压缩机汽轮机课件

压缩机所谓压缩机，就是一种用来提高气体压力或输送气体的机器。从能量的观点来看，压缩机就是把原动机的机械能转变为气体压力能的一种机械。一、压缩工序概述生产规模的大型化，活塞式压缩机由于排气量的限制，已不能满足需要。随着排气量大的离心式压缩机的发展，满足了大型工厂单机操作的要求。离心式和活塞式串联配置，低压时采用离心式，高压时采用活塞式。驱动：过去一般采用电机驱动，后来随着汽轮机的普及，多采用蒸汽蒸汽汽轮机驱动。二、合成气生产对压缩机的要求实用性：足够的派气量和压力、能适应工况条件变化、检测、检修维护方便。经济性：占地小、效率高、运行周期长、维护简单。安全性：耐压、密封好、监护指标多而可靠三、压缩机的种类及应用范围种类：按工作原理分为：速度型（轴流式、离心式、混流式）和容积型（回转式、往复式）两大类；速度型压缩机是高速旋转的动叶对气体作功，提高气体流速，即动能增加，然后高速气流通过静叶使气流速度下降，势能增加，压力得以提高。容积型压缩机是依靠在气缸内作往复或回转运动的活塞使气体的容积缩小而压力提高。应用范围：活塞式压缩机：中小流量，低、中、高排气压力；离心式压缩机：中高流量，中、低排气压力；轴流式压缩机：低压力、大流量。第一节、离心式压缩机离心压缩机：被压缩气体在离心式压缩机中的运动是沿着垂直于压缩机轴的径向进行的，离心式压缩机中气体压力的提高是当气体流经叶轮时，由于叶轮旋转使气体受到离心力的作用而使其速度升高，当气体流经扩压器、弯道、回流器这些截面积扩张的通道时，流速逐渐降低，从而使速度能转变为压力能，气体的压力得到升高。轴流式压缩机：气体在轴流式压缩机中的运动是沿着平行于压缩机轴的方向进行的。在轴流式压缩机中，同样由于转子的旋转使气体产生很高的速度，当气体流经与动叶片间隔排列的静叶栅时，气体的速度逐渐减慢，从而使速度能转变为压力能。离心式压缩机的优缺点优点：排气量大，尺寸小，重量轻、占地少、不用备机。而且离心式压缩机和蒸汽透平的性能价格比低，设备投资少。结构简单、异损件少、运转可靠，连续运行周期在一年以上，维修方便，维修费用低。供气均匀，运行平稳，调节方便，易于自动化操作可直接由蒸汽透平驱动，有利于生产中副产蒸汽的合理利用，节约了全厂的能量消耗。气缸内不需注入润滑油，被压缩的气体不受油的污染。缺点：效率低；只适于大流量场合；机器制造安装要求高；有喘振现象；离心式压缩机的工作原理当汽轮机带动压缩机主轴转动时，叶轮叶片流道里的气体被叶片带动，随主轴一起转动，在离心力作用下，气体被甩到叶轮外，进入扩压器。叶片中心将形成低压区域，外面的气体从而进入叶轮，填补稀薄地带，由于叶轮连续旋转，故气体在离心力作用下不断甩出，外界气体就连续流入，进入扩压器。离心式压缩机的结构流通部分包括：进气室：叶轮扩压器弯道回流器涡壳压缩机的密封按其安装的位置可分为：内部密封（级间密封和中间密封）和外部密封（轴端密封）；按其密封原理可分为：气封（迷宫密封和充气密封）和液封（固定式密封、浮环式密封、机械接触式密封以及其他密封）。干气密封干气密封的工作原理与其它机械密封相比，干气密封在结构方面基本相同。其主要区别在于，干气密封的一个密封环上面加工有均匀分布的浅槽，干气密封能在非接触状态下运行就是靠这些浅槽在运转时产生的流体动压效应使密封面分开。干气密封端面的槽形分类干气密封端面的槽形主要分单旋向和双旋向两大类。单旋向槽形只可使用于单向旋转的机组，在要求的旋向下才可产生启力，如反转则产生负的开启力而可能导致密封的损坏。