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文档简介

1、第一节 气体性质的基础知识一.压力气体作用于容器单位面积上的力,称为压力,以符号p表示。气体对容器壁的压力是由于容器中不断运动着的气体分子对容器壁上受到更多气体分子的碰撞,因而压力升高。当气体温度升高时,分子的运动加剧,对容器壁的碰撞增大,因而压力也升高。气体压力随容积和温度的变化而变化。压力按其测量的基准不同,分为:表压,真空度和绝对压力三种。在工程上常用的压力计算单位有:公斤/厘米2,公斤/米2,毫米汞柱等,目前通用的为帕(pa),以及相关单位,兆帕(mpa),千帕(kpa)等和公斤/厘米2,巴(bar,国外常用单位),磅(pl)。换算如下:巴(bar)=105pa千克力/每平方厘米(kg

2、f/cm2)=98.0665kpa(约0.1mpa)标准大气压1(atm)=1.01325105pa=0.101325mpa二.温度用来衡量物体冷热的一种标量。温度按温标不同分为摄氏温度()用“t”表示,开氏温度(k)用“t”表示。关系为:t=t+273或t=t-273说明温度降到-273时物体内部的分子停止了运动,温度也就再也不能降低了,因此,开式温度也称为绝对温度。三.气体在不同条件下的压缩特性1.在等温压缩时气体变化的规律-波义耳,马略特定律当温度不变时,一定质量的气体的压力与其体积成反比,用下式表示:(图1- 1)p2/p1=v1/v2或p1v1=p2v2 (式1-1)式中p1,p2分

3、别表示压缩前后的气体压力(绝对压力),v1,v2表示压缩前后的气体体积。2.在等压下气体变化的规律-盖吕萨可定律在压力保持不变的情况下,一定质量的气体体积与其绝对温度成正比。如:在绝对温度2730k时气体的体积为1(m3),则当绝对温度上升到5460k时其体积增大为2(m3).公式表示为v1/v2=t1/t2或v1t2=v2t1 (式1-2)3.在等容下气体变化的规律-查理定律在保持容积(体积)不变的情况下,气体的压力与绝对温度成正比。公式如:p1/p2=t1/t2或p1t2=p2t1 (式1-3)4.气体状态方程式气体的变化是它的三要素体积,温度,压力之间,在互相联系和影响下发生的变化,在物

4、理上称为气体的状态变化。由式1-1,1-2,整理得出以下公式:p1v1/t1=p2v2/t2 (式1-4) 这个方程式称为理想气体的状态方程式。由时可见,气体自起始状态到了终了状态,虽然三要素都发生了 变化,但压力和容积乘积与温度的商不变。第二节 压缩机概述及原理一.压缩机的应用在科学技术日益发展的今天,压缩机作为重要能量形式的压力能在石化行业广泛应用。并且作为装置运行的心脏设备,地位举足轻重。压缩机状态的好坏直接决定着装置的运行安全与否。压缩机主要应用的场合有:1.化工工艺过程应用。为保证某些工艺在较高压力下进行反应,通常将气体压缩到一定压力。例如:加氢工艺要求将氢气压缩到很高的压力。2.动

5、力工程应用。利用压缩机压缩空气作为驱动装置的动力气源。常见的仪表风等。3.气体输送。为了输送原料气,常用压缩机增压。例如从油田输送天然气等。在装置中将未反应气体再循环,常用压缩机加以循环增压。二.压缩机的分类按照能量转换方式不同,常用压缩机可分为两大类:(一)容积式压缩机容积式压缩机的工作原理是依靠气缸工作容积周期性的变化来压缩气体,以达到提高其压力的目的。按运动特点不同,又可分为以下两种:1. 往复式压缩机。典型的往复式压缩机是活塞式压缩机。它依靠气缸内活塞的往复运动来压缩气体。依据所需压力的高低,它可以作成单级或多级;为了使机器受载均衡,还可以作成单列或多列。目前,在石化行业较高压力,较低

6、流量的场所多采用此类压缩机。例如:加氢精制、加氢裂化等装置增压机都采用往复式压缩机进行新氢压缩。2.回转式压缩机。滚动活塞式 、双螺杆式、单螺杆式、罗茨式、滑片式、液环式、漩涡式。容积式压缩机共同点为:利用设备的特点,依靠容积变化实现压力升高的目的。(二)动力式压缩机它的工作原理为:通过离心力提高气体速度,并在扩压型通道中降低速度提高压力。按运动特点不同,又可分为以下两种:1. 轴流式。压缩气体流动方向与轴平行。2. 离心式。压缩气体流动方向与主轴垂直。3. 混流式。既有轴流又有离心。第三节 往复式压缩机第一部分概述和原理一. 往复式压缩机分类与形式分类型式名称参数范围或结构特点排气量vd分(

7、吸气压力为大气压)微型小型中型大型vd1m3/min1 m3/minvd10m3/min10 m3/minvd100m3/minvd100m3/min按排气压力pd分低压压缩机中压压缩机 高压压缩机超高压压缩机0.2mpapd1.0mpa1.0mpapd10.0mpa10.0mpapd100.0mpapd 100.0mpa按气缸的排列方式分立式卧式对置式对称平衡式角式气 缸中心线垂直于地面气缸中心线平行于地面气缸分布在曲轴的两侧,相对两列区拐不等于180气缸分布在曲轴的两侧,相对两列区拐等于180气缸中心线互成一定角度按气缸容积的作用方式分单作用式双作用式级差式仅活塞的一侧的气缸容积工作活塞两

