《典型动设备的介绍》课件

1、典型动设备的介绍背景 在石油化工生产过程中，大量的压缩机组发挥着无可替代的作用。各式各样的原料气、中间气体及气体产品，需要按照工艺流程路线以及工艺参数的要求，提高气体压力，完成预期的化学反应、压缩制冷或气体分离提纯等工艺过程。根据工艺要求，还可以将生成气增压或液化，以便于储存或长距离输送。动力锅炉以及加热炉，燃料需要充分燃烧，更是离不开送风机及引风机。压缩空气作为自动控制系统或某些特殊机械的动力源，在生产现场得到了广泛的应用。目前，石油化工生产的大型化、一体化、集约化发展趋势明显加快，越来越多的技术先进的大型压缩机组已经成为石油化工工艺生产过程中的关键设备，成为企业设备管理和实行特级维护的重点

2、。压缩机的介类与特点 -按压缩机的工作原理和结构形式分类按压缩机的工作原理可以将压缩机分为容积型和速度型两大类。容积型压缩机压力的提高是依靠压缩气体的体积来实现的，而速度型压缩机是首先使气体分子获得一个相当大的速度，然后通过扩压器，使速度降低，将动能转化为压力能。容积型和速度型压缩机由于结构的不同又可以分为以下几种，见图01。空积型往复式压缩机-往复活塞式压缩机 在容积式压缩机中，往复活塞式压缩机（以下简称为活塞式压缩机）是应用得最早、最为广泛和最具有代表性的。活塞式压缩机的压力范围十分广泛，其出口压力可以从几atm到3500atm，甚至更高。 活塞式压缩机具有典型的曲柄连杆结构，见图02。曲

3、轴的转动带动连杆绕着十字头销摆动的同时，又随同十字头活塞杆活塞组合体沿汽缸轴线方向作往复运动。曲轴每转动一周，活塞在汽缸内、外止点间（对卧式压缩机而言）或上、下止点间（对立式压缩机而言）往复运动一次，压缩机也就完成了吸气压缩排气膨胀的循环过程。气体的吸入和排出则由吸气阀和排气阀自动控制。容积型回转式压缩机 容积型回转式压缩机的汽缸内，通常都有一个或两个转子，转子旋转时产生的容积变化实现了气体压缩。按照转子结构以及容积变化的特点，回转式压缩机又有许多型式。 常见的有螺杆式压缩机（见图04）滑片式压缩机（见图05）、转子式压缩机（见图06）罗茨式压缩机（见图07）、水环式压缩机（见图08）等速度型

4、压缩机-离心式压缩机 离心式压缩机（见图09）的汽缸内，主轴带动叶轮旋转时，气体沿轴向吸入，并以很高的速度沿着垂直于压缩机轴的径向方向被离心力甩出，进入扩压器后，气流速度降低，压力升高。混流式压缩机 通常在一台压缩机内，在若干级轴流式之后加一级或几级离心式叶轮的组合式压缩机。这种机器比单纯离心式经济，流量大时比离心式更轻便，结构也更为紧凑。轴流式压缩机 轴流式压缩机中（见图010)，同样是由于转子旋转，使气体产生很高的速度，但气体在轴流式压缩机中的运动，大致是沿着平行于压缩机轴的方向进行的。当气体流过依次排列的动叶和静叶栅时，气流速度逐渐降低，气体压力特 性优 点缺 点速度型压缩机离心式压缩机

5、流量和出口压力的变化由性能曲线决定。出口压力过高，将导致机组发生喘振1）排气量均匀，无脉动2）外形尺寸及重量较小，结构较简单，易损件少，设备维护，检修工作量较小1）气流速度高，损失较大，小流量机组效率低2）不适应在小流量、超高压的范围内使用轴流式压缩机流量和出口压力的变化由性能曲线决定。特性曲线较陡，压力变化时，流量变化较小。出口压力过高，将导致机组发生喘振。流量超过一定限度，流道发生气流阻塞，性能遭到破坏1）气流流动摩擦损耗较离心压缩机小，因此效率较高2）适于特大输气量、低压或中压3）可通过调整定子叶片和转子叶片的角度改变流量1）稳定工作范围较窄2）由于空气动力造成的振动，以及对灰尘污染敏感

6、，有可能损坏叶片3）出口压力较低容积型压缩机活塞式压缩机气量调节时，排气压力几乎不改变1）气流速度低，损失小，效率较高2）从低压到超高压，适应压力范围广3）同一台压缩机可压缩不同的气体1）往复惯性力无法彻底平衡2）活塞式压缩机排气脉动性大3）不适用于大流量的场合4）维修工作量较大螺杆式压缩机螺杆式压缩机具有低压、较大流量的操作特性。转子的长度和直径，决定了压缩机的压力和流量1）螺杆式压缩机无往复式压缩机的气流脉动，也没有离心式压缩机的喘振现象2）零部件少，结构紧凑，运行平稳，寿命长，维护简单3）对气体带液要求不太严格转子型线复杂，加工要求高，噪声大几种速度型、容积型压缩机特性对比石油化工中压、

