东辰943压缩机项目(初修版英1)

2x25kt乙丙橡胶装置项目

KBU-2/YB710M1-8

电驱往复式压缩机

技术^«书

TECHNICALPROPO

买方：东辰控股集团有限公司

卖方：山东科瑞石油装备有限公司

日期：2013年9Ali5U

目录

1、项目概况1

1.1项目名称1

1.2台数1

1.3使用地点1

1.4安装场所1

1.5环境安全等级1

1.6气象参数1

1.7现场用户提供的辅助条件1

1.8机组工艺性能要求参数表2

1.9工艺气组分表3

1.10工艺气特性计算5

1.11工艺气确认5

2、机组总体设计方案和配置性能数据7

2.1机组总体方案设计7

2.2压缩机组工艺性能参数汇总表9

3、采用的规范、标准及法规11

4、供货范围、边界和机组噪声指标14

4.1供货范围（包括但不限于以下部分）14

4.2供货边界15

4.3机组噪声指标15

5、压缩机选型和工艺计算汇总16

5.1压缩机选型配置16

5.2压缩机工艺计算汇总表17

5.3机组配套整体性能说明18

5.4总结18

6、压缩机19

6.1压缩机参数表20

6.2不平衡力和力矩21

6.3传动系统简介22

6.4气缸及零部件结构和材料介绍22

6.5压缩机机身润滑系统23

7、主电动机24

7.1电机主要技术参数如下表24

7.2电机结构特点24

7.3联轴器25

7.4盘车装置26

7.5飞轮26

8、冷却器及冷却系统27

8.1冷却对象和介质27

8.2工艺气水冷却器（以最终设计为准）27

8.3压缩机润滑油水冷器（以最终设计为准）28

8.4压缩机工艺气水冷却器计算参数表28

9、压力容器29

10、管路及附件31

12、底橇32

13、机组外形尺寸、重量（以最终设计为准）33

14.机组控制系统34

14.1总则34

14.2组成34

14.3控制模式35

14.4就地控制盘36

14.5配电柜（ECP）36

14.7监测37

14.8保护37

14.9机组配套的监测、控制、报警、停车和远传汇总一览表37

14.10机组运行控制回路方案38

15、公用工程消耗及参数要求40

15.1压缩机润滑油耗率及参数要求40

15.2电要求及耗量40

16、备品备件及专用工具清单41

16.1启机备品备件清单（单台机组）41

16.2两年备品备件清单（单台机组）42

16.3随机专用与通用工具清单45

17、铭牌47

18、清洁和喷漆48

19、检验、试验及监造49

20、质量保证49

21、技术服务和培训50

21.1设计技术支持服务50

II

21.2现场技术支持服务50

21.3培训计划51

22、售后服务53

附件一:公司简介55

附件二：IS09001质量体系认证57

附件三：设备业绩表58

附件四：压缩机性能计算数据表64

附件五：机组相关流程图及平面布置图69

1）机组工艺流程图69

2）机组平面布置图70

附件六：电气控制图71

附件七：制造/监测时间计划74

III

山东科瑞石油装备有限公司

1、项目概况

1.1项目名称：2x25kt乙丙橡胶装置压缩机项目

l.lProject：EP(D)MRubberSolutionPlant-2x25kt/y

1.2台数：2台套(一用一备)

l.ZQuantity:2sets(1w+1standby)

1.3使用地点：山东东营

1.3Location：ShandongDongying

1.4安装场所：室内安装

1.4lnstallation:Indoorinstallation

1.5环境安全等级：IECZone2

1.5Environmentalsafetylevel:IECZone2

1.6气象参数：

气象要素描述

环境大陆性季风气候

海拔m20

年平均（℃）11.7

气温年最高（℃）39.6

年最低（℃）-18

1.6Fieldenvironment：

Meteorologicalelementsdescription

EnvironmentContinentalmonsoonclimate

Elevation(m)20

Meanannualtemperature：(℃)11.7

Temperatureextremehigh(℃)39.6

Extremelow(℃)-18

1

山东科瑞石油装备有限公司

1.7现场用户提供的辅助条件

1)电源：

(1)动力电：10kV、3PH、5OHZ

380V、3PH>50HZ

(2)辅助电:220V、单相、50HZ

2)仪表风：6.0barg

3)水系统:

(1)冷却水:4.5barg

(2)消防水：7.0-12.0barg

(3)脱盐水：4.0-5.0barg

(4)饮用水:3.0barg

1.7Providedbyuser

1)日ectricsource：

(1)Dynamicelectricity：10kV>3PH>50HZ

380V>3PH、50HZ

(2)Auxiliaryelectric：220V1PH50Hz

2)Instrumentair：6.0barg

3)Watersystem：

(1)Coolingwater：4.5barg

(2)Firefightingwater：7.0-12.0barg

(3)Desaltedwater：4.0-5.0barg

(4)Potablewater：3.0barg

1.8机组工艺性能要求参数表

工艺参数

工况Grade02Grade07Grade12Grade17Grade19

处理量,kg/h116429676883596763620

进气压力，bar55555

进气温度，℃-1.7-3-1.65.42.1

2

UY

KERUtOfKiUP山东科瑞石油装备有限公司

排气压力，bar3939393939

排气温度，℃4545454545

驱动方式隔爆三相异步电动机

年运行时间8000小时

说明：1、Grade02处理量达到设计点要求流量的110%；

2、Grade19处理量达到设计点要求流量的60%=

1.8Unitprocessperformanceparameter

ProcessParameters

WorkingConditionGrade02Grade07Grade12Grade17Grade19

Capacity,kg/h116429676883596763620

InletPressure,barg55555

InletTemperature,℃-1.7-3-1.65.42.1

OutletPressure,barg3939393939

Outlet

Temperature,℃4545454545

DriverExplosion-proofthree-phaseasynchronousmotor

Annualoperatingtime8000hours

Notes：1.Grade02Processingcapacitytoreachdesignrequirements110%.

2.Grade19Processingcapacitytoreachdesignrequirements60%.

1.9工艺气组分表:

摩尔百分比，％

组分

Grade02Grade07Grade12Grade17Grade19

H22.923.352.740.141.18

C2H450.8150.5550.2325.5241.26

c2H62.042.252.21.370.85

C3H640.2440.3241.4168.2153.16

C3H83.823.403.254.493.33

Ce+0.190.130.190.270.23

ENB-tracestracestracestraces

1.9ProcessGasComposition

MolePercentage,%

Composition

Grade02Grade07Grade12Grade17Grade19

H22.923.352.740.141.18

C2H450.8150.5550.2325.5241.26

3

KERUtOfKiUP山东科瑞石油装备有限公司

C泪62.042.252.21.370.85

c3H640.2440.3241.4168.2153.16

C3H83.823.403.254.493.33

Ce+0.190.130.190.270.23

ENB-tracestracestracestraces

4

山东科瑞石油装备有限公司

1.10工艺气特性计算

l.lOProcessgascharacteristicscalculation

GasAnalysisData

-y:KeruiCocnpression—iVACACTAD-D

Quote:InquIry:

7.7.0.0RATEDGradedProject:102-PE-001M993Compression

ServicesService

GasModelVMG

GasTypeCVSTOM

Stase»1n102FinalFinal

StreamMainVaporVaporLiqlVapor

SuctionPress,barg5.004.8215.66

DischPress,barg16.0039.6939.00

SuctionTemp.冷-1.70-1.70450045.00

DischTemp.卓66.M109.6945.00

Flow.MMSCFD7.6497.6497.6490.5537.096

Flow,kgh12837.012s37.012837.01028.31ISOS.7

Flow.Lnin<12.145

Dropout.、7.227

SpecificGravity1.16351.16351.16350.4O&51.1537

MoleVeicht33.7033.7037.3533.42

RatioofSpHt(N)1.21131.2129

CoupSuet(Zs)0.92620.86130.6045

CoopDisch«Zd)0.87070.7932

Coop•Std(Zfttd)0.98700.9S790.9879

Density•Std.k«m31.5041.5041.491

Suction:

Density,kgm39.40624.70525.3986.692

Enthalpy.kJkg295.39330.32283.62

Entropy.kJkg假5.21675.17134.8287

SpeedofSound.267.75272.83220.65

Pseudo-Pc.barg46.17046,17046.175

P«eudo-Tc.*39.3239.3237.57

Cp.kJkrlRC1.57&21.84803.0512

NHVMASS.kJk«•16539.3846539381657007

Discharse>

Density,kgm324.25056.23684.189

Enrhnlpy.kJkg366.38413.06284.H

Entropy.kJk«H35.21675.17124.8370

SpeedofSound,ns278.47279.53221.19

Viscosity.cP1.03e-002-0021.00e002

ThermalCond..2.71e-OO23.3Oe-OO22.62e-O02

HeatLoad.KW1.19—0024.26e*0020.00e*000

Huaidity0.00

WATER

HYDROGEN2.920002.919422.919420451723.11165

ETHYLENE50.8100050.7998450.799843S3014252.00720

ETHANE2.040002.039592.039591682432.06742

PROPYLENE40,2400040.23193•10.23195557927139.01974

PROPANE3.820003.819243.819245(M8873.67670

n-HEXAXE0.190000.189960.189961122850.11729

g/12201310:13:35Not♦:BOLD»OutofZWZ/^SpeeialAppl.P“♦:1of1

Fil«;C;\Ui«ri\Whk\AppData\Local\T«ap\360xipSTcnp\360S2\K«rui_102_PE_001_M993_Ea^tar-ChvslcalCM11-Pk«;l

revised(1).run

1.11工艺气确认

根据以上气体组分数据,不含C02,按APISpec-llP15.4.2的规定:"除非买方

另有规定，在压缩机、冷却系统和配套工作中可使用制造厂的标准材料"。

1.11TheProcessGasConfirmation

There'snoC02intheProcessGas,accordingtoAPISpec11p15.4.2regulation:

5

I太X

KERUtOfKiUP山东科瑞石油装备有限公司

"unlessotherwiserequestedbythepurchaser,compressor,coolingsystemand

supportingworkcanusemanufacturer'sstandardmateriaT'.

6

山东科瑞石油装备有限公司

2、机组总体设计方案

2、DesignProposal

2.1简介

2.1BriefofProposal

1）本技术方案满足用户压缩机组的设计、工程制造、安装、检验与测试、包装

和运输、技术培训、质量保证和售后服务的技术要求。

Thetechnicalproposalissatisfiedwiththetechnicalrequirementsofthe

customer,includingthedesignofcompressorunits,engineeringmanufacture,

installation,inspection&test,package&transportation,technicaltraining,

qualityassuranceandtheafter-saleservice.