8、侧的气缸容积交替进行工作同列一侧中有两个以上不同级的活塞组装在一起工作按压缩级数分单级双级多级气体经一次压缩即达到排气压力气体经二次压缩达到排气压力气体经多次压缩达到排气压力(级间设有冷却器)传动方式电动压缩机内燃机压缩机蒸汽压缩机电动机带动内燃机带动蒸汽透平带动输送介质空气压缩机石油气压缩机煤气压缩机氢气压缩机氨冷冻压缩机空气石油气体水煤气氢气氨气此外,根据冷却方式不同分为风冷式和水冷式,根据安装方式不同分为移动式和固定式等。二. 往复式压缩机的一般工作原理往复式压缩机是依靠活塞的往复运动来压缩气体的(所以称为活塞式压缩机)图2-1单级往复式压缩机示意图 它由曲轴1,连杆2,十字头3,活塞杆

9、4,气缸5,活塞6,活塞环7,吸气阀8,排气阀9,和填料函10组成。曲轴的旋转运动,通过连杆,十字头的作用,而变为活塞的往复运动。压缩机的活塞每往复一次称为一个循环,每一个循环包括吸气,压缩,排气和膨胀四个过程。1.吸气过程 当活塞6自做向右运动时,缸内体积逐渐增大,压力下降,至压力降到稍低于进气管中气体压力时,进气管中气体便顶开吸气阀8进入器缸,直到活塞移动到右端(称为死点)为止。之后,吸气阀在弹簧的作用下自动关闭。2.压缩过程 当活塞调转方向移动时,(由于排气管中的压力高于气缸压力,排气阀关闭)缸内气体体积逐渐缩小,气体被压缩,压力逐渐升高。3.排气过程 随着活塞的左移,当缸内气体压力稍高

10、于排气管中的气体压力时,缸内气体便顶开排气阀,排入管路,直至活塞移动到左端(称为左死点)为止。之后,排气阀自动关闭。4.膨胀过程 当排气阀关闭后,活塞由左端向右移动,由于气缸内余隙容积的存在,残存的高压气体体积开始膨胀,直到膨胀达到压力稍低于吸气压力时,吸气阀打开,吸气过程开始,进入新的一轮循环。(实际工作过程,理论工作过程无) 图2-1所示为单作用活塞式压缩机工作原理,如换成双作用压缩机,基本原理相同,只是过程相对复杂。(活塞的两侧能吸气,压缩和排气的压缩机称为双作用压缩机)双作用压缩机装有填料防止机体侧气体泄漏,有关填料在后面有叙述。三. 往复式压缩机的理论压缩过程 压缩机在一个循环中,气

11、体在气缸的压力(p)和体积(v)之间的变化关系,可以在pv坐标中清楚的表示出来,称为气体的压缩循环pv图。因为图像还能清楚的表示出压缩机在一个循环过程中所能耗用的功量,所以也称为示功图。 消耗较少的功量,获得较大的生产能力,这是压缩机的设计和维修中所要解决的一个主要问题。 通过示功图,我们就可以从功量消耗的角度,来分析气体在气缸内的工作情况,和发现压缩机在运转过程中所存在的一些不正常现象,从而进行维护和改进。四.压缩空气的三种理论过程气体压缩时耗功量与压缩过程的情况有关。因此我们必须对压缩机过程的三种基本情况加以分析,从中找出压缩机耗功量的规律。 (图2-2)1.根据以前所讲的气体性质,气体被

12、压缩时,由于外界对气体做功,外功变成了内能,气体的温度升高,被压缩的程度越大,(外界对气体的功越多,气体内能增加的越多)温度就升高的越高。等温压缩过程就是压缩机气体时,气缸冷却效果非常好,使气体温度保持不变,在等温压缩过程中,气体的压力和体积的变化关系,在p-v图上称为等温曲线,如图2-2所示中的bc1线。2.绝热压缩过程与外界没有热交换的压缩过程称为绝热压缩过程。就是压缩机中不加冷却,气体与外界不进行热交换,热量不变。该过程在2-3中bc3,由于压缩过程中气体温度不断升高,而使压力升高的速度要比等温压缩时快,体积压缩至v2时,压力就达到了p2,因而c3点在c1点右边。上述两种压缩过程都属于理

13、论上的压缩过程,在实际生产过程中很难办到。3.多变压缩过程在实际生产中,气体在压缩时产生的热量,一部分传给了气缸,并通过气缸壁传出,大部分则保留在气体中。因此,实际压缩过程既不是等温,也不是绝热过程,而是介于两者之间,称为多边压缩过程。多变压缩曲线bc2位于bc1和bc3之间。比较三中压缩过程,我们不难发现,等温压缩时,耗用的功量最少,绝热压缩最多。等温压缩过程,以较少功量的角度来看,是一个理想的过程。实际压缩过程中的多变曲线越接近等温曲线好的功量越少。要使多变曲线接近等温曲线,就必须把压缩气体时产生的热量不断移出。气缸和气缸盖设置冷却水夹套,以及用冷却器冷却气体,并对冷却后气体的温度有一定的

14、要求,主要目的在于此。后面将用实例介绍冷却原理和设备。五.往复式压缩机的实际压缩过程前面所讲的理论示功图,是忽略了在循环过程中一些次要的实际因素对过程的影响,实际示功图应考虑这些影响,所以实际示功图与理论示功图右区别。具体在于:1. 实际压缩机的气缸中有余隙容积,余隙容积包括活塞在形成终点对于气缸盖的间隙,阀座下面的空间,以及其他死角,这些地方的气体是排不出去的。所以压缩机排气后,吸气前又增加了一个残留在余隙容积中的压缩气体的膨胀过程。2. 吸气阀和排气阀是靠压盖开启的,而且对气体的流动有较大的阻力,所以气缸的吸气压力必须稍低于吸气管的压力p1;而排气压力必须稍高于排气管的压力p2;并且吸气和

