RDS系列压缩机组讲义复习过程.ppt

塔河油田输气首站RDS系列压缩机组 RDS压缩机系江汉石油管理局第三机械厂引进DRESSER RAND公司 以下简称D R公司 技术设计制造的大型往复活塞式压缩机组 具有国际先进技术水平 D R公司为DRESSER和INGERSOLL RAND的合资公司 是世界最负盛名的压缩机制造商之一 六十年代未 INGERSOLL RAND公司针对油气田专门开发了RDS天然气压缩机 由于技术水平高 而且非常适合天然气压缩的使用特点 获得巨大成功 仅69年至75年就在世界各油田销售了1000多台 在多年的使用过程中不断改进提高 又派生出HOS压缩机 HOS在RDS压缩机的基础上 增加了连杆 十字头 十字头销和活塞杆的截面尺寸 提高了额定杆载 使用范围更宽 RDS压缩机技术水平在世界往复压缩机领域处于领先地位 非常适合油气田的工作环境和天然气压缩的工况特点 我厂于1987年在中国石油天然气总公司的支持下 通过技贸结合的方式从D R公司引进了RDS压缩机技术 引进技术包括全套设计和工艺图纸 技术文件 设计计算软件 引进 消化 吸收工作简介 1991年完成第一台机组制造 在中国石油天然气总公司主持的评定会上 通过了D R公司专家检验和国内专家评定 技术评定证书 的结论是 样机达到了德莱塞兰公司要求 质量性能很好 填补了同类产品国内空白 同意通过技术评定 可以投入批量生产 机组严格按D R公司标准制造 检验 工艺符合D R公司要求 所有替代材料等同或高于原材料 保证了产品的制造质量 由于国内工业基础的原因 天然气发动机 活塞环 填料 轴承 注油器 部分阀类和仪表采用进口件 以保证机组达到国际同类产品的水平和制造质量 技术引进后 经过十余年的消化吸收和创新 我厂不仅完全掌握了RDS压缩机技术 并且探索RDS压缩机的设计思想 拓展使用范围 开发出RDSA和RDSB型产品 形成更大的RDS压缩机系列 该系列产品已能完全覆盖RDS HOS的使用范围 我厂RDS压缩机系列产品已达到D R公司同类机组技术水平 引进 消化 吸收工作简介 RDS系列压缩机系大型往复活塞式压缩机 双作用 对称平衡型结构 RDS系列压缩机为模块化系列产品 高转速 短行程 机组橇装 机组可通过不同机体 曲轴 气缸的组合和余隙调节 满足参数范围内的全部工况要求 工况覆盖范围宽 RDS RDSA和RDSB三种机型 2列 4列 6列三种机体 5 5 6 回转直径的六种曲轴 20种不同直径或不同额定压力的气缸 RDS系列压缩机主要用于石油 化工 电力等部门压缩天然气 如增压集输 气体处理 燃气发电 气举采油 充气注气 轻烃回收 气体贮藏等 也可以作为工艺用和动力用压缩机用于其它工业部门 机组概述 机组概述 重型结构 中体和气缸设支撑 基础件刚强度高 气缸水平布置于机体两侧 相对两列气缸曲柄错角180 一阶和二阶惯性力可以完全平衡 平衡性好 振动小 利于高转速 相对两列活塞力相反 能互相抵消 主轴颈受力情况良好 机组概述 1合金钢全纤维锻造曲轴 铝基合金主轴瓦 水平剖分面设调整垫片 2铝基合金连杆瓦 3合金钢闭模锻造连杆 4铝基合金衬套 5铸钢十字头 铝基合金十字头瓦 十字头与十字头瓦间设调整垫片 十字头上可安装平衡块 6合金钢滚压螺纹活塞杆 7铸造铝合金或铸铁活塞 填充聚 四氟乙烯活塞环或支撑环 8重型机体 开式结构 滑道与机身铸为一体 9刮油环10中体 11填料 12水冷式气缸13网状气阀 塑料阀片 14余隙调节装置 1 进排气阀为网状阀 2 装卸简便的全浮式填料可以自动调整 具有密封性能好 磨损小的优点 