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离心式压缩机培训 运行三部 2007年12月,培训提纲,一、压缩机分类 二、离心式压缩机原理 三、离心式压缩机结构 四、干气密封结构 五、离心式压缩机常见故障及处理 六、压缩机日常维护 七、运行三部压缩机,一、压缩机分类,离心式 透平式 轴流式 速度式 喷射式 容积式 往复式 回转式 滑片式 螺杆式,二、离心式压缩机工作原理,在离心式压缩机中，气体流经叶轮时，由于叶轮旋转使气体受到离心力的作用，叶轮对气体作功，把机械能传给气体，从而使气体压力温度提高，比容缩小。同时，气体获得了速度，高速气流在离开叶轮后，进入扩压室，在那里，由于扩压室的扩压作用，气流的机械能变成了气流的静压能，气体的压力就进一步提高。然后气体通过弯道回流器，进入下一级叶轮，继续进行压缩，气体压力就逐渐提高，直到最后一级，气体压力达到工艺设计要求，便通过最后一级的蜗壳排出。,三、离心式压缩机结构,离心式压缩机按结构分可分为水平剖分和垂直剖分。 1）水平剖分定子被通过轴心线的水平面剖分为上下两部分,三、离心式压缩机结构,2）垂直剖分离心式压缩机，其缸体为筒型，两端盖用联接螺栓与筒形缸体联成一个整体。,三、离心式压缩机结构,1.气缸 是压缩机的壳体，又称为机壳。由壳体和进排气室组成，内装有隔板、密封体、轴承等零部件。对它的主要要求是：有足够的强度以承受气体的压力，法兰结合面应严密，主要由铸钢组成。,三、离心式压缩机结构,2.隔板 隔板是形成固定元件的气体通道。进气隔板和气缸形成进气室，将气体导流到第一级叶轮入口。中间的隔板用处有2个，一是形成扩压室，使气体流出后具有的动能减少，转变成压强的增高：二是形成弯到流向中心，流到下级叶轮入口。排气隔板除了与末级叶轮前隔板形成末级扩压式之外，还要形成排气室。,三、离心式压缩机结构,3.叶轮 叶轮是离心式压缩机对气体介质做功的唯一元件。叶轮随主轴高速旋转，对气体做功。气体在叶轮叶片的作用下，跟着叶轮作高速旋转，受旋转离心力的作用以及叶轮里的 扩压流动，在流出叶轮时，气体的压力、速度和温度都得到提高。 叶轮按结构特点可分为开式、半开式和闭式三种形式。,三、离心式压缩机结构,4.主轴 主轴是压缩机的关键部件，主要起到装配叶轮、平衡盘、推力盘的作用，通过联轴器与驱动机相连，是转子部分的中心部位。,三、离心式压缩机结构,5.平衡盘 平衡盘又名卸荷盘，压缩机的平衡盘一般装在缸末级的后面，他的一侧受末级的气体压力，另一侧常与机器的吸气室相通，平衡盘的外圆上一般都有迷宫密封装置，使盘两侧维持压差。,三、离心式压缩机结构,6.止推轴承 高速运行的转子，始终作用着由高压端指向低压端的轴向力。平衡轴向力主要是减少轴向推力，减轻止推轴承负荷，一般情况下轴向力的70通过平衡措施消除，剩余30由止推轴承负担。 常用的止推轴承有金斯伯雷轴承。,三、离心式压缩机结构,7.径向轴承 径向轴承是影响其安全工作和使用率的关键零件之一，常用可倾瓦轴承，可倾瓦支撑轴承包括沿中心线 剖分的圆柱形轴承套和五个可倾斜的扇形轴瓦，瓦块可以使转子偏心，可以优化轴承瓦块上的载荷分布情况，并且形成更好的油楔。,四、离心式压缩机的润滑与密封,密封是压缩机的重要部件之一。离心式压缩机若要获得良好的运行效果，必须在转子与定子间保留一定的间隙，以避免其间的摩擦、磨损以及碰撞等故障发生。泄漏不仅降低了压缩机的工作效率，而且还将导致污染，甚至着火爆炸等事故。压缩机常用密封有：迷宫式、浮环式、机械密封、干气密封。