15、排气线不是直线而是波动线,其原因是由于管路中的气体压力的波动的气体通过气阀时,流速波动引起阀片的震荡所造成的。六.多级压缩的工作原理及示功图气缸排出的压力(绝对压力)与吸入气体的的压力(绝对压力)之比称为压缩比。例如:入口压力为4mpa,出口压力为8mpa,压缩比为8/4=2。用单级压缩机将气体压到很高的压力,压缩比必然很大,压缩以后的气体温度也会升的很高。这将会使压缩过程产生以下一些缺陷: 1. 压缩过程中产生大量的热量,因受冷却效率的限制,不能及时移走,就使多变压缩曲线原理等温曲 线而偏近于绝热压缩曲线,这就增大了动力的消耗。2. 气体温度升高的过快,会使润滑油失去原有的性质(如碳化)而使

16、润滑发生困难,机件造成磨损。 3. 压缩比越大,残留在余隙中的高压气体,在吸气膨胀时所占有的气缸容积就愈大,这是压缩机的生产能力大大降低。4. 压缩比过大时,压缩机的活塞,曲轴和连杆等机件的尺寸都需要相应增大,不然就不能适应承受的负荷。这样使压缩机的造价增高,而且笨重。由此可见,要将气体压缩到较高的压力,不能采用单级压缩,而应采用多级压缩。所谓多级压缩,就是用几个气缸,分几次逐步把气体压缩至所需的压力。在每段压缩后,设置中间冷却器把气体温度冷却至一定温度,再进入下级气缸继续进行压缩。同时在冷却器后设置油水分离器,分离气体中的冷却水和气缸中带走的润滑油以及残液。如图示:用等温压缩的方法,将气体压

17、到更高的压力,可以克服用单级压缩机的缺点,并且能使压缩过程接近等温压缩过程。但是级数太多,气体经过进出口阀门,中间冷却器和油水分离器也随之增多,所流经的管路也加长,流体阻力损失就要相应增大,而且压缩机的级数越多,构造越复杂,造价越高。所以压缩机的级数也不宜过高,过多反而得不偿失,一般不超过7级。通常,大功率的大型压缩机,由于耗功量大这个矛盾比较突出,在这方面要求比较高,因此都采用压缩比较小而级数较多的结构;小型的间断性的压缩机,耗功量不是主要矛盾,而对构造的简单,轻便的要求比较突出,所以小型的间断性的压缩机,都采用压缩比稍高,而级数较少的结构。中输气量与大输气量压缩机级数的选择,使各级的压缩比

18、不超过4。这个限度能使压缩机气缸的温度不致过高,且保证气缸可靠的润滑。因此,最终压力在20mpa以上的压缩机,级数都选用5-6级。多级压缩机压缩比的分配,根据理论计算,以平均分配为省功,但实际上,压缩比的分配一般都随着压力的升高而逐渐减少,原因主要有两个:1.压力越低,流体阻力所引起的压力损失越大,但这个压力损失受压缩比大小的影响却不大,因此,低压段压缩比越大,压力损失就相对的越少,越有利;2.高压级设备壁厚,冷却效果差,气体温度不宜升的太高,故压缩比应小一些。另外,在确定各级的压缩比时,尚需根据机器负荷(活塞力)的均衡情况,将各级的压缩比在允许的范围内作适当的调整。七.活塞时压缩机的排气流量

19、及影响因素排气量是压缩机重要的性能参数之一。不但是工艺生产上的重要指标,而且也是确定机器驱动功率以及机器参数,结构形式和尺寸的重要依据。所谓排气量单位时间内压缩机最后一级排出的气体,换算到第一级进口状态的压力和温度时的气体容积值。其单位为米3/小时或米3/分。压缩机的额定排气量-压缩机铭牌上标注的排气量-是指特定的进口状态(例如进气压力为0.1mpa,温度为20)时的排气量。一. 理想排气流量(理论流量)-压缩机理想工作过程所吸入的气体量。即:q理=nv/60米3/秒 对单作用压缩机:v=f.s米3q理=n.f.s/60米3/秒 对双作用压缩机:v=(2f-f).s米3q理=n.(2f-f).

20、s/60米3/秒 式中:f-活塞的面积米2 f活塞杆面积米2 s-活塞的行程米;n-转数 转/分二. 实际流量压缩机实际排出气体量即:q实=流q理;式中流流量系数,一般为0.750.90在实际生产中,影响压缩机生产能力因素有以下几个方面:1) 余隙容积对排气量的影响当余隙较大时,在吸气式余隙内的高压气体,产生膨胀而占去部分容积,只是吸入的新鲜气体减少,使压缩机的生产能力降低。当然余隙过小也不利,气缸中活塞容积与缸盖发生撞击而损坏机器,所以,压缩机气缸余隙一定要调整适当。压缩机吸入气体的体积式上比活塞所经过的统计要小,吸入气体体积v1和投用活塞经过的容积vs比称为容积系数1。1=v1/vs式中1

21、容积系数,一般为0.820.952) 泄漏损失对流量的影响压缩机运转过程中,压缩机的生产能力与活塞环(涨圈),吸入阀门和排出阀门以及汽缸填料的气密程度有很大的关系。活塞环是用来密封活塞与汽缸之间的空隙的,防止被压缩的气体串漏到活塞的另一侧。活塞环安装不好或磨损不能完全密封,高压气体便有一部分串漏到活塞另一边,排出的气量减少了,压缩机的生产能力也就降低了。排出的阀门不严密,则当在缸内进行吸入过程时,出口管中的部分高压气体就会从排出阀不严密处流回缸内。如果吸入阀门不严密,则在压缩过程中,会有部分压缩气体漏回进口管。例如压缩机的吸排气阀松动或泄露,吸气阀发热,排气阀发热等。气缸填料是缸体与活塞杆间的