2）按机组每年累计运行时间不少于8000小时，机组在连续运行时间内的大修

循环周期大于40000小时，机组寿命不低于20年的要求进行设计和制造。

3）每个压缩机橇包括但不限于：成套的电动机/往复式压缩机组和配套自动控

制仪表系统、机身润滑油系统、工艺气系统、水冷却系统、控制系统、底

橇、涂漆、备品备件和资料”所有主要设备的供货商及主要分包商的工厂均

获得IS09001认证。

4）压缩机组为分体式撬装压缩机组，固定式永久性安装，压缩机和电动机之间

由挠性联轴器直接联接。压缩机主机、电动机、水冷器及橇上管路和管系设

备等设备安装在一个公共底座上整体运输。机体结构及机组成撬布置合理且

方便维修，机组与外界的接口清晰简单。

5）压缩机组进口设分离洗涤罐和投产临时用带过滤网的法兰连接可拆卸式短

管，压缩机出口的稳压洗涤罐起到出口润滑油分离器的作用，可以分离掉工

艺气中润滑油液滴。

6）工艺气冷却方式为水冷。

7

杭4山东科瑞石油装备有限公司

7）机组配置气动旁通阀及相应管路，满足机组启动、加载及卸载功能，回流气

起自工艺气冷却器下游管段，终至入口洗涤罐之前。

8）机组配置回流调节阀，与旁通阀并联，共用同一条旁通管路，满足机组处理

量调节要求。

9）压缩机主机选用美国Ariel公司的KBU-2高精度对称平衡往复式压缩机，二

列二缸，二级压缩，压缩机气缸为卧式双作用气缸，水平对置分布。

10）驱动机采用南阳（或佳木斯）隔爆三相异步电动机，转速750转/分，以适应

全工况连续运行。

11）机组所有电机均采用隔爆型电机，防爆等级不低于ExdHBT3,防护等级不低

J-IP55,绝缘等级不低于F级，温升不超过B级。

12）工艺气系统设置进/排气洗涤罐、进/排气缓冲罐以及完整的工艺配管，包括

各级安全阀、进/出口气动切断阀、放空阀、气动旁通阀、气动回流调节

阀、出口止回阀、排污阀等，用以实现压缩介质的安全输送和机组的启动、

停机、加载、卸载、空负荷和负荷运行。

13）除测温和测压接口外，所有工艺气接口（包括罐上的液位仪表接口）均为法

兰连接。

14）压缩机撬块上提供接地线接头

15）压力容器拥有中国国家压力容器安全许可证。

16）机组控制系统以西门子（或等同）PLC（H7-400）为中心，配置相应的人机

界面、一次仪表、变送器等，具备对机组实施启霆、运行控制、监测、报

警、停机和紧急停车之功能。机组的所有运行参数都能在就地控制盘上显示

和记录。

17）PLC控制柜安装于压缩机橇上，防爆等级为ExpllBT4（正压通风型），预留

RS485通讯接口，采用ModbusRS485RTU通信协议，以实现与控制室DCS

8

山东科瑞石油装备有限公司

系统之间的通讯，可进行数据的上传、远程显示。可远程控制启动、运行和

停机。发生通讯系统故障时一，就地控制柜也能保证机组正常连续操作。

18）现场电气设备及接线箱符合GB3836.1-2000《爆炸性气体环境用电气设备通

用要求》的要求。

19）按照API6183.921第三种方法进行机组脉动模拟研究，并提供一套完整的

动态流体模拟和应力分析研究结果。研究报告内容包括压缩机入口管路、压

缩机组撬、出口分离器、工艺气冷却器、出口管路及之间所有的配管。

20）供货商负责所有供货撬座间设备和散运设备之间的连接配管、电缆、接线的

设计和供货。

2.2压缩机组工艺性能参数汇总表

机组型号KBU-2/YB710M1-8

进气压力5.0barg

排气压力39.0barg

进气温度-3〜5.4℃

排气温度（冷却器后）三45℃

处理量（单台）2172—12806.2kg/h

设计点运行转速742rpm

压缩级数2

气缸列数2

1st17.875in/1

气缸直径/数量

2nd11.00in/I

活塞行程146.05mm

活塞杆直径2.875in

最大允许活塞力668kN

气缸冷却方式空冷

压缩机最大轴功率625kW

电动机额定功率710kW@742rpm

9

KERUtOfKiUP山东科瑞石油装备有限公司

联轴器类型挠性联轴器

工艺气冷却方式水冷

压缩机型号KBU-2（美国Ariel）

电动机型号南阳（或佳木斯）

10

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3、采用的规范、标准及法规

本压缩机组遵循的规范、标准法规主要包括但不仅限于以下所列范围：

API618应用于石油、化工和天然气工业的往复式压缩机

APIIIP油气生产配套用往复式压缩机组

TSGR0004-2009固定式压力容器安全技术监察规程

GB150.1^150.4-2011压力容器

GB151-1999管壳式换热器

GB755旋转电机定额和性能

GB/T3077合金结构钢

GB3836.1-2010爆炸性环境第1部分：设备通用要求