3 中体顶部和底部各有四个Z3 4圆锥螺纹接头 供安装填料润滑油管 注入和排出润滑油 4 刮油环可以防止机身内的润滑油沿着活塞杆漏失 并能防止气缸内的气体进入机身 污染润滑油 5 十字头滑道通过上下垫片调整垂直方向位置 滑道采用压力润滑 6 模锻钢连杆上钻有润滑油孔 这些润滑油孔用于十字头销和十字头滑道的压力润滑 7 精密铝基轴瓦是水平剖分的 可以在曲轴不动的情况下拆卸下来 8 曲轴毛坯是用合金结构钢模锻而成 9 机身为开式结构 在不动气缸的情况下能够比较方便地检查或拆卸连杆 主轴瓦 连杆大头瓦和曲轴 10 通过选配用螺栓固定的平衡重 保证压缩机运转平稳 11 机身和传动机构用不含铜的材料制成 使压缩机可以在酸性气体环境中工作 12 合金钢活塞杆两端螺纹精密滚压而成 具有较高的疲劳强度 并使应力集中降低 13 机身和安装十字头的伸出端铸为一体 有良好的刚性 并提高了装配精度 14 气缸材质可为灰铸铁 球墨铸铁 锻钢 以满足不同工作压力的要求 机组概述 机组概述 主要技术参数 气缸技术参数 机体 重型机体 布筋合理 有足够的刚强度 十字头滑道与机身铸为一体 滑道与主轴孔的垂直度由工厂加工保证 主轴瓦水平剖分面设调整垫片 用于调整间隙 可补偿正常磨损 各主轴承上部开口装有横撑 并用拉杆强力拉紧 既便于拆卸和维修 又增强了机身的刚强度 曲轴 铬钼钢全纤维锻件 有很高的疲劳强度 相对两列气缸曲拐两端均设有主轴承 缩短了支承距离 提高了弯曲疲劳强度 曲轴热处理 有很高的耐磨性和抗冲击韧性 连杆 铬钼钢闭式模锻件 工 字形杆身截面 有很高的疲劳强度 合金钢连杆螺栓 疲劳强度高 联结可靠 十字头 铸钢十字头 合金钢十字头销 强度高 十字头与十字头瓦间设调整垫片 可调整十字头瓦和气缸的同轴度 并能补偿十字头瓦的磨损 十字头 活塞杆联结螺纹长 与十字头联结后 用锁紧螺母背紧 保证了活塞杆与十字头联结的可靠性 活塞杆端可安装平衡块 选配平衡块可控制相对两列往复质量差 活塞杆 高强度合金钢材料 两端螺纹精密滚压成形 螺纹根部应力小 摩擦段感应淬火处理 表面硬度很高 耐磨性能好 两端螺纹联结可靠 活塞 活塞材料为铸造铝合金或铸铁 空心或实心结构 空心活塞内腔布加强筋 有足够的强度和刚度 专用填充聚四氟乙烯活塞环和支撑环 耐磨性好 气缸 水冷式气缸 冷却效果良好 宽大的阀室和气道 气体阻力小 气流脉动弱 气缸水平安装 进 排气阀分别布置于气缸的上 下部 便于压缩过程中可能生成的液体尽快地排出气缸 根据工作压力的大小 气缸材料有耐磨合金铸铁 球墨铸铁和锻钢 气阀 气阀 压缩机的最重要部件 直接影响压缩机性能 压缩机提高转速的主要障碍 间接引起气缸 活塞 活塞环 填料等的损坏 故障率最高的部件 气阀 RDS系列压缩机气阀 高速网状阀 对高转速有很好的适应性 能耗小 寿命长 性能良好 弹簧力匹配合理 启闭及时迅速 有足够大的通流面积 压力损失小 气体温升小 缓冲效果好 阀片撞击速度低 非金属阀片 质量小 撞击能量小 气阀 不同规格气缸和不同工况选用不同气阀 电算优化确定气流速度 升程和弹簧力 三者协调 使气阀功率损失小 冲击力小 气阀 材料阀座 阀盖非腐蚀性气体采用碳钢 腐蚀性气体采用不锈耐酸钢 阀片PEEK 聚醚醚酮 添加剂 最高工作温度250 极好的抗腐蚀性 MT 中温塑料 最高工作温度170 气阀 塑料阀片的优点材料密度和弹性模量小 冲击力小 抗冲击性好 在同种工况下 比钢阀片耐一倍左右速度的冲击 耐固体颗粒和液滴的冲击 阀隙气流摩擦而引起的能量损耗较小 和金属阀片比较降低5 10 阀片允许升程大 易跑合 