,1）迷宫密封：是离心式压缩机级间和轴端最常见的密封形式。,四、离心式压缩机的润滑与密封,2）浮环密封：是离心式压缩机密封的一种，密封结构简单，由内浮环、外浮环、弹簧、密封圈、销等组成。设备运行过程中，浮环在油膜压力作用下，呈浮动状态。浮环密封需要单独的密封油站提供密封油，经过浮环后的密封油需要有油气分离处理设施。,四、离心式压缩机的润滑与密封,3）机械密封： 机械密封又称端面密封（Mechanical Seal）。机械密封是靠一对或几对垂直于轴作相对滑动的端面在流体压力和补偿机构的弹力（或磁力）作用下保持接合并配以辅助密封而达到的阻漏的轴封装置。,四、离心式压缩机的润滑与密封,4）干气密封： 螺旋槽面干气密封由动环1、静环2、弹簧4、O形环3、5、8、组装套7及轴6组成。动环表面由加工出螺旋槽而后研磨、抛光的密封面。螺旋槽有单向和双向螺旋槽，单向螺旋槽不能反转，但单向螺旋槽刚度比双向的好。,四、离心式压缩机的润滑与密封,干气密封与传统的机械密封相类似，密封面由动环和静环组成。其中动环端面上刻有许多沟槽，他们互不相通。各个沟槽从旋转环的外径向中心延伸，但不贯通，接口槽外深内浅，在沟槽的末端形成了密封堰。当处于非运行状态时，动环与静环的密封面接触，在运行状态时，气体被吸入沟槽中压缩的同时，遇到密封堰的阻拦，气体压力升高，克服静环座弹簧力和作用在静环上的流体静压力，使动、静环密封面脱离接触，产生很小的间隙3-5微米。通过这种方法使间隙持久的存在，机械密封面并不接触，流经密封面的密封气同时也起到了冷却机封的作用。,四、离心式压缩机的润滑与密封,压缩机的润滑系统,四、离心式压缩机的润滑与密封,润滑系统包括润滑油箱、主油泵、辅助油泵、油冷器、油过滤器、高位油箱、阀门及管线。 1）润滑油箱：是润滑油供给、回收、沉降和储存设备，内部设有加热器，用以开车前润滑油加热升温，保证机组启动时润滑油温度能满足要求。润滑油箱内设有隔板，使流回油箱的润滑油得以沉降和气体释放，保证润滑油的品质。润滑油箱使用中要有正常用量5分钟的容积油量。 2）油泵：润滑油泵一般均配置两台，一台主油泵，一台辅助油泵，机组运行所需的润滑油由主油泵供给。当主油泵发生故障时，系统油压降低后，辅助油泵自动投入运行，为机组提供润滑油。 3）润滑油冷却器：润滑油冷却器用于返回油箱的油温有所升高的润滑油冷却，以控制油温升高。油冷器一般配置两台，一台使用，一台备用，当投用的油冷器冷却效果不能满足要求时，要切换至备用的油冷器，将停用的油冷器清洗后备用。,四、离心式压缩机的润滑与密封,4）润滑油过滤器：润滑油过滤器装在油泵出口，用于润滑油的过滤，是保证润滑油质量的有效措施。为确保机组安全运行，过滤器均配置两台，一台运行，一台备用。过滤器通过恒流量转换阀切换，切换前要先进行排气冲压，切换过程要避免油压波动。 5）高位油箱：高位油箱是一种保护设施，机组正常运行时，高位油箱的润滑油，由底部进入，再由顶部排出返回油箱。当主油泵发生故障而辅助油泵又未即时启动时则高位油箱的润滑油将靠重力作用流入润滑点，以维持机组惰走过程的润滑油需要。高位油箱的储量一般应维持不小于5分钟的供油时间。,五、离心式压缩机常见故障及处理,五、离心式压缩机常见故障及处理,五、离心式压缩机常见故障及处理,五、离心式压缩机常见故障及处理,压缩机喘振： 当压缩机的进口流量小到足够的时候，会在整个扩压器流道中产生严重的旋转失速，压缩机的出口压力突然下降，使管网的压力比压缩机的出口压力高，迫使气流倒回压缩机，一直到管网压力降到低于压缩机出口压力时，压缩机又向管网供气，压缩机又恢复正常工作。