GB3836.2-2010爆炸性环境第2部分：由隔爆外壳"d"保护的设备

GB/T3853容积式压缩机验收试验

GB4208外壳防护等级（IP代码）

GB/T4980容积式压缩机噪声的测定

GB/T5677铸钢件射线照相及底片等级分类方法

GB/T6391滚动轴承额定动载荷和额定寿命

GB/T7777往复活塞压缩机机械振动测量与评价

GB/T8163输送流体用无缝钢管

GB/T9443钢铸件渗透探伤机缺陷显示痕迹的评级方法

II

KERUtOfKiUP山东科瑞石油装备有限公司

GB10069.3-2008旋转电机噪声测定方法及限值第3部分：噪声限值

GB12348工业企业厂界环境噪声排放标准

GB12349社会生活环境噪声排放标准

GB/T12459钢制对焊无缝管件

GB13296锅炉、热交换器用不锈钢无缝钢管

GB/T13306标牌

GB/T13384机电产品包装通用技术条件

GB/T14383锻制承插焊和螺纹管件

GB/T14976流体输送用不锈钢无缝钢管

GB18613-2012中小型三相异步电动机能效限定值及能效等级

GB/T19001质量管理体系要求

GB/T20322石油及天然气工业用往复压缩机

GB/T25359石油及天然气工业用集成橇装往复压缩机

GB50093自动化仪表工程施工及验收规范

GB50205钢结构工程施工及验收规范

GB50316工业金属管道设计规范

HG/T20592~20635钢制管法兰、垫片、紧固件

JB/T74管路法兰技术条件

JB/T4365专用的润滑轴密封控制油系统

12

KERUtOfKiUP山东科瑞石油装备有限公司

JB/T4709钢制压力容器焊接规程

JB/T4711压力容器涂敷与运输包装

JB/T4730承压设备无损检测

JB/T5440压缩机锻钢零件的超声探伤

JB/T5441压缩机铸钢零件的超声探伤

JB/T5442压缩机重要零件的磁粉探伤

JB/T5439压缩机球墨铸铁零件的超声波探伤

JB/T6431容积式压缩机用灰铸铁件

JB/T6441压缩机用安全阀

JB/T6908容积式压缩机锻件技术条件

JB/T8466锻钢件液体渗透检查方法

JB/T8541往复活塞压缩机机械振动分级

JB/T9104容积式压缩机用球墨铸铁件技术条件

JB/T9105大型往复活塞压缩机技术条件

JB/T9559工业汽轮机用挠性联轴器

NB/T47019.1-8锅炉、热交换器用管订货技术条件

SY/T6671石油设施电气设备安装区域一级、。区、1区和2区区域划

分推荐作法

SH3091石油化工压缩机基础设计规范

13

山东科瑞石油装备有限公司

4、供货范围、边界和机组噪声指标

4.1供货范围（包括但不限于以下部分）

序号项目主要供货范围

压缩机完整配置，卸荷器，振动开关，具有手

往复式压缩机

1

轮的可调余隙装置，在线无油流保护

电动机完整配置，飞轮，手动盘车，防冷凝加

2隔爆电动机

热器，接线盒

3联轴器挠性联轴器和无火花护罩

工艺气水冷器（管壳式），压缩机润滑油水冷

4冷却系统

器（管壳式），及配套的管路、阀门、管件等

主油泵，预/后润滑油泵，压缩机润滑油加热

器，压缩机润滑油补充罐及其支撑结构，润滑

润滑油系统

5

油双联过滤器，温度控制阀，溢流阀，配套的

管路、阀门、管件等

洗涤罐，缓冲罐，进/出口气动切断阀，吹扫

阀，气动回流调节阀，气动旁通阀，放空阀、

各级弹簧全启式安全阀，出口止回阀，洗涤罐

6工艺气系统自动及手动排污阀，各管线的手动低点排污阀

及高点放空阀，入口临时锥型过滤器，所有工

艺气配管、管件以及与用户连接的配对法兰、

垫片、螺栓、螺母等

配管及阀门，与用户连接的管件、垫片、螺

7仪表风系统

栓、螺母等

14

UY

KERUtOfKiUP山东科瑞石油装备有限公司

橇上安装LCP控制柜，紧急停车（ESD）按

钮，20"彩屏PLC显示器，通讯接口，就地指

8仪表和控制系统

示和远传仪表，信号变送器，撬内配线和配管

等。

配电柜（ECP）,接地系统，橇内配线和安装

9电气系统

等。

机组脉动及扭振分析、专用工具、提供启机备

10其他件及2年备件、标准陆上防腐和涂漆，提供地

脚螺栓，并提前三个月发货。

4.2供货边界

工艺气入口和出口:橇边

放空气:通过汇管接至橇边

仪表风:通过汇管接至橇边

排污:通过汇管接至撬边

电动机、电气设备:供货至接线盒（包括接线盒）

橇上仪表接线至控制盘

润滑油补油线接至橇边

注：完整和详细的供货范围由技术规范、工艺和公用流程图确定,包括但不仅限

于以上内容，保证机组整机配套的完整性和系统性。

4.3机组噪声指标

压缩机机械噪声96dB(A),1米

电动机机械噪声105dB(A),1米

15

山东科瑞石油装备有限公司

5、压缩机选型和工艺计算汇总