22、密封,填料的磨损和泄漏,使缸内的气体漏回大气中去。此处漏气不但降低压缩机的生产能力,还会污染空气影响安全生产。例如循环氢泄露,大量硫化氢进入空气,严重时导致人员中毒;新氢泄漏,严重时导致闪爆,燃烧。气体漏损影响以气密系数2表示,一般取2=0.95-0.983)吸气时,气体的压力对流量的影响压缩机在吸入过程中,由于过滤器,吸气管和吸气阀的阻力,使吸入压力比大气压力低,所以当压缩时,首先将气体压缩到大气压力,此时气缸的有效容积缩小,使气缸容积不能充分利用,对流量有一定的影响,以系数3表示,一般取3=0.95-0.98当入口管压力大于大气压力时,3=1。4)吸入气体的温度对流量的影响压缩机气缸的容积

23、是恒定不变的,但如吸入气体温度愈高,则吸入缸内的气体的密度就愈小,单位时间内吸入气体的质量就减少,影响压缩机的生产能力。压缩机在夏天的生产能力总是比冬天的低就是这个原因。在吸气过程中,吸入气体首先和残留在余隙容积内温度较高的压缩气体混合,同时温度较高的缸壁也传热给气体,因此,吸入气体被预热膨胀,降低了吸气量。以预热系数4表示,一般取4=0.96-0.98所以,流量系数:流=1*2*3*4七. 往复式压缩机的功率和效率一压缩机的功率压缩机在单位时间里所消耗的动力称为功率,常用千瓦,马力计算。计算压缩机功率时,一般采用等温压缩时的理论功率。因为它是比较理想的过程。但在单级压缩机内由于冷却对气体压缩

24、线影响不大,因此,采用绝热压缩时的理论功率来计算。1.理论功率1) 等温压缩时所需用的功率:n等=n/75*60p1v1lnp2/p1,马力 或= n/102*60p1v1lnp2/p1 ,千瓦2) 绝热压缩时所需用的功率:n绝=n/75*60 k/k-1p1v1(p2/p1)k-1/k-1马力 或= n/102*60 k/k-1p1v1(p2/p1)k-1/k-1千瓦2.示功功率:压缩机在单位时间内消耗于实际循环中的功称为示功功率按下式计算:n示=p示*f*sn/75*60马力式中p示-平均式功压力;f-活塞面积;s-活塞的冲程(行程);n-压缩机转速,r/min3.轴功率:轴功率是压缩机转

25、轴上所需要的功率。由于运动部分的机械损失,所以轴功率比示功功率要大,是示功功率,机械损失和漏损所消耗的功率(n损)之和。n轴= n示+n损式中n损由于摩擦而消耗的功率。上述式中除60是将n从(转/分)除102是因为1(千瓦)=102(公斤.米/秒)除75是因为1(马力)=75(公斤。米/秒)均属于单位之间的换算。 二压缩功率1.等温效率:压缩机等温功率和轴功率等= n等/ n轴2.绝热效率:压缩机绝热功率和轴功率绝= n绝/ n轴3.机械功率:压缩机的示功功率和轴功率机= n示/ n轴机械效率机一般为0.88-0.92(卧式压缩机),0.9-0.93(立式压缩机)0.8-0.85(小型高速压缩

26、机)4.传动功率:压缩机功率与原动机(驱动机)功率之比。传= n轴/ n原 传-一般为0.95-0.99在选择驱动机械(电动机)额定功率时,应给予10-12%的安全系数第二部分压缩机的操作与维护一.压缩机相关操作和说明1.跑油。 跑油是压缩机运行久或检修后必须进行的一项重要工作。跑油的目的在于预先建立润滑油膜防止启动过程中对轴瓦等的划伤或检修后杂质清洗,以及冬季温度较低时防冻防凝的需要,确保机组的安全。正常规定,在检修后的机组跑油不少于8小时。跑油时,运泵正常运行(必要时投加热设施),定时盘车检查。尤其在检修后,跑油完毕,应及时分析润滑油质量(主要是杂质),确认正常后方可进行试机或其他操作。2

27、.盘车。盘车的目的是:防止因重力作用,曲轴发生弯曲变形,造成故障。盘车要求:每24小时盘车一次,每次180。盘车的同时必须跑油。3.氮气置换。为防止介质气体与空气接触发生爆炸,必须用惰性气体只换掉空气。或者,由于检修需要只换掉介质。有时,置换时充气,为机体进行了简单的气密工作。为防止冲压过快,氮气进机体通常设有孔板截流;为防止介质气体和氮气串漏,在边界增加双阀合排凝阀监测和隔离。4.脱液。是压缩机重要的检查工作过程之一。由于气体压缩冷凝后,产生较多的液体,如果该液体不及时排除,势必进入下一级汽缸或直接冲击出口阀门,进入系统,导致撞缸等一系列不良影响。脱液分为自动脱液和手动脱液两种。自动脱液的工

28、作原理是:通过风压的作用,用塞型部件将脱液线隔断,当有液时,液位信号传送到电磁阀,电磁阀信号使仪表风卸压,塞型部件在弹性作用下将脱液线联通,液体随之排出脱液罐。5.气体返回控制。作为新氢压缩的往复式压缩机,由于氢气量和耗氢量之间是动态关系,随时会出现耗氢增加或减少的问题,往往会导致新氢入口罐压力低或高。当入口压力降低时,由于出口压力不变(出口压力由循环机带动的系统压力决定),导致出入口压差增大,一级出口温度上升,极低时会迫使机组超出正常运行工况,产生损坏。为此,往复机通常设计出口返回管线,以弥补入口量的不足。排出的气体通常在出口止回阀前,通过调节阀降到入口压力,通过dcs自动控制。6.流量调节