当管网压力又恢复到原来压力时，流量仍小于机组喘振流量，压缩机又产生旋转失速，出口压力下降，管网中的气流又倒流回压缩机。如此周而复始，一会气流输送到管网，一会又倒回到压缩机，使压缩机的的流量和出口压力周期的大幅度波动，引起压缩机的强烈气流波动，这种现象就叫做压缩机的喘振。一般管网容量大，喘振振幅就大，频率就低，反之，管网容量小，喘振的振幅就小，频率就高。,五、离心式压缩机常见故障及处理,压缩机喘振的特征： 1、压缩机的工况极不稳定，压缩机的出口压力和入口流量周期性的大幅度波动，频率较低，同时平均排气压力值下降。 2、喘振有强烈的周期气流声，出现气流吼叫。 3、机器强烈振动。机体、轴承、管道的振幅急剧增加，由于振动剧烈、，轴承润滑条件遭到破坏，损坏轴瓦。转子与定子会产生摩擦、碰撞，密封元件将严重损坏。,五、离心式压缩机常见故障及处理,防止压缩机喘振的条件： 1、防止进气压力低、进气温度高、和气体分子量小等。 2、防止管网堵塞使管网特性改变。 3、要坚持在开、停车过程中，升降速不可太快，并且先升速后升压和先降压后降速。 4、开、关防喘阀时要平稳缓慢。关防喘阀时要先低压后高压，开防喘时要先高压后低压。 如万一出现“旋转失速”和“喘振”时，首先应全部打开防喘阀，增加压缩机的流量，然后再根据具体情况进行处理。,五、离心式压缩机常见故障及处理,压缩机异常振动的原因： 1、压缩机转子上叶轮等零部件不均匀磨损或掉块，压缩机的不均匀腐蚀，造成转子不平衡。 2、固定在转子的某些零件产生松动、变形和位移，使转子重心改变。 3、转子中有残余应力，在一定条件下，该残余应力使转子弯曲。 4、定子部件与转子部件间隙过小，产生摩擦，转子受摩擦而局部升温而产生弯曲变形。 5、联轴器故障或不平衡。 6、转子对中不好 7、轴承磨损、轴承座松动或压缩机的基础 松动。 8、压缩机产生喘振。 9、转子的转速与机组的临界转速过于接近,六、离心式压缩机日常维护,离心压缩机要做长周期无故障运行，必须做好机组的使用维护工作。 1）润滑系统 按工艺规程规定的时间，检查润滑系统各部位的温度、压力、压差和液面指示值，发现偏离操作指标时，要及时进行调节，以利于润滑系统的正常运行。 2）密封系统 按工艺规程规定的时间，检查密封系统各部位的温度、压力、压差和液面的指示，发现偏离及时调节，确保密封系统正常运行。 3）工艺系统 按规定时间和路线，检查工艺系统各部位的温度、压力、液面的指示值，发现偏离及时调节，确保工艺系统正常运行。,六、离心式压缩机日常维护,4）主机 主机是检查维护的主体，要按规定时间，严格检查各轴承的振动、瓦温、回油情况、转速和轴位移的指示情况，如发现偏离操作指标规定的范围，要采取有效措施，排出故障因素，使主机运行正常。 5）根据检查情况，及时处理发现的问题，排出设备的脏、乱、松、缺的现象。提高设备运行的可靠性。经常清扫环境和设备的卫生，做到文明生产。,七、运行三部离心式压缩机,运行三部共有离心式压缩机四台，分别为重整循环氢压缩机110-k-201 、重整氢增压机110-k-202、歧化循环氢压缩机111-k-501、异构化循环氢压缩机111-k-701。 1.重整循环氢压缩机和重整氢增压机: 重整循环氢压缩机为离心式筒型压缩机，驱动机用西门子背压式汽轮机，入口压力9.5MPa，温度510 ，出口压力3.5MPa。 重整氢增压机为离心式筒型压缩机，采用美国DRESSER-RAND压缩机，型号D16R7SD14R9S，二级压缩，驱动机采用杭州汽轮机厂凝汽式汽轮机，双出轴布置，入口压力3.5MPa，温度390 。