7、高压和超高压活塞式压缩机结构特点简介2D2510.71290BX压缩机主要技术规范项 目技术规范项 目技术规范压缩介质吸入状态下的流量活塞行程主轴转数吸排气压力吸排气温度轴功率主机质量H296%，CH42.44%333.3rmin1.1778.829MPa660kW电机型号电机功率冷却水耗量传动方式气量调节范围气量调节方式主机外形尺寸TAKW800182150800kW60th联轴器刚性连接0、50%、100%手动气控顶开吸气阀682810301185mm2D2510.71290BX压缩机各级气体参数 级项 目一级二级 级项 目一级二级吸气压力MPa吸气温度排气压力MPa1.177403.45

8、3.415408.829排气温度汽缸内径mm排气压力MPa1403003.7951391909.886 压缩机组主要由同步电机、刚性联轴器、压缩机及附属设备构成。 压缩机本身由一个机身、两个中间接筒（又称中体）、一级汽缸、二级汽缸（位于机身左、右两侧各一个）以及传动机构等构成，汽缸下面设有汽缸支座。机身机身为对称平衡式，由曲轴箱、油池和两组十字头滑道组成的灰铸铁件（HT2547）。机身装有曲轴、连杆和十字头等。机身用4个地脚螺栓固定在基础上。机身顶部有可拆卸盖板，便于安装、检修主轴承、曲轴、连杆。每个十字头滑道都有两个窗口用金属盖板密封，便于内件的安装和检修。机身顶部设有通风装置。中间接筒中间

9、接筒为铸铁（HT2547）制成的双室型筒状部件。它是机身和汽缸间的连接桥梁。接筒中间隔板装有填料，用来防止汽缸填料函漏出的有害气体窜入机身内。中间接筒与机身连接侧设有安装刮油环的隔板，用以把机身滑道与接筒分开，阻止机身中的润滑油通过活塞杆进入汽缸，刮油环刮下的油流回油池。 中间接筒分开的两室上部和底部分别接有填料冷却水、润滑油、充气及漏气回收和排凝专用管线。中间接筒两侧的窗口可以打开，用于填料的检修和维护。工作时窗口用金属盖板密封。汽缸低压缸为铸铁（JT3054）制成的带有气道和水道3层内壁的筒形铸件。高压缸为锻钢制造，汽缸水道是机加工形成的。低压缸和高压缸缸套均为合金铸铁制成（JT25一47

10、C），缸套的工作表面进行了氮化处理，缸套与缸体采用过盈配合。汽缸体的两端由缸盖和缸座封闭。轴侧缸座内设置填料函，阻止往复运动的活塞杆通过缸座时造成缸内气体的外漏。气阀 气阀在汽缸上为径向布置，双作用汽缸在轴端和盖端都设有气阀孔。吸气阀布置在汽缸体的上部，排气阀装在缸体的下部。吸、排气阀的阀片依据阀前后的气体压差与弹簧力的综合作用，自动实现打开与关闭。吸气阀、排气阀可以是环状阀，也可为网状阀。活塞组件一级活塞采用实心结构，由铸铝ZL401制成。活塞杆为42CrMo锻制。活塞杆与填料密封工作表面经特殊的淬火处理。活塞环分成3组，每组由两个靠近的、单独的活塞环组成。两个支承环安装在活塞底部两组活塞环

11、间的凹槽内，支承环只占活塞圆周的1/3，每个支承环都由两个定位环定位。当活塞在汽缸内往复运动工作时，支承环起着导向作用。二级活塞 一、二级活塞环和支承环均由填充聚四氟乙烯材料制成。 活塞与活塞杆是用活塞杆帽紧固的。活塞是靠活塞杆肩部的的外圆及活塞帽外圆作径向定位。紧固后将螺帽的卷边压入活塞端部的开槽处以防松动。 二级活塞由35#钢制成，活塞杆为42CrMo锻制，见图213。活塞环分成3组，每组由3个靠近的单独的活塞环组成。两个支承环安装在活塞底部两组活塞环间的凹槽内，支承环只占活塞圆周的1/3，每个支承环都由两个定位块定位。活塞杆密封填料 填料函内从汽缸侧往外，依次装有2组主要起节流作用的填料

