第四章 压缩机的选用.doc

第四章 压缩机的选用压缩机容积型动力型(透平型)热力型往复式旋转式离心式轴流式喷射器单螺杆双螺杆滑片式液环式4.1 概 述 (1)压缩机选择需要考虑以下条件： 压缩机的适用性和可靠性； 原始基建费和安装费； 燃料或动力消耗和效率； 维修费； 重量和空间界限； 停机维修周期； 搬迁的便利性； 遥控操作的适宜性等。(2)压缩机应满足的工艺要求 压缩机的排气量 压缩机的进、排气压力和温度在满足上述工艺要求的前提下，如果有几种类型的压缩机可供选择，则应再进一步对各种压缩机作选型比较。（3）压缩机的选型的内容 一是压缩机的技术参数的选择，即选型计算。包括考核技术参数对工艺流程的适应性和技术参数本身的先进性。 二是压缩机结构性能的选择，包括压缩机的结构型式，使用性能以及变工况适应性等方面的选择比较。4.2 天然气生产对压缩机的要求4.2.1 气体性质方面的要求 （1）安全问题 油（气）田及长输管道气体工业用压缩机压缩的介质为天然气。天然气的主要组分在大气压力下在空气中的爆炸极限，如表4-1所示。爆炸极限 可燃气体、可燃液体的蒸气(或可燃粉尘)与空气混合并达到一定浓度时,遇到火源就会发生爆炸。爆炸下限 爆炸上限 当空气中含有最少量的可燃物质所形成的混合物浓度,遇起爆火源可爆炸时,这个最低浓度,叫做 爆炸下限;当空气中含有最大量的可燃物质形成的混合物浓度,遇起爆火源可爆炸时,这个最高浓度叫做爆炸上限天然气所处压力、温度越高，则可能发生爆炸的范围越大，特别是压力影响很显著，随压力的增高，爆炸下限差不多保持不变，而上限却大大增加。 防止压缩机或管道内形成爆炸性混合物的措施是配管时避免产生死角，压缩机开车前需进行置换。 （2）气体性质的变化 不同的油（气）田所产的气体组成不同。油（气）田开发是动态变化过程，因此，所选机组对气体组成应有较大的适应能力。 一般应给一定的气体组成变化范围，选用离心式压缩机时更应注意，否则将因气体分子量和绝热指数等参数的显著变化，会对压缩机的做功产生严重影响。（3）压缩过程中的液化问题 天然气在压缩过程中可能会有液化发生，因此应注意凝液的分离和排除。 对于活塞式压力机，为了避免撞缸事故，压缩机的各级气缸余隙容积都应略大一些，凝液多的其出口气阀应放在气缸下部，防止凝液积聚，同时曲轴箱应注意适当的密封，以防液化后的气体渗漏到曲轴箱内，降低润滑油的闪点和粘度。 对于喷油螺杆压缩机或滑片压缩机，应根据气体组成规定最低的进排气温度，以免有气体液化而稀释润滑油。一旦润滑油被稀释，应有重新恢复润滑油性质的再生措施。 选用离心式压缩机时，轴密封油中可能漏入气体而被稀释，为此应带脱气器。为提高脱气效率，脱气器上应配备电的、蒸汽的加热器以及搅拌抽气措施。 （4）排气温度限制 天然气组成主要是烷烃，因此对排气温度的限制不象石油炼厂气那样严格，但是如果排气温度过高也会出现黑色胶状物，排气温度应在150以下。对于活塞式压缩机在较高的排出压力下，排气温度在125135，可能是实际使用的界限。4.2.2 生产过程连续性对压缩机的要求 为了保证装置的正常稳定生产，必须对压缩机的安全可靠以及运转率提出更高的要求。所选机组应为经过长期运行有实践经验的机组。 油（气）田及长输管道要求压缩机必须不间断地正常运转。4.2.3 装置工艺特点及对压缩机的要求 由于油（气）田及长输管道气体工业装置和单元对压缩机一般有如下要求。 （1）适应进气压力的波动 集气系统中天然气压力所选压缩机组的进气压力应允许在一定范围内浮却，以最大限度地利用气源能量，减少集输气系统的动力消耗。 (2)给出进气温度的变化范围 压缩机的进气温度可能随操作条件或气象条件的变化而变化，故需要给定进气温度的变化范围。 (3)适应气量不稳定的变化 油（气）田气体从长远看所处理气量不是固定不变的，需要采取机组调节或机组本身带气量调节以适应这种变化。 (4)现场组装方便 油（气）田上的装置多数为中、小型，为了缩短施工周期或便于拆迁，一般要求机组撬装，并希望压缩机组的冷却系统由机组提供，以简化工艺流程。4.3 压缩机选型及国内目前使用机组4.3.1 压缩机的使用范围 油（气）田及长输管道气体工业使用的主要压缩机类型是：活塞式、螺杆式和离心式压缩机。另外，轴流式和滑片式压缩机用于某些特殊的场合。轴流式用于压缩空气，国内目前尚未用于压缩天然气。活塞式压缩机 用于进气流量约为300m3/min或18000m3/h以下，特别适用于小流量、高压力的场合。通常每级最大压缩比为3:1到4:1，天然气压缩机对排气温度有要求，所选压缩机的每级压缩比一般不大于4。 离心式压缩机 离心式压缩机用于进气流量约为14.166660 m3/min，或849.6399600 m3/h； 轴流式压缩机 轴流式压缩机用于进气流量约为1500m3/min，或90000m3/h以上。 螺杆式压缩机 螺杆式压缩机分为无油和喷油螺杆式压缩机。喷油螺杆式压缩机最高排出压力可达5MPa。4.3.2 选用原则及优缺点比较 （1）选用原则 高压和超高压压缩一般采用活塞式压缩机。 对于气量较大，且气量波动幅度不大，排气压力为中、低压的情况宜选用离心式压缩机。离心式压缩机压缩低分子量的气体是不利的，但在高压下，由于气体的密度增加，分子量小的缺点得到克服。当流量较小时，应选用活塞式压缩机或螺杆式压缩机 喷油螺杆压缩机不但在制冷工业上有很大实用价值，而且在天然气集输和加工工业上也逐步得到广泛的应用。 干式螺杆压缩机除气量调节和单级压缩比低等不如喷油螺杆压缩机外，也具有上述优点，而且可以处理湿气，也是很有实用价值的机型。活塞式压缩机采用多台安装，一般为34台，以便万一某台机组检修时，不致严重影响装置的生产。离心式压缩机一般不考虑备用。螺杆式压缩机一般也不设备用，但是目前国内产品质量还不过硬，而当选用国外机组时考虑到对机组可靠性的要求，有时也考虑设备用机组。 4.3.3 压缩机的选型计算 压缩机的选型计算除计算和流程有关的热力参数，如排气量、排气压力、排气温度和轴功率及驱动机功率外，有时还需要计算压缩机的冷却水、润滑油耗量。 压缩机的选型计算可分为详细计算和估算。详细计算需要有压缩机的具体而完整的资料数据，而这些数据往往得不到，为此只能进行估算 (1)明确流程的原始计算数据 气体性质和进气状态 计算时需要根据各组分物性确定出混合气体的物性。 气体的进气状态包括，进气压力ps，进气温度Ts。这些数据一般也分为上、下限值。 生产规模或流程需要的供气量 一般按每天或每小时需标准状态体积计算。 工艺流程需要的排气压力 包括压缩机终压、各中间压力及中间压力损失。 排气温度的要求 如果流程或被压缩气体对排气温度有特别限制或加以利用时，应指出并给出具体的指标。 (2)单机排气量的计算 需要的总供气量，可以由单台压缩机