空分配套用离心式压缩机PPT课件.ppt

杭州杭氧透平机械有限公司 空分配套用离心式压缩机 1 基本级 中间级 带有叶轮 扩压器 弯道 回流器的整级末级 带有叶轮 扩压器 蜗壳的整级多轴型双轴 最多四级三轴 最多六级四轴以上 苏尔寿做过十级的单轴等温型单轴多级 筒型 杯型 基础知识 2 深冷法的空气分离设备中 必须配套有各种用途的压缩机 可以粗分为压送原料空气的空压机 压送产品氧气的氧压机 压送产品氮气的氮压机三大机组 在内压缩流程和液体设备中还有对循环气体进行增压的循环压缩机 其他还可能有仪表空气压缩机 氩气压缩机 氦气压缩机等 变压吸附制氧 制氮 也必须配套有压送原料空气的空压机 压送产品氧气的氧压机 制氧 压送产品氮气的氮压机 制氮 液体设备 需配套有压送原料空气的空压机和循环增压机 概述 3 单轴等温型MAN的RIK及RIKT机型四门子的SI机型杭氧透平的4TYD机型沈鼓的机型多轴型四门子的VK机型阿特拉斯机型卡梅隆机型英格索兰的机型杭氧透平的4TYC沈鼓的SVK机型及DH机型 空压机 4 单轴双缸机型MAN的机型四门子机型杭氧透平的机型沈鼓的机型多轴型日本IHI的机型 氧压机 5 单轴双缸机型杭氧透平的机型沈鼓的机型多轴型阿特拉斯机型英格索兰的机型埃利奥特的机型日本IHI的机型 氮压机 6 单轴机型陕鼓的机型沈鼓的机型多轴型MAN的机型四门子的机型杭氧透平的4TYC沈鼓的SVK机型及DH机型 循环增压压缩机 7 原料空气压缩机是空分设备必须配备的 它是空分设备工艺流程中的第一个动设备 根据空分工艺流程的要求 原料空气压缩机一般均采用等温型 具有比较高的等温效率 65 在一级进口设置了进口导叶 由气动或电动的执行机构控制 对流量进行调节 调节范围 75 105 原料空气压缩机的冷却器 采用叠片式或高螺纹管式 气走壳程冷却水走管程 湿空气冷却器还带有气水分离器 气体冷却器中卧式布置较多 典型结构 1 单轴等温型 2 整体齿轮型 空压机概述 8 单轴式空透剖面图 采用了简支梁的结构 转子动力学特性十分优良采用剖分结构使得维护十分方便叶轮的线速度较低 故噪音较小机壳结构复杂 制造成本较高每级压比较低 故获得相同的压力需要更多的级 9 单轴式空透转子 叶轮材料 高强度不锈钢或合金纲叶轮结构 三元 焊接 闭式 扫描无损探伤动平衡校正 超速试验无键过盈连接 10 齿轮式空透剖面图 每级均为轴向进气 进口流场较均匀 有利于级效率的提高无特别大的复杂零件 使得铸造和加工更容易级数可以增减 使得更易适应压力的变化每级叶轮的线速度均可达到较高水平 充分发挥了材料的潜力齿轮的加工精度要求较高转子动力学设计的难度较大级数有一定的限制外泄漏点较多 11 齿轮式空透转子 自动均压推力轴平行轴式齿形 渐开线 单斜齿齿面渗碳淬火齿轮副配磨 修形 接触精度高高速轴采用推力环替代止推轴承 能耗低国内首创 高速齿轮轴与叶轮之间用端面齿连接特点 噪音低寿命长效率高 12 齿轮式空透转子 自动均压推力轴平行轴式齿形 渐开线 单斜齿齿面渗碳淬火齿轮副配磨 修形 接触精度高高速轴采用推力环替代止推轴承 能耗低国内首创 高速齿轮轴与叶轮之间用端面齿连接特点 噪音低寿命长效率高 13 厂内装配 14 齿轮式空透总体布置图 15 齿轮式空透流程图 1 16 齿轮式空透流程图 2 17 原料空气压缩机的仪控调节及保安措施 1 启动及停机操作 根据空透生产厂家的操作手册进行操作 2 报警项目包括起动联锁 参数越限报警 轻故障 及重故障停车三部分 防喘振装置 1 以排气量为目标的入口导叶调节 2 以排气压力为目标的超压力调节 防喘阀 在线轴振动及轴位移检测润滑油压力及温度控制轴承温度监测控制 