29、/降压启动。由于工艺生产条件调整,需要将流量调节到某一状态。由于往复压缩机属于容积式压缩机不允许通过出/入口阀流量限制来实现。因此必须采用其他方法。一下介绍三种主要的调节方法(主要针对电机驱动的压缩机)。7.旁路调解。通过联通于出入口管线(出入口阀之间)的旁路管线,短路与气阀,并通过旁路阀控制。当机组降量时,打开旁路阀,压缩气体通过旁路返回入口,达到降负荷和流量的目的。此种方式必须借助于完好的出口止回阀作用,防止高压气体串回低压部分,引起入口罐超压。优点结构简单;缺点,流量调节效果差,如遇止回阀故障,操作相当危险。8.入口卸荷调解。通过入口气阀的流量限制,达到降低流量的需要。通常采用气动式卸荷

30、器,向下压下阀片,使气体在入口阀处联通,不参加压缩,使入口流量下降,出口流量减少。(必须配合入口压力调节,纺织原料气超压)要求卸荷用空气不应与被压缩气体混合。同时卸荷设施应有直观可视位置,能清晰观察负荷情况,通常,有风时阀片被压下,负荷位o;无风时,由于弹簧作用,卸荷压杆复位,阀片正常位置。此种方法控制流量方便,可以根据需要进行0;25;50;100%的负荷调节,达到需要条件。通常每台入口阀都加有卸荷设施,以便同时同步操作。9.余隙容积调节。由于余隙容积的存在,导致机组效率损失,同时根据这种原理,可以进行流量调节。及在气缸或缸盖上增加补充容积设施。一般分为连续,分级和间断的调节。根据工况的需要

31、可以将压缩机停滞或再次启动满足流量的调解。二.往复式压缩机启动要点往复式压缩机的启动必须符合容积是压缩机启动的规律,严格执行有关操作规程。下面就通常采用的启动方法做一介绍。一)悉机组规范二)前准备工作a) 对机组进行全面检查,主机整洁,另附件齐全.b) 检查和备好本岗位使用的各种工具、材料、检测仪器、润滑器具、记录表格、消防器材。c) 配合有关工种进行完与机组自保有关的各项试验和联校;所有报警、联锁和仪表投用,准确可靠d) 投用循环冷却水和软化水。1) 检查软化水罐液位计指示为70%;投用自动电加热器,控制水温为402) 打开所有汽缸及填料冷却水上水阀及机身侧上、下水总阀。3) 打开冷却水泵的

32、出入口阀。4) 投用水温控制阀,控制水温455) 检查汽缸及填料看窗回水状况。f)投用氮封打开压机氮气总阀及各中体氮封回气至火炬阀,脱油罐排液后关闭排凝阀;投用自立式压力调节阀,控制调节阀后氮气压力。g)投用负荷调节器所用净化风,控制调节阀后压力应大于0.4mpa。h)投用各填料漏气放空线,脱油罐排液后关闭排凝阀。i) 打开各级中体排油阀,放空后关闭。.k)投用润滑油系统 1) 检查曲轴箱润滑油油质,油位处于看窗1/2-2/3处,油温控制402) 打开油泵出入口阀,启a泵,油压,检查过滤器差3) 检查盘车器油箱n机械油油质正常、油位在看窗 1/22/3处。4) 检查主电机轴承箱n机械油油质,油

33、位在看窗1/2-2/3处l)将选择开关放于盘车位置,启盘车无异常后,停盘车并将盘车齿轮退出。 m)联系电工主电机送电. 三)起/停机过程1.压机系统氮气置换 打开入口氮气吹扫阀,压机系统充压至0.5mpa 左右,从出口放空置换三次,然后将氮气双阀全部关闭,并将中间排凝打开。(如没有氮气情况下,在不经过检修时,可用原料气进行置换)目的是将空气置换干净。.系统冲压1) 将出口双阀稍开,检查单向阀作用良好,再将出口阀全开;2) 再缓慢打开入口双阀向压机系统充压,然后全开。对于普 通启动(旁路卸荷机组不开入口,开旁路阀) .操作1) 通知内操返回控制阀投自动,并将前手阀打开。2) 各级分液罐脱液线手动

34、脱液,确认畅通;3) 启机方式位于automatic(自动)位置,负荷调节器自动置于“0%”位置,公共停机灯灭,否则不能启机。4) 通知反应岗位、班长作好启机准备。5) 通常压缩机启动分为两种情况普通启动。分别启动各自的润滑油系统,冷却水系统;启动主机投入口阀,关旁路阀带入负荷。6) 逻辑控制启动机组方法。由于机组设计制造等原因,不尽相同。仅介绍一种两次启动过程。如:某企业氢气压缩机4b4ac-1.34启动过程。(1). 第一次按下启机钮,主油泵、软化水泵自启,检查。(2). 一、二、三级冷后分液罐自动脱液动作,磁浮子液面计指示为零。(3). 油泵运行状况,油压0.4mpa,油温40度。(4)