12、盒、7组主要起密封作用的填料盒和2组主要起阻流作用的填料盒（在充氮气室两侧各有一组）。填料函内设有冷却水通道，用来降低填料的温度。填料函内设有润滑油孔，用来加强润滑和密封效果。 如果密封元件使用了自润滑性能良好的材料，也可以采用无油润滑传动机构 包括主轴承、曲轴（1个）、连杆（2个）和十字头（2个）；主轴瓦由上、下两部分组成。瓦背由钢制成，内表面衬轴承合金。主轴瓦组装于机身的轴承座内。 轴瓦有肩部翻边，表面有轴承合金的对接凸缘。用两肩距离与轴承座的宽度来实现轴瓦的轴向定位。主轴承为非中间开边，而是在轴承中心水平面下5。 因此，上半轴瓦和轴承盖一起在轴承座内实现径向定位。轴承盖上的圆柱销是用于上

13、部轴瓦在轴承盖上正确定位之用。 轴承螺栓的预紧力是靠其伸长量保证的。每个螺栓中心都有一个圆孔，孔内装有测量圆柱棒，可用深度千分尺测量螺栓紧固前后的伸长量，从而保证轴瓦的紧固和轴承与轴颈的润滑间隙。 曲轴由35#钢锻制而成。它由主轴颈、曲柄颈、拐臂、带密封槽的主轴颈和联轴器法兰组成，参见图215。密封槽与机身挡油盖配合，借助于密封元件的作用，阻止油池润滑油外漏。曲轴靠近联轴器侧的主轴颈，与轴向定位轴承配合，用于确定曲轴的轴向定位。其余的主轴颈和曲柄颈与轴承的配合可作轴向位移以适应曲轴温升后的轴向线膨胀液压十字头连接器 液压紧固装置是由压力体、压力活塞（组装在压力体内）、紧固螺母及密封圈（组装在压

14、力体内）组成。活塞杆是通过（两半的）止推圈13和螺圈12与十字头连在一起的。液压紧固装置也装在活塞杆上。手动超高压油泵产生的150MPa的压力，将环形活塞及压力体分别压向螺圈及活塞杆肩部，使活塞杆产生所需的初始伸长。这时将紧固螺母旋入至十字头端部实现机械定位，泄压后就完成了活塞杆与十字头的连接。润滑系统 传动机构中的主轴承、曲轴的曲柄销、连杆的大、小头轴瓦、十字头销和滑道采用了强制润滑。主油泵由曲轴直接驱动，机身的油池作为系统的油箱来使用，可以储存至少8min的油泵循环油量，装有油温和油位就地指示仪表。油池最低位置装有放油阀，油路总吸油口设有过滤精度不少于30m的粗过滤器。油池与稀油站和主油泵

15、相连。 稀油站包括辅助油泵、油冷却器、油压调节阀、精过滤器（过滤精度不大于40m）、安全阀以及就地安装的温度、压力、压差仪表。压缩机附属设备附属设备包括进气过滤器、一级、二级吸气缓冲罐、一级、二级排气缓冲罐、列管式中间冷却器（用于压缩气体的中间冷却）、一级、二级气体分离器（用于压缩后气体的气、液分离）、水冷却系统（用于工艺气体的级间冷却、汽缸、填料及润滑油的冷却）、气体调节器（用于压缩机排气量的调节）、安全阀、手动盘车机构、仪表及其联锁控制系统等。常见故障的处理序号故障现象故障原因处理方法1轴承温度高a轴瓦与轴颈接触不均匀，或接触面小，单位面积上的比压过大 b轴承间隙过小 c轴颈圆柱度和轴直线

16、度偏差过大 d润滑油量供应不足或中断 e油变质 f进油温度过高a用涂色法刮研轴瓦，改善单位面积上的比压 b调整轴承间隙 c校直轴 d检查油泵、管线和油过滤器 e更换润滑油 f调节油冷却器进水量2汽缸温度高a冷却水供给不足b冷却水管堵塞c缺少润滑油a适当加大冷却水供给量b检查并疏通水管c检查注油泵及管线3填料函发热a活塞杆与填料配合间隙不合适b活塞杆与填料函装配时产生偏斜c填料冷却水供应不足或水管堵塞d填料函润滑油污垢或供油不足a适当调整间隙b重新装配c加大供水量或疏通供水管线d更换润滑油或调整供油量4排气温度高a排气阀泄漏b入口过滤器堵塞c吸入气体温度超过规定值d吸气阀泄漏e汽缸或冷却器效果差a拆检并清理排气阀b拆检并清理入口过滤器c检查工艺流程d拆检并清理吸气阀e检查冷却水系统或清洗冷却器6管路发生不正常的振动a管卡太松或断裂 b支撑刚性不够 c管架或吊架不牢 d管路系统产生气柱共振或管路机械共振a紧固或更换管卡b加固支撑c加固管架或吊架d重新配置管路系统序号故障现象故障原因处理方法7油泵出口压力或无压力a吸入管法兰或接头漏，吸入空气b油泵壳体或轴封有泄漏c吸入阀有故障或油管堵塞d油箱内油位太低e油过滤器堵塞f油泵驱动机转速下降g安全阀故障a查堵漏点b.检查并消除漏点c检查并疏通油管d添加润滑油e清