5.1压缩机选型配置

根据工艺参数的要求，选择Ariel公司KBU-2型压缩机，二列、二缸、二级压

缩，水平对称布置，隔爆电机驱动。配置简图如卜一页：

Configuration

Coopanv:KeruiCo<npi*e$$xonCutter:CHINAEASTARGROUP

Quote：Inquiry：

7.7.0.0C。“RATEDGrnde2Project.K)：'-PE-00】V993(cnipr—

Elevation,tn：15.24Bnnntr.bara:1.011Ambient.2：37.78

Service：Service1

Flow.k«h:UM2.001

PsLine,baxg:5.00

PsLoss.3.00

SuetImp.*:-1.70

PdLine,barg:39.00

GasModel:VMG

GasAnalysis:Yes

SpecificGravity:1.1635

Hunidity:0.00

CalcPressLoss：Ve»

EnterOperParams:No

Stage:

Enabled:YesYes

PressLose,、：3.002.00

CoolerTemp,电：45.0045.00

CalcSAZYesYes

N：1.21131.2129

Zs:0.92620.8613

Zd:0.87070.7932

Side,kgh：

Side.«:

Side.SG:NA

Condensate.、：NA

EnterGas：No

09/12/201313:43:33Note：BOLD=OutofLiaits.rr4£ZOSpecialApp).P”.：1ofI

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5.2压缩机工艺计算汇总表

序号进气进气温排气压排气温度排量增加余隙转速压缩机电动机最大活最小反

压力度Ts力PdTd℃QClr%speed轴功率负荷塞杆负向角

Ps℃bargkg/hrpmPowerLoad荷LoadRevDegree

barg一级:级一级二级kW%%

1-1.739.06611012837.00074261286.260.5169

2-339.0571179940.060074248668.4551.7153

35.0-1.639.0541218942.890074256061.753.1146

45.439.0621169771.0702574240657.253.0155

52.139.0801226303.0单作用单作用74233246.831.679

注：1）标准状态：O.lOIMPaA,0℃o

2）流量调节方式：前四种工况，通过调节一级气缸和二级气缸缸头端余隙容积的方式实现相应流量调节要求。

第五种工况，采用卸荷器，将一级气缸和二级气缸缸头端卸荷，实现一级和二级气缸单作用，降低排量

至6303.0kg/h,然后通过控制气动回流调节阀开度的方式控制回流气量以达到用户要求的排量。

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5.3机组配套整体性能说明

1)各种极端工况下气缸最大排气温度为122C,低于预期排气温度应不超过

149C”的规定。

2)各工况下的最大活塞杆负荷为最大允许综合杆负荷的60.5%,杆负荷有足够

大的裕量，能保证压缩机安全可靠地运行。

3)各工况下的最小反向角为79。，大于最低30。的要求，足够大的反向角保证主

轴瓦、连杆瓦、连杆衬套、十字头销和十字头衬套等得到充分润滑。

4)功率：在各个设计点工况下，电动机的最大负载为86.2%,有足够的余度,

保证压缩机的正常运行。

5)各工况下最大压缩机轴功率(612kW)为KBU-2压缩机额定功率

(1938KW)的31.6%,保证压缩机能安全、可靠地运行。

5.4总结

通过上述计算和分析，可以得出本方案选用的压缩机组完全可以满足现场压气

站内各种工况，达到连续安全运转的要求。

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6、压缩机

往复式压缩机按照API618《用于石油、化学和天然气工业的往复式压缩机》

及APIIIP《油气生产用配套往复式压缩机规范》进行设计、制造，并由美国Ariel

压缩机公司提供。

实践证明，KBU-2这类大型中速、往复可分离式压缩机在管道传输、发电、制

冷、化工以及其他的应用中，已经成为具有最佳成本效率（性价比）的首选。具有

如下特性：

1）适用性：整个机组的设计都是方便进行维修工作。所有的部件易于更换。

2）标准化：许多部件在不同的系列之间可以互换

3）全压力润滑：通过机架驱动的油泵将一个由过滤器提供的加压和冷却后的全

流动润滑油输送到机身需要润滑的运动部