35、. 水泵运行状况,水压0.25mpa ,水温45,各汽缸回水畅通。(5). 待ready on蓝灯亮后,第二次按启机钮,主电机启动。(6). 检查主机无异常后,在10分钟内将增压段及循环段负荷都提到50%,直至100%,将氢气并入反应系统。4.正常停机操作 1 接到停机通知后,与外操联系控制好入口罐压力; 2 首先将两段负荷调节器置于“50%”;再降为0% 3 按停机钮停车,并立即快速关闭新氢段出口阀;再关返回阀前手阀,入口阀关闭后立即打开放空阀缓慢泄压。 4 然后再关闭出口阀、入口阀。 5 如果需检修机器,则必须经氮气冲压至0.5mpa,置换三次并放空,停冷却水泵,办主机停电手续,方可让检修

36、人员作业。5. 紧急停机 1 遇有严重的氢气泄露、撞缸、抱轴、带液严重时,为避免更严重的后果, 来不及请示,操作人员可以果断按紧急停机钮停机,并立即快速关闭新氢段出口阀。2 停机后看情况立即按规程启动备用机组。3.按停机步骤对所停机进行完停机后的操作。 6. 紧急事故处理现象:压缩机发生激烈的振动,电流量急剧增大,严重时爆炸.事故状态下工艺处理步骤1) 立即停机,打开旁路阀和关出入口阀,打开放空阀泄压.2) 缓冲罐,分液罐加强脱液.3) 切换备用机.4) 若发生泄漏或着火爆炸应按紧急停工处理.5) 进入现场人员应佩戴空气呼吸器,防止硫化氢中毒.7.换机操作切换时尽量保持系统压力与流量平稳按正常

37、起机规定将备用机组启动,在增加备用机组负荷的同时将运行机组负荷降低,尽可能同步进行。待备用机组完全进入运行状况,运行机组负荷将到零负荷后,按停机规定停机。进行必要的检修或其他作业四)运行时的检查与维护1) 执行和遵守机组规范,严禁超温。超压。超负荷运行。2) 认真执行巡回检查制度。检查过程中要认真看。听。摸,善于和及时发现设备运行中的异常现象,并立即反映和消除。3) 认真执行设备润滑管理制度,搞好设备润滑,坚持做到“五定”、“三级过虑”4) 认真填写运行记录和值班日记,做到书写工整,内容实事求是,不漏记,不缺页。五)维护与故障分析1. 故障分析与排除方法压缩机是由许多机件(经过精密加工)按一定

38、的装配要求安装起来的.如果这些机件构造不良,才智选用不当以及装配不符合要求等,都会导致发生故障.这种故障是发生在压缩机本身的,属于及机械故障.此外,压缩机通过管道和工艺流程联系起来,如果操作情况不正常,也会引起压缩机发生故障.其他如气体带液,润滑油,冷却水的中断等都会导致压缩机发生故障.这种故障是由于压缩机外来因素造成的,是属于工艺方面的故障.压缩机产生故障的原因是多方面的.但汇总起来不外乎这两方面的故障.为了确保压缩机正常运转,延长使用寿命,定期维护检查非常重要.除了有各种仪表来测知压缩机的运转变化外,通常还用”看,听,摸”对于往复式压缩机,此种方法的检查,效果远远大于各种监测分析出来的故障

39、问题.但这三种方法不是孤立的,而是相互联系的,胆瓶其中一种方法不能检查压缩机运转情况的好坏.看-用看的方法,可以看出各种传动部分的机件是否松动,个摩擦部分的润滑情况是否良好;各级气缸冷却水和中间冷却起的冷却是否良好和冷却水的流动是否畅通;各级气缸和冷却器是否倒气,各连接处有否漏气和漏油.听-用听的方法,能较正确的判断出压缩机的运转情况.因为压缩机运转时,它的响声应是均匀而有节奏的.如果它的响声失去节奏声,而出现了不均云的杂音和噪音时,即表示压缩机的内部及间或气缸工作情况有了不正常的变化.摸-用摸的方法.可知其发热程度,但是一定要注意安全,最好停机检查.在检查运动件摩擦部位时更要注意安全(各级气

40、缸出口温度较高,不能随意触摸)同时,也可以基本判断设备的振动情况.三种方式的联合运用,将极大的方便生产和保证安全.例一:气缸的吸气阀漏气,可以摸的方法摸出来,因为吸气阀漏气,其气缸盖的温度会因漏出的高温气体而升高,但当吸气阀漏气不大时,就不一定能用摸的方法摸出来,这就要用听的方法,才能听出来,或用看的方法从压力表上看出来.例二:出口止回阀内漏。在机组备用状态,梢开出口阀,压缩机最后一级压力明显上升,接近系统压力,表明压缩机出口止回阀内漏。不能用其他的办法判断。例三:汽缸排气温度上升。用摸的方法,可以看出局部或全部排气阀温度升高,用看的方法可以分析是否为吸气压力不足造成,用听的方法可以判断气阀损

41、坏情况。例四:出口止回阀堵塞。直接可以从压力表上看出,该机组与其他机组出口压力的区别,用以判断是否憋压;拆下止回阀检查发现损坏情况和原因。分析判断总得归纳为:1看(观察各种现场指示等);2听(各种机组运行噪音,故障声音等);3摸(各种温度,震动等);4想(分析各种情况,现状等);5记录(及时记录各种情况,参数等);6汇报(发生问题及时汇报处理)2. 压缩机在进行过程中可能出现的故障及解决方法。2. 1气路故障、原因、处理序号故障类型故障可能原因处理办法1吸气压力偏低总进气管供气不足提高系统进气压力进气管路堵塞或入口过滤器脏清扫管路或过滤器前级吸气阀或排气阀漏气检查修复或更换气阀前级填料漏气更换