但相对于双旋向的槽形，它可形成更大的开启力和气膜刚度，产生更高的稳定性而更可靠的防止端面接触。故在很低的转速下和较大的振动下也可使用。双旋向槽形无旋向要求，无论正、反转都不会造成密封的损坏。其使用范围较单旋向槽宽，但其稳定性、抗干扰能力较单旋向差。离心式压缩机的喘振概念：当离心式压缩机的进气流量小于设计允许的最小流量时，压缩机出现一种不稳定的工作状态，随着有异常声音和大的振动出现，这种现象叫作喘振。这个最小流量叫作喘振极限流量。造成离心式压缩机喘振的因素内部因素：当气体流量减少到一定程度时，压缩机内部气流的流动方向与叶片的安装方向发生严重偏离而造成叶道内叶片凸面气流的严重脱离，气流脱离现象严重时，叶道中气体滞留，压力突然下降，引起叶道后面的高压气流倒灌。气流脱离和倒灌周而复始的进行，使压缩机产生强烈振动，并发出强烈噪音，这是发生喘振的内部原因。外部因素：在实际运转中产生喘振现象的原因大致有以下一些：入口气体流量小，进入喘振区域。气体出口压力过高，进入喘振区域。操作不当引起喘振，比如：升速升压过快，降速之前未能首先降压；联锁停机时防喘阀没有及时打开。机械部件损坏或脱落引起喘振。工况变化：转速突然降低，被压缩介质的温度、比重等大幅度波动（如氢碳比大幅度变化）、进气压力低等亦可引起喘振。离心式压缩机发生喘振时的典型现象离心式压缩机发生喘振时，典型现象有：压缩机的出口压力最初先升高，继而急剧下降，并呈周期性大幅波动；压缩机的流量急剧下降，并大幅波动，严重时甚至出现气体倒灌至入口管道；拖动压缩机的电机或汽轮机工作不稳定，大幅波动；机器产生强烈的振动，同时发出异常的气流噪声。离心式压缩机发生喘振会造成的危害因为在喘振时气流产生强烈的往复脉冲，来回冲击压缩机转子及其他部件，气流强烈的无规律的振荡引起机组强烈振动，从而造成各种严重后果。喘振曾经造成转子大轴弯曲；密封损坏，造成严重的漏气、漏油；喘振使轴向推力增大，烧毁止推轴瓦；破坏对中与安装质量，使振动加剧；强烈的振动可使转子与静子部分相撞、主轴和隔板断裂，甚至整个压缩机报废。离心式压缩机若发生喘振如何消除当喘振现象发生后，应立即增大流量（打开出口放空阀或进出口之间的旁路阀-防喘振阀降低出口压力）即可解除危险，然后应查明发生喘振的原因，并设法消除，检查机器有无损坏的情况，再恢复正常操作，如果系统需要保压，则在打开防喘振阀气体回流后，适当提高转速，使出口压力增加到原有水平。防止离心式压缩机发生喘振的方法有一下几种：根据压缩机性能曲线，控制防喘裕度。在升压和变速时，强调“升压必先升速，降速必先降压”的原则。防喘阀门开启与关闭必须缓慢、交替。合成气压缩机合成气压缩机组是蒸汽透平驱动的多级离心式压缩机，共分二段，一段对新鲜气进行压缩，二段对来自一段的新鲜气和来自合成系统的循环气进行压缩。压缩机型号：,机壳型式为直筒，从驱动侧看为逆时针旋转，径向轴承为Orion公司的高性能嵌套板(5块可倾瓦)轴承，推力轴承为6块瓦的直接润滑双面Kingsbury（金斯伯雷）式轴承。名称内容单位一段二段介质新鲜气循环气正常流量143477789125Nm3/h入口压力3.25.6MPa（G）出口压力5.66.15入口温度4040℃出口温度4062工作转速9917r/min最高连续转速10015一阶临界转速4050汽轮机汽轮机概述汽轮机的定义汽轮机又叫蒸汽透平，它是以水蒸汽为工质，转子按一定方向作旋转运动的连续工作的原动机。