原料空压机的控制与防喘 18 机组运行中 应定期检查以下内容 1 机器内是否有异常声 2 各部振动 温度 压力 油箱油位 油过滤器阻力 3 凡有指示的参数必须记录其数值 分折这些数据有无异常变化 4 注意油箱内的油面不得低于允许的最低油面 5 定期检验油的品质 必要时应更换新油 6 定期打开油箱放油阀 观察是否有水排出 若有水排出 应查明原因 加以消除 原料空压机的运行 19 一般地 考虑到到整个空分的能耗 在分馏塔上塔中部抽出的产品氧气 压力不超过20Kpa G 如此低的压力无法将氧气送到用氧点 就需要氧气压缩机来提高氧气的压力 一般来讲 转子动力学特性优越的单轴型是氧气透平压缩机的首选 氧透的设计 制造 安装 控制 运行都是以人身和设备安全为目标的 氧气在压缩和输送过程中的流速 温度有严格的控制 所以氧透每段的压比都不是很高 一般情况下每二级为一段 等温效率低于等温型压缩机 为50 60 在一级进口设置了进口导叶 由气动执行机构控制 对流量进行调节 调节范围 75 100 一般情况下 不允许导叶负预旋 氧压机概述 20 氧气能够帮助其它物质燃烧 我们称它为助燃物质 燃烧与引起氧化过程所需的热量与氧气有关 这种热量是由氧化反应产生的 氧气量多 物质能更好地燃烧 物质于纯氧中比在空气中更容易燃烧 氧气含量越纯 则着火点越低 因此 只要物质着火产生的热量能够维持高于这种物质燃点的环境温度 燃烧就能持续 氧气压力越高 物质着火温度越低 如果氧气压力变为约3 0MPa 着火温度大约比常压下降100 氧气的特性 21 凡与氧气接触的金属表面 均采用化学稳定性好 不易氧化的材料制造 压缩机机身 隔板用铸铁件 对氧气流道及密封腔表面镀铜 密封器采用燃点极高的铜镍合金 转子 叶片扩压器 以及氧气 氮气 氧氮混合气和进油的管道 氧气阀门 冷却器 换热元件用铜制造 过滤器 膨胀节 以及凡与氧气接触的其它辅助设备均采用不锈钢制造 用于氧气的密封垫片和填料用不含有机物的弹性材料制造 低压氧气垫片采用包氟式垫片 高压氧气垫片采用缠绕式垫片 材料的选择 22 铸铁件机加工过程中保持无油状态 氧压机出厂前 压缩机 冷却器 过滤器和阀门等部机凡与氧气接触的表面都经严格的脱脂处理 并清洗干净 经由进口的专用仪器油份分析仪化验确认合格后再行组装 机内充入氮气并经密封后才能出厂 现场最终安装前 除对上述设备的含油量进行复验外 还要对氧气管道和其它辅助设备进行上述的脱脂及清洗处理 以保证全部氧气通道干净无油 零部件的清洁度 23 氧压机中 氧气的最高温度发生在各段排气蜗壳处 设计者将采取必要的手段限制各段的温升 同时在各要害部位设置温度测点进行监控 当冷却水量不足 冷却器排气温度或蜗壳温度过高时 系统发出报警 提醒调整冷却水量或采取其他措施 当蜗壳温度超过连锁设定值时 系统认为氧压机处于事故状态 自动紧急打开放空阀 关闭氧气进出口阀 同时向机内喷入氮气 停车 避免事故的扩大 此外 还将限制流经管道和阀门的氧气流速 避免混入氧气中的杂质与流道的过分磨擦生热 温升及流速的限制 24 杭氧的氧压机本身的结构足以防止轴承用润滑油向压缩机内泄漏 此外 还通过排烟机保持油系统内一定的真空度 并在轴承箱口充入一定压力的惰性气体进行密封 防止润滑油和油气的外漏 对于压缩机两端的轴孔处 通过与两轴端的一组密封腔相通的密封管路 相应的仪表和阀门控制氧 混合气 氮 混合气以及混合气 进口氧气的差压 确保压缩机轴端无氧气外漏 对于机体的剖分面 涂上不可燃的密封涂料防止漏氧 此外 通过下层防火墙上的两台通风机防止由辅助设备意外泄漏的氧气浓度过高 防止氧气和油气外泄漏 25 采用绝缘型联轴器防止压缩机转子感应轴电流 通过地线接地释放管道 