民生能源压缩机原料气供气量不足分析.doc

民生能源压缩机原料气供气量不足分析一、 运行现状、背景：民生能源公司压缩机采用的原料气、循环气联合压缩机，型号为M-2.95/14/2007/11-199。四列对称平衡型，行程320mm，转速375r/min，功率900KW。设计供气量为：原料气2310Nm3/h，循环气4400 Nm3/h。该压缩机自投运以来，即发现原料气侧供气量严重不足，与机器生产厂商多次沟通并寻求解决方法未果。生产厂商以进气条件未达到设计工况为由，一直未能解决，也未对此作出合理性的解释。前期由于业主方气源供气压力确实达不到设计要求（1.4MPa），故该问题一直拖延。直到2012年4月中旬，业主方的气源问题得到解决，达到压缩机的原料气设计进气条件。在设计工况条件下，压缩机的供气量仅可达到最高1720 Nm3/h，与设计要求的2310Nm3/h相差甚远。而机器生产厂家拒绝配合解决问题，以及提供该压缩机的相关设计细节和参数。我部通过生产现场压缩机的运行状况和所掌握的部分资料，对该压缩机可能造成供气量不足的可能性原因进行了逐一分析排查，最终怀疑是由于机器设计或加工原因导致压缩机实际工作余隙容积过大，导致供气量不足问题。为此，我部人员趁业主方停车检修机会，对该压缩机可能导致原料气供气量不足的部分进行了实物测量。二、 供气量计算复核： 我部人员根据对该压缩机原料气一级气缸测量数据结果（附图）。进行了该级气缸的相对余隙容积对供气量影响程度的复核计算。主要计算过程如下：1、 气缸盖侧余隙容积V盖 ： 盖侧进气腔余隙容积 V0=0.00095553m3 （测绘数据计算）一级进气阀余隙容积 V进=0.000135 m3 （气阀设计参数）一级排气阀余隙容积 V排=0.000270 m3 （气阀设计参数）则 V盖= V0 +V进+V排=0.00136053 m3 2、 气缸轴侧余隙容积V轴：轴侧进气腔余隙容积 V0=0.000921104m3 （测绘数据计算）一级进气阀余隙容积 V进=0.000135 m3 （气阀设计参数）一级排气阀余隙容积 V排=0.000270 m3 （气阀设计参数）则 V盖= V0 +V进+V排=0.001326104 m3 3、行程容积计算Vh： 本机行程S=0.32m，气缸直径0.165 m，活塞杆直径0.07 m，双作用结构。 Vh=（2Fh-f）*S=【2（0.165/2）2-（0.07/2）2】0.32=0.0124533 m3 4、相对余隙容积系数a： a=（V盖+ V盖）/Vh=（0.00136053+0.001326104）/0.0124533=0.21574 5、天然气综合绝热指数K=1.3，多变膨胀指数m=1+0.88（K-1）=1.264 一级压力比选择：=4.12（为论证相对余隙容积系数a对现场工况下供气量的影响程度，故选用生产现场记录中压缩机正常运转时的实际压力比算术平均值进行计算。） 6、气缸容积系数v=1-a (1/m-1)=1-0.21574(4.121/1.264-1)=0.55447 7、取压缩机工作时各系数p=0.96；l=0.96；T=0.96，压缩机转速n=375 r/min 压缩机实际容积流量Vd=Vh*v*p*l *T *n=0.01245330.554470.960.960.96375 =2.291 m3/min 在压缩机设计工况下折算为标准状态供气量：Q=(1.52.29160273)/(0.1308)=1827.6 Nm3/h三、 计算结果分析：1、 以上计算数据主要由现场压缩机测量并计算所得。由于现场时间、测量条件和测量位置所限，测量数据不是非常精确，但可以作为定性计算分析使用。如需定量分析计算，还需进一步采取相应措施测定准确数据。2、 由以上结果与生产现场实际流量数据相比，比较接近。部分偏差量主要是由于计算余隙容积时尚有少量余隙容积难于测量所致、压缩机主转速未测定及参数选择值因素等。由此可判断引起该压缩机供气量不足的原因为余隙容积过大所致。3、 根据本台压缩机测量结果，发现设计过程和加工过程均有不同程度问题存在。四、 解决措施办法及建议：由于余隙容积是压缩机设计中的一个重要参数，涉及压缩机内部结构尺寸和零部件多，一旦发生错误，返修工作比较困难。主要采用以下方法修复。1、 更换新的原料气一级气缸，且需对相关部位进行重新设计，控制余隙容积。由于气缸自身尺寸连接尺寸和与之相配合的零件非常多，各个零部件的材料牌号不确定，热处理方法等技术措施不明确，故本工作只能由压缩机生产制造厂家实现完成。好处是耽误业主方生产时间少，气缸加工完成后只需较少时间更换即可。2、 利用现有气缸进行改造、更换各级气阀压筒，气阀生产厂（霍尔比格）配合修改进气阀升程限制器直径。 主要通过减小气阀窝流通通道长度，减小各个其他地方的存气空间，尽量提高气缸的