,七、运行三部离心式压缩机,七、运行三部离心式压缩机,2.歧化循环氢压缩机和异构化循环氢压缩机: 歧化循环氢压缩机为离心式筒型压缩机，采用沈阳鼓风机厂压缩机，型号BCL455。驱动机用杭汽背压式汽轮机，入口压力3.5MPa，温度390 ，出口压力1.0 MPa。 异构化循环氢压缩机为离心式筒型压缩机，采用沈阳鼓风机厂压缩机，型号BCL455。驱动机采用杭州汽轮机厂背压式汽轮机，双出轴布置，入口压力3.5MPa，温度390 ，出口压力1.0MPa。,七、运行三部离心式压缩机,润滑,用于支撑旋转零件(转轴，心轴等)的装置通称为轴承。 按其承载方向的不同，轴承可分为： 径向轴承：轴承上的反作用力与轴心线垂直的轴承称为径向轴承； 推力轴承：轴承上的反作用力与轴心线方向一致的轴承称为推力轴承。 按轴承工作时的摩擦性质不同，轴承可分为：滑动轴承和滚动轴承。 滑动轴承，根据其相对运动的两表面间油膜形成原理的不同，还可分为流体动力润滑轴承(简称动压轴承)和流体静力润滑轴承(简称静压轴承)。本章主要讨论动压轴承。 和滚动轴承相比，滑动轴承具有承载能力高、抗振性好，工作平稳可靠，噪声小，寿命长等优点，它广泛用于内燃机、轧钢机、大型电机及仪表、雷达、天文望远镜等方面。 在动压轴承中，随着工作条件和润滑性能的变化，其滑动表面间的摩擦状态亦有所不同。通常将其分为如下三种状态：,1、完全液体摩擦 完全液体摩擦状态是指滑动轴承中相对滑动的两表面完全被润滑油膜所隔开，油膜有足够的厚度，消除了两摩擦表面的直接接触。此时，只存在液体分子之间的摩擦，故摩擦系数很小(f =0.0010.008)，显著地减少了摩擦和磨损。 2、边界摩擦 当滑动轴承的两相对滑动表面有润滑油存在时，由于润滑油与摩擦表面的吸附作用，将在摩擦表面上形成一层极薄的边界油膜，它能承受很高的压强而不破坏。边界油膜的厚度比一微米还小，不足以将两摩擦表面分隔开，所以，相对滑动时，两摩擦表面微观的尖峰相遇就会把油膜划破，形成局部的金属直接接触，故这种状态称为边界摩擦状态。一般而言，边界油膜可覆盖摩擦表面的大部分。虽它不能像完全液体摩擦完全消除两摩擦表面间的直接接触，却可起着减轻磨损的作用。这种状态的摩擦系数f =0.0080.01。 3、干摩擦 两摩擦表面间没有任何物质时的摩擦称为干摩擦状态，在实际中，没有理想的干摩擦。因为任何金属表面上总存在各种氧化膜，很难出现纯粹的金属接触(除非在洁净的实验室，才有可能发生)。由于干摩擦状态，将产生大量的摩擦损耗和严重的磨损，故滑动轴承中不允许出现干摩擦状态，否则，将导致强烈的升温，把轴瓦烧毁,完全液体摩擦是滑动轴承工作的最理想状况。对那些重要且高速旋转的机器，应确保轴承在完全液体摩擦状态下工作，这类轴承常称为液体摩擦滑动轴承。边界摩擦常与半液体摩擦状态、半干摩擦状态并存，通称为非液体摩擦状态。对那些在低速且有冲击条件下工作的不太重要的机器，可按非液体摩擦状态设计轴承，称为非液体摩擦滑动轴承。,一、轴瓦的材料 对轴瓦材料的基本要求是： (1)足够的抗压强度和疲劳强度； (2)低摩擦系数，良好的耐磨性，抗胶合性，跑合性，嵌藏性和顺应性； (3)热膨胀系数小，良好的导热性和润滑性能以及耐腐蚀性； (4)良好的工艺性。 常用的轴瓦材料有： 1、轴承合金 又称巴氏合金或白合金，其金相组织是在锡或铅的软基体中夹着锑、铜和硷土金属等硬合金颗粒。它的减摩性能最好，很容易和轴颈跑合。具有良好的抗胶合性和耐腐蚀性，但它的弹性模量和弹性极限都很低，机械强度比青铜、铸铁等低很多，一般只用作轴承衬的材料，锡基合金的热膨胀性质比铝基合金好，更适用于高速轴承。