42、填料密封环2吸气压力偏高本级或后级吸排气阀漏气检查修复或更换气阀旁路阀泄漏旁路阀研磨打压级前冷却器冷却效果差增加水量、水压或清扫冷却器3排气压力偏低后路系统耗气量大增加进气量排气管或阀门漏气堵漏吸排气阀漏气检查修复或更换气阀4排气压力偏高出口管路堵塞清洗疏通出口单向阀故障清洗修复或研磨打压本级冷却器效果差增加水量、水压或清扫冷却器5吸气温度偏高吸气阀漏气检查修复或更换气阀旁路阀泄漏旁路阀研磨打压级前冷却器冷却效果差增加水量、水压或清扫冷却器6排气温度偏高二列对称型压缩机的其中一列入口压力偏低清扫入口管路或过滤器排气阀漏气检查修复或更换气阀气缸冷却效果差清洗气缸或增加水量、水压7气阀温度高漏气检

43、查修复或更换气阀8流量偏小入口供气不足提高系统进气量入口管路堵塞或入口过滤器堵清扫入口管路或过滤器气缸内漏修复9气缸声音或振动不正常气阀松动拧紧顶丝气阀弹簧失效或断裂更换弹簧气缸余隙偏小恢复设计值进气带液入口分液罐排凝活塞环磨损、松动更换气缸镜面磨损较大修复或更换缸套气阀间断性启闭不灵活检查修复或更换气阀10管路振动过大出口缓冲罐设计不合理重新核算、更换管路支架松动紧固出口单向阀故障检查修复或更换装置生产工况改变严重调整操作至正常2.2油路故障序号故障类型故障可能原因处理办法1润滑油压力偏低油泵故障修复油泵入口过滤器堵塞或入口管路漏油检查入口过滤器或管路静密封点油质粘度低更换润滑油油温偏高关闭

44、油加热器或加大冷却水量、水压管路中有气出口过滤器处放气2油压瞬时偏高油温低投电加热器油粘度高调整粘度3润滑油温度偏高轴瓦间隙偏小或滑道表面粗糙度过大检修调整轴瓦合金脱落更换轴瓦油粘度过大调整油粘度润滑油污染更换润滑油冷却不良加大冷却水量、水压油冷却汽水侧结垢清洗4局部润滑不良个别部位油孔不合理,不是连续供油检修改进个别供油点压力偏低,特别是在对称平衡型压缩集中,运动部件间隙增大、主轴径圆柱度严重超差时易出现检修调整5刮油环漏油严重结构不合理改为双刃大回油孔结构安装不合理重新调整密封环质量有问题检查更换2.3水路故障序号故障类型故障可能原因处理办法1冷却效果不良上水压力偏低、回水压力高增加水量、

45、改无压回水冷却器结垢清洗换热面积偏小重新设计制造、更换单独供水泵损坏维修回水量过大调节回水量2回水中有大量气泡冷却器管束泄漏更换管束材质为0cr18ni12mo2ti气缸部件漏气检修堵漏填料函漏气更换密封胶圈2.4机械故障序号故障类型故障可能原因处理办法1轴承处声响过大主轴承间隙过大、连杆大小头瓦间隙过大、轴承过度磨损检修处理到允许值2连接松动出现异常声响连杆螺母松动或开口销断裂立即停机处理活塞紧固件松动或出现裂纹立即停机处理十字头液压紧固件故障立即停机处理3机身或曲轴箱振动明显增大上述连接松动原因立即停机处理气缸支座松动紧固地脚螺栓松动紧固对中不良找正压缩机共振区避开活塞托瓦磨损严重或跑偏检

46、修更换或纠正轴瓦间隙增大检修更换4轴承温度过高检修后轴承间隙偏小重新调整轴承或滑道有赃物清洗润滑油变质更换轴承乌金脱落更换压缩机超载降低负荷主轴推力轴承轴向间隙偏小调整到设计值润滑油温度偏高调整油冷器5气阀寿命短阀片、弹簧质量有缺陷更换质量合格产品阀片、弹簧选材有问题根据工况重新设计选材气体脏改善工况气体带液改善工况安装不正确重新安装6活塞环、托瓦磨损过快本身质量差更换质量合格产品入口过滤器漏,脏物进入清扫内缸、更换入口过滤器缸套镜面磨损更换或修复缸套活塞杆水平度差调整安装不正确正确安装7填料函密封性能差活塞杆磨损修复或更换活塞托瓦磨损、活塞杆跳动大更换托瓦、调整活塞杆跳动密封环质量差更换合格

47、产品密封环安装质量差重新正确安装、调整间隙介质脏检查入口过滤器填料函组装不合理按图重新组装密封环弹簧失效更换弹簧密封环过度磨损更换密封环8填料函温度偏高冷却水不畅通疏通填料函夹套密封胶圈失效或压偏更换或调整密封环轴向间隙小调整金属阻流环与活塞杆摩擦大调整密封环弹簧紧力大调整弹簧紧力9气缸套镜面磨损大托瓦质量差、磨损过快更换合格产品介质脏、有异物进入清扫、检查入口过滤器活塞托瓦定位块松动(危险)停机检修半托瓦式活塞托瓦方向装错调整活塞杆跳动大调整至允许值缸套选材有问题重新设计更换10止回阀内漏冷后气体带液产生液击加强脱液安装不到位重新安装弹簧或阀片失效更换或研磨2.5气量调节机构(卸荷器)1动作