冷却器可能感应的电荷 设置防火墙 把全部氧气设备 管道 阀门用阻燃材料构成的墙体与外界隔离 因此在氧压机运转期间 工作人员均在危险区外 避免意外的人伤事故发生 钎焊技术在高压比氧压机制造上的应用 其它特性 26 2020 2 6 27 氧透主机剖面图 28 电动机 增速机 压缩机 或工业汽轮机 压缩机 每段压缩后设一冷却器 冷却器设在压缩机下方框架式基础 双层布置机械运转平稳 运转周期长设置气量调节机构 适宜变负荷运行设置防火墙 作安全隔离 氧气透平压缩机 29 氧气透平压缩机 30 氧透总体布置图 31 氧透流程图 氧气 密封及保安用氮气系统 32 氧透流程图 油路及水路系统 33 氧透流程图 逻辑控制图 34 产品氮气在分馏塔上塔顶部抽出 压力比氧气更低 一般在5Kpa G 左右 如此低的压力无法将氮气送到用氮点 就需要氮气压缩机来提高压力 氮气透平压缩机一般均采用等温型 具有比较高的等温效率 63 在一级进口设置了进口导叶 由电动或气动执行机构控制 对流量进行调节 调节范围 75 105 高纯度氮气的特征氮气为窒息性气体 空气中氮气浓度过大 会造成人体呼吸困难甚至窒息死亡 一般来讲 结构简单 安装方便的整体齿轮型压缩机 等温型 是氮气透平压缩机的首选 氮压机概述 35 整体齿轮式氮压机 36 整体齿轮式氮压机 37 齿轮式氮透剖面图 每级均为轴向进气 进口流场较均匀 有利于级效率的提高无特别大的复杂零件 使得铸造和加工更容易级数可以增减 使得更易适应压力的变化每级叶轮的线速度均可达到较高水平 充分发挥了材料的潜力齿轮的加工精度要求较高转子动力学设计的难度较大级数有一定的限制 最多可到六级外泄漏点较多 故多采用分段密封 38 整体齿轮式氮透总体布置图 39 齿轮式氮透流程图 1 40 齿轮式氮透流程图 2 41 齿轮式氮透流程图 3 42 仪表控制及保安措施 氮透的仪表控制及保安措施与常规的空透类似 因氮气是空分设备的产品 不希望放空 故氮透的防喘振系统与空透稍有不同 与氧透类似 是由进口导叶 旁通管路和放空管路组成 作用方式 进口氮气衡压控制通过进口导叶及旁通阀 完成进口氮气衡压控制 出口氮气超压控制一般情况下 通过关小进口导叶及打开旁通阀的同时 能够有效地降低氮气排压 如果此二个动作还不能有效地降低氮气排压 再打开放空管路的阀门 将高压氮气放空 直至联锁停主机 43 是空分设备液体产品能量的主要来源气源来自空分设备内部循环气 为氮气或干空气 很多情况下直接进入分馏塔 因此循环压缩机的整个流道的清洁度至关重要 气量和压力取决于液体产品冷量的需求 一般来讲 进口压力比较高 接近原料空气压缩机的排压 循环机的排压最高可达到9Mpa循环透平压缩机一般均采用等温型 具有比较高的等温效率 60 65 在一级进口设置了进口导叶 由电动或气动执行机构控制 对流量进行调节 调节范围 75 105 要求具备较小的外泄漏量一般来讲 结构简单 安装方便的整体齿轮型压缩机 等温型 是循环透平压缩机的首选 循环增压机概述 44 循环透平压缩机 45 齿轮式循环压缩机剖面图 每级均为轴向进气 进口流场较均匀 有利于级效率的提高压力较高 容积流量一般都比较小而质量流量较大 因此转速很高而功率很大 于是就出现了很细的轴颈承受了很大扭矩的情况 齿轮的加工精度要求较高转子动力学设计的难度较大级数有一定的限制 最多可到六级外泄漏点较多 故多采用分段密封 46 齿轮式循环压缩机总体布置图 47 齿轮式循环压缩机流程图 1 48 齿轮式循环压缩机流程图 2 49 仪表控制及保安措施 循环压缩机的仪表控制及保安措施与常规的氮透类似 因循环气是空分设备的内部介质 任何泄漏及放空 都要以加大