,2、铜合金 有锡青铜、铝青铜和铅青铜三种。青铜有很好的疲劳强度，耐容性和减摩性均很好，工作温度可高达250。但可塑性差，不易跑合，与之相配的轴颈必须淬硬。适用于中速重载，低速重载的轴承。 3、粉末冶金 将不同的金属粉末经压制烧结而成的多孔结构材料，称为粉末冶金材料，其孔隙约占体积的1035%，可贮存润滑油，故又称为含油轴承。运转时，轴瓦温度升高，因油的膨胀系数比金属大，从而自动进入摩擦表面润滑轴承。停车时，因毛细管作用润滑油又被吸回孔隙中。含油轴承加一次油便可工作较长时间，若能定期加油，则效果更好。但由于它韧性差，宜用于载荷平稳、低速和加油不方便的场合。 4、非金属材料 非金属轴瓦材料以塑料用得最多，其优点是摩擦系数小，可承载冲击载荷，可塑性、跑合性良好，耐磨、耐腐蚀，可用水、油及化学溶液润滑。但它的导热性差(只有青铜的1/20001/5000)，耐热性低(120150 时焦化)，膨胀系数大，易变形。为改善此缺陷，可将薄层塑料作为轴承衬粘附在金属轴瓦上使用。塑料轴承一般用于温度不高，载荷不大的场合。,8-6 滑动轴承的润滑 滑动轴承润滑的目的在于减轻工作表面的摩擦和磨损，提高效率和使用寿命。同时还起到冷却、吸振、防锈的作用。轴承能否正常工作，与润滑情况密切相关。 一、润滑剂 凡能起到降低摩擦阻力作用的介质都可作为润滑剂。润滑剂主要有：润滑油、润滑脂、固体润滑剂、气体润滑剂和添加剂等几类。其中，矿物油和皂基润滑脂性能稳定、成本低，应用最广。此外，石墨、二硫化钼、水、空气等也可作为润滑剂，用于一些特殊场合。 1、润滑油 常用的润滑油可分为三类：有机油、矿物油和化学合成油。从润滑观点考虑，评判润滑油性能优劣的性能指标主要有：,(1)粘度。是选择润滑油的主要依据。粘度表示液体流动时内摩擦阻力的大小，粘度越大，内摩擦阻力越大，液体的流动性越差。根据牛顿粘性定律，有： 式中： 为流体单位面积上的剪切阻力； 为比例常数，即流体的动力粘度； 为流体沿垂直于运动方向的速度梯度，“-“号表示 随 的增大而减小。 粘度常用的单位有： A、动力粘度h,图8-19 流体的动力粘度 如图8-19所示，长、宽、高各为1m的液体，如果使两平行平面a和b发生 1m/s的相对滑动速度，所需施加的力 为1N时，该液体的粘度为1个国际单位制的动力粘度，并以Pa.s(帕.秒)表示，1Pa.s=1N.s/ 。动力粘度又称绝对粘度。动力粘度的物理单位是P(泊)。P的1%称为cP(厘泊)，其换算单位为： 1P1dyn.s/c =100cP=0.1Pa.s B、运动粘度v 工业上常用动力粘度 与同温度下该液体的密度 的比值表示粘度，称为运动粘度 ，它的国际单位为 /s。 / ( /s) 运动粘度的物理单位是c /s，简称St(斯)，c /s的1%称cSt(厘斯)。 1St=1c /s=100cSt=0.0001 /s,值得注意的是：温度和压力对粘度都有影响，温度的影响尤其显著。 粘度随温度的升高而降低，衡量温度对粘度影响的程度常用粘度指数 表示， 大的油，说明其粘度受温度的影响较小。 35为低粘度指数； 3585为中粘度指数； 85110为高粘度指数； 110为极高粘度指数。常见的几种润滑油在不同温度下的粘度-温度曲线见图8-20。 润滑油的粘度随压力的升高而增大。一般而言，压力在5MPa以下时，压力对粘度的影响很小，可以忽略不计，但压力在100MPa以上时，需要考虑压力对粘度的影响。,图8-20 机械油系列粘度-温度曲线,THANK YOU ！,2007年12月,