、动力油站型号：87021CK没箱容量：800 L 输出油压：12.5 MPa 输出油量：71 L/min 过滤精度：5 um 电机功率：18.5X2 KW 蓄能器规格：40X2 L油泵：恒压变量轴向柱塞泵电机转速：1470 r/min冷油器循环泵冷却型号：HY0322D（P）冷却面积：2.1 M2进水压力：0.35 MPa 加热功率：2X3 KW 电加热器电压：220 V/AC5、润滑油站容积：12500 L 油泵流量：1270 L/min 压力：0.5 MPa 功率：18.5X2 KW 电机电压：380 V/AC 油雾风机电压：380V/AC 双联冷油器型号：SG：：6-150/16 冷却水量：120 T/h 冷却面积：150X2 m2过滤精度：20 um 进水压力必须小于润滑油压力6、进气滤风室7、风机顶升油泵8、电机顶升油泵9、整流珊10、伺服马达11、双金属模片式联轴器（风机------增速箱、电机-----增速箱）12、防喘振调节阀①（即小防喘振阀）执行方式：气动13、防喘振调节阀②（即大防喘振阀）执行方式：气动14、高位油箱油箱容积：3000L 止回阀：DN10015、止回阀（即逆止阀）助关方式：气动气源压力：0.4MPa 关闭时间：3-----5S（可调）16、排气消音器17、放空消音器18、送风阀19、电动放风阀执行方式：电动通径：DN50020、空气补偿器22、现场放风阀三、机组启动前准备1、接到启动风机命令后，记录通知起机人姓名及时间；2、检查冷却水系统、配电系统、气路系统等，都应处于正常可用工作状态；3、启动润滑油泵、加热器及油雾风机，给高位油箱打油，并检查油压在025-0.30MPa，启动动力油泵，检查动力油压力在12.3-12.5MPa左右4、检查仪表、电气控制系统及报警系统已正常投用；5、打开试验开关，调试静叶、防喘振阀及放风阀是否开关好用到位，送风阀和联络阀根据实际情况调试；6、轴流压缩机的静叶必须关闭到最小启动角14度（80风机22度）；7、防喘振阀、放风阀（现场放风）必须100%打开；8、逆止阀（即止回阀）和送风阀必须100%关闭；9、手动关闭（严）非送风联络阀，完全打开将要送风使用的联络阀；10、启动电机顶升油泵、风机顶升油泵，开启盘车电机，检查现场有无异响及漏油等情况；11、PLC柜上机组运行转换开关在停止位置，试验开关复位，存储器复位，机组启动条件满足变为绿色。