48、不灵活弹簧失效更换机构弹簧执行机构气缸漏气检修,更换部件空气压力不足调整压力2不动作介质脏,堵塞解体,清洗3动作不到位压叉行程变化,磨损更换气阀安装不到位重新安装或更换第三部分往复式压缩机有关常识1.气阀对往复式压缩机的作用与影响。气阀是自动阀,其本质是指阀片的运动仅受它两侧气体压力差(加少许弹性力荷粘滞力影响)而运动的阀。它与压缩机之间没有任何机械的或运动的联系。气阀的合理与否,决定了压缩机能否合理有效经济的工作。2.气阀优劣的判断方法1) 高效节能;2) 气密性与动作即时性;3) 寿命长;4) 噪音低;5) 可重复翻新使用的阀更好,物尽其用。3.为什么一台压缩机的同级气缸上不可以混装不同厂

49、家的或不同形式的气阀?因为气阀的选型设计通常有很大的区别:a.设计的气阀通流特性不同;b.气阀运动力学特性不同;c.阻尼特性、抗粘滞、抗积聚等特性不同若混装,会导致强势阀负担更多(超过设计值)的任务,而面临更多的冲击而加速疲劳损坏。压缩机因不同步的气阀寿命问题而被迫停车。在通一台压缩机上最好避免混装不通(厂家)的气阀。4.为什么工况变化时,可能使气阀不能正常工作或过早损坏?气阀的设计是根据工况的。由于气体分子量的不同,所以气阀弹簧的弹性和流通间隙是不相同的。不同的工况应选用不同的气阀。5.为什么过油润滑可能会影响气阀工作状况和寿命?润滑油太多,引起油粘滞,造成气阀延迟启闭。能耗上升,冲击加大。

50、过量的油造成液击,损害气阀。6.气阀损坏的几率和运行时间的关系。通常开车后0.5200小时之间最危险。气阀能否使用的第一判断通常可在200小时内作出。7.腐蚀对气阀的影响。1) 阀片,其表面腐蚀点直接导致气密性下降,严重的腐蚀降低阀片的强度直至损坏。2) 弹簧,任何程度的腐蚀都直接影响弹簧的强度和工作特性。弹簧相对比较与阀片更容易受到腐蚀侵害。由朝过50%以上的阀片损坏原因首先是弹簧实效,后导致阀片运行平衡,局部冲击过强而损坏。3) 阀座与阀盖,特别是阀座凡尔线腐蚀后,丧失密封性。8.气阀对什么介质较敏感?硫化氢h2s;盐酸-hcl;湿碳酸气;硫酸或湿so2.9.活塞环和支撑环的作用?活塞环用

51、以密封汽缸内的高压气体,防止其从活塞和汽缸之间的间隙中泄漏。支撑环对活塞起到支撑和导向的作用。严格的说,对水平布置的汽缸而言,支撑环支撑活塞和一半活塞杆重量,另一半的活塞杆重量由十字头支撑。对除了直立式迷宫活塞以外的压缩机都必须有支撑环。10往复式压缩机的三大易损件1.气阀;2.填料;3.活塞环。11.压缩机检修过程中,机体置换的要求。机组由于设备故障在交付检修作业前,应至少用氮气置换三遍以上,如发现阀门内漏应采取必要的安全措施(现场有设备管理人员确定);同时在检修开始前应将机组大气放空阀打开,防止机内残留气体对人体的伤害,待检修进行后关闭放空阀,防止其他机组串气第四节 离心压缩机一. 离心式

52、压缩机的工作原理 离心压缩机的原理是通过高速旋转的叶轮对气体作功,使气体在离心力场中压力得到提高,同时动能也大为增加,随后在扩张流道中流动时这部分动能又转变为静压能,而使气体压力进一步提高,这就是离心压缩机的增压原理。离心式压缩机具有大流量、故障率低、日常维护工作量小、运行周期长等优点。 1.离心式压缩机的结构简介: 图为某一离心压缩机纵剖面构造图。气体由吸气室1吸入。在驱动机的作用下,通过高速旋转的叶轮2对气体做功,使气体的压力、速度、温度提高。然后流入扩压器3,使气体速度降低,压力提高。弯道4、回流器5主要起导向作用,使气体流入下一级继续压缩。由于气体在压缩过程中温度升高,而高温下压缩气体

53、耗功大,故在压缩过程中采用中间冷却,通过蜗壳(排气室)6和排气管道中间冷却器进行冷却,冷却后的气体再经过高压侧吸气室进入第4级继续压缩。最后经蜗壳和出气管输出。 为平衡轴向力,设有平衡盘7,残余轴向力则由推力轴承8承受。为防止级内、级间、段间漏气,设有轮盖密封9、隔板密封10、段间密封11、气缸两端设有轴封(浮环密封、干气密封等,型式不一)12,以防止气体外漏。 2.离心压缩机的部件简介: 离心压缩机的结构与汽轮机相似,也是由固定不动的静子与作高速旋转的转子所组成。另外还配置有段间或级间中间冷却器及进出口气液分离器,防喘振控制系统、振动和轴位移及瓦温等仪表监测系统及润滑油系统。 1转子 转子是离心式压缩机的主要部件。它是由主轴以及套在轴上的叶轮、平衡盘、推力盘、联轴器、轴套、锁母等组成。 转子上的各个零件用热套法与轴联成一体,以保证在高转速下不致松脱,其中叶轮、平衡盘与轴的过盈量在14mm左右;其它轴套等为07o左右。叶轮、平衡盘、联轴器等大零件还往往用键与轴固定,以传递扭矩和防止松动。有的叶轮、平衡盘则使用销钉与轴固定。 转子上各零件的轴向位置靠轴肩或套来定位。 叶轮 叶轮是压缩机中的一个最重要的部件,叶轮通过叶片对气体做功,使气体获得能量。叶轮设计的好坏,对压缩机的性能将起到决定性的作用。 叶轮有三种:a) 闭式叶轮,由轮盘、轮盖和叶

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