密封性能好 若阀片断裂 不会造成气缸的损伤 自润滑性好 耐腐蚀噪声低 气阀 C型气阀导向环导向 双缓冲结构 适用于有油工况 气阀 HS型气阀中心固定式阀片和缓冲片 升程垫片 双缓冲结构 适用于有油和无油工况 气阀 CT型气阀导向环导向 弹簧片和缓冲垫片 抗油粘滞 尤其适用于有油工况 填料 一般由缓冲环 密封环 排气环组成 各种填料环均为标准件 不同工况选用不同填料环组合结构 德莱赛兰公司专用填充聚四氟乙烯填料环 填料 密封环一个径向切口金属环和一个切向切口填充聚四氟乙烯环组成 用于主密封 填料 缓冲环铸铁环 用于减缓气流对主密封环的冲击和防止杂质进入填料盒 填料 排气环两个切向切口聚四氟乙烯环组成 最后一组密封环 排气量调节和卸荷方法 压开进气阀调节 余隙容积调节 转速调节 天然气发动机或柴油机驱动的压缩机可以改变转速以调节排气量 这种调节方法经济性好 各级压力比保持不变 管路调节 1旁通阀调节排气管用旁通管路与进气管相连接 旁通阀开启排气倒流入进气管 用于调节排气量和机组启动 停机卸荷 手动或自动 调节经济性较好 2进气节流调节进气管路设调节阀 降低进气压力以调节排气量 排气量调节范围0 100 排气量调节和卸荷方法 压开进气阀调节电磁阀接通或关闭仪表气 仪表气接通时 顶杆带动卸荷爪下移 将进气阀片强制压紧在阀座上不能自动关闭 气体回流入进气管 压缩机进入空运行状态 反之压缩机工作 用于无级自动调节排气量 用于机组启动 停机卸荷 经济性好 压开进气阀调节 排气量调节和卸荷方法 余隙容积调节图示为可变余隙容积调节装置 安装在气缸端盖上 转动余隙活塞杆 改变活塞的位置以增加余隙容积无级调节排气量 固定余隙容积调节装置安装在气缸端盖上 关闭或接通气缸工作腔和余隙容积腔 可分级调节排气量 余隙容积调节手动或自动 经济性较好 机身润滑系统 由曲轴驱动的主油泵送出的润滑油经油冷器 油滤器进入机体内的主油管 曲轴主轴承下部沿垂直方向钻有润滑油孔 与主油管沟通 曲轴和连杆体内也钻有润滑油孔 润滑油通过这些油孔润滑主轴瓦 连杆瓦 连杆衬套 十字头衬套和十字头瓦 设有预润滑油泵 手动或电动 气缸润滑系统 注油器由曲轴驱动 润滑气缸和填料 润滑可靠 一支油泵单独供给一注油点和分配器供给每一注油点两种润滑方式 可配置补充油箱 无流量保护装置 联轴器 驱动机可以采用电动机 天然气发动机 柴油机等 用柔性联轴器与压缩机联结 柔性联轴器安装方便 使用过程中对中精度发生变化可以得到补偿 防护罩由铝板连续铆接而成 无火花 管系设备 机组各级进气设洗涤罐 各缸进 排气口设缓冲罐 各级排气管路设安全阀 各级间有中间冷却器 根据客户需要可设置后冷器 洗涤罐 RDS有多种型式的洗涤罐 图示洗涤罐为其中之一 洗涤罐 气流进入洗涤罐后 撞击折流档板切向流入作旋转运动 液滴和较大的固体颗粒被甩到周围壁面上沿壁面降落 气流上升经滤网过滤后从上部排出 洗涤罐有足够大的容积和过滤面积 分离效果好 气流压降小 洗涤罐的过滤精度0 5 m 过滤效率99 可使经分离滤清后的气体含液量降到最低 固体颗粒减到最少 保证压缩机安全可靠的工作 各级洗涤罐设自动和手动排液装置 并有高液位报警停机点 能有效地控制洗涤罐的液位 防止液体进入气缸 冷却器 l冷却器用于冷却压缩介质 压缩机和发动机气缸冷却水 发动机水套水 润滑油冷却水等 RDS压缩机组一般采用空气冷却器 也可采用水冷却器 l空冷器为翅片管束式 风扇强制冷却 风扇采用玻璃钢或铸铝叶片 冷却水闭路循环 耗水量极少 可以采用防冻液 l空冷器设手动百叶窗 调节冷却风量 保证酷暑和寒冬都有良好的冷却效果 l气缸冷却水管路设恒温阀 保证气缸既能有效的冷却 又能防止气缸由于过冷造成气体组份冷凝 l空冷器风扇可由发动机或单独电机驱动 l各空冷器管箱组合在一起 用共同风扇冷却 使机组变得简洁 冷却器 控制系统 RDS压缩机组控制装置是一种以PLC为中心的监控保护系统 由PLC橇装控制柜 外围仪表以及可选的上位监控系统组成 系统的结构是模块化的 规模可伸缩 用户可方便地确定最终方案 控制系统 外围仪表各类变送器 电接触点表 保护开关 电磁阀 调速装置等 外围仪表安装在各监控保护点上 PLC控制柜外围仪表和仪表盘上的操作按钮均接至PLC的I O模板 PLC通过它们检测机组的运行状态 并控制执行机构的动作 同时PLC通过一个通信端口和显示屏保持联系 向它提供画面所需的数据 并接收用户发出的操作指令 根据用户要求的通信协议 PLC还提供一个扩充RS485通信端口 以实现与用户DCS系统的连接 额定工作电压 220V 范围187 264V 工作环境 1级2类d组 T4 防护等级 IP54 控制系统 橇装控制柜控制柜选用模块化的可编程逻辑控制器 PLC 作为主控制器 设计实现下列功能 1自动启停 加载 卸载控制2增加预报警功能的故障保护3历史数据及历史事件4自动汉字提示 减少操作失误5设定值调整方便 适应现场工况变化6使用分级口令 保障安全操作7可选的通信接口 采用标准通信协议采用触摸屏作为操作界面 提供一个方便友好的图形化人机接口 工艺参数 报警信息及操作提示显示直观 操作简单明了 控制柜是防爆型的 并自带加热装置 控制系统 外围仪表测量及控制系统使用4 20mA的标准电信号 除热电阻外 用于报警及联锁的开关均是NC型 即正常时闭合 报警 联锁时开启 触点输出均使用继电器隔离 负荷容量不小于24VDC 3A 除开关类仪表及热电阻外 所有外围变送器 电 气转换器均为隔爆或本安型 热电阻为隔爆型 国产开关类仪表为隔爆型 进口仪表为FM认证 适用于ClassI Division2 GroupD使用环境 控制系统 机组监控点一鉴表 控制系统 机组监控点一鉴表 易损件使用寿命 l机组可在规定工作条件下安全可靠地连续运转 年运转率不小于92 l易损件更换期阀片及弹簧8000小时活塞环8000小时填料及刮油环8000小时l机组大修周期40000小时 机组特点 模块化系列产品 变工况RDS系列压缩机有3种机体 6种曲轴 20种气缸 气缸设余隙容积调节装置 不论用户对排气量和压力有何要求 只要功率 排气量和压力不超过系列参数的规定 都可以由现成的零件组装成完全满足需要的机组 各种规格的零部件都是标准的 不需要重新设计 不但交货及时 而且技术成熟 在用机组工况发生较大变化时 只需更换少量部件即可适应新工况的要求 高速机 橇装 结构紧凑1尺寸小 重量轻 2便于与天然气发动机和柴油机直联 若由电动机驱动 由于电动机转速较高 重量较轻 价格较便宜 带来成套设备的成本下降和重量减轻 机组特点 3橇装结构 机组整体化 便于安装 安装费用低 4RDS系列压缩机很好地解决了气阀气流阻力损失 平衡 易损件使用寿命 可靠性等问题 如平衡问题 借引进软件计算分析 认真考虑三种平衡 扭矩平衡 扭振应力最小 往复惯性力平衡 相对两列质量差小于450g 气流平衡 气流脉动小于5 保证机组在高转速下性能良好 工作可靠 寿命长 重型机体 中体 基础构件有很高的强度和刚度 十字头滑道与机身铸为一体 全纤维锻造铬钼钢曲轴 闭模锻造铬钼钢连杆 滚压螺纹铬钼钢活塞杆 铸钢十字头 与活塞杆联结牢固可靠 主轴瓦和十字头瓦设调整垫片 用于调整间隙 可补偿正常磨损