汽轮机的工作原理汽机由若干级组成,每级由静叶片(喷咀)和动叶片组成，在静叶片蒸汽膨胀、减压，流速增大，把蒸汽的热能转换成动能,动叶片在具有动能的蒸汽作用下,推动汽机主轴转动作功。汽轮机的分类：按热力过程分类：凝汽式汽轮机、抽汽凝汽式汽轮机、背压式汽轮机、多压式汽轮机；按用途分：船舶、电站、工业；按工作过程：冲动式、反动式、反动组合式；按初参数分：低、中、高、超高、超临界；按结构分：单级、多级；按汽流方向：轴流、幅流、周流。汽轮机的结构转子部分：主轴、叶轮及叶片组成。危急保安器装配孔轴位移凸肩推力盘前轴承轴颈前汽封平衡活塞轴段调节级压力级后汽封后轴承轴颈盘车棘轮油涡轮盘车动轮平衡环联轴器轴段辅助平衡面主平衡面转子的临界转速及其危害临界转速是指某一特定的转速其转速产生的频率(转/秒)和转子的固有频率相一致时所产生的一种共振现象.在此转速下机组会产生剧烈的振动,转轴会产生明显的弯曲；严重时会造成断轴等严重事故。对一个转轴它会有若干个临界转速，分别称为一阶临界转速，二阶临转速，我们要力求避开在临界转速下停留或运行，以免发生共振。静子部分：包括气缸、前后支撑轴承、推力轴承、喷嘴组、隔板、支撑与滑销系统、汽封和机座。气缸及支座止推轴承和径向轴承汽轮机的保安系统保安系统包括：紧急断流阀，即速关阀，是蒸汽进入汽轮机的唯一通道，速关阀是蒸汽管道和汽轮机之间的主要截止机构，它可以在最短时间内切断汽轮机的蒸汽流，在汽机发生故障时尤为重要。调节阀：调节汽阀的作用是按照控制单元的指令调节进入汽轮机的蒸汽流量，以使机组受控参数符合运行要求。原理：调节阀用于调节进汽机的蒸汽量，进汽量的大小决定汽机的转速和功率。调节阀是用油压控制的，各个蝶阀挂在横梁上，蝶阀的阀杆高低不同，当横梁上下移动时带动蝶阀按阀杆高低顺序开启，横梁通过两根拉杆和一套杠杆机构被装在进汽室前的油动机的油缸所带动。危及保安器：危急保安器是汽轮机的机械式超速保护设备，当机组转速超出设定的脱扣转速时产生动作，通过遮断油门关闭速关阀和调节汽阀。电子调速器：通过电子输入回路将操作信号放大为4－20mA经电液转换器转换为0.15－0.45MPa的二次油压，带动油动机，实现对机组转速和功率的调控，并有编程组态、遥控等功能。测量、感应、调节仪表：辅助设备凝汽系统：包括凝汽器、凝结水泵和抽汽器。压力为3.85MPa，温度为435℃的中压蒸汽经手动隔离阀、速关阀、调速汽阀后进入汽轮机内膨胀做功，做功后的低压蒸汽（0.018MPaA）排入凝汽器，在凝汽器中乏汽被冷凝为水并形成一定真空度，冷凝液用冷凝液泵（6120/6110）送出界区（1.25MPa）。抽气器动力蒸汽为3.85MPa中压蒸汽，来自外管网，经冷凝后回收到凝汽器内。汽封抽汽系统：为了维持凝汽器的真空，设有蒸汽抽气器，抽出其中不凝气。油路系统：包括油泵、油冷器、油过滤器等。贮存在油箱中的汽轮机油，经油泵加压至1.1MPa，由压力自动调节阀PCV22081将油压调至1.1MPa，经油冷却器（出口油温45±2℃）、油过滤器（阻力<0.08MPa）后，一路经PCV22082将压力控制到0.9MPa，送往汽轮机调节机构作调速液压油；另一路经调节阀PCV22083将压力控制到0.3MPa后，又分为两路，一路送往汽轮机各个轴承作润滑用，另一路经调节阀PCV244将压力控制到0.138MPa后送往压缩机的各个轴承作润滑用；各路回油汇合后返回油箱。另外，还设置了由事故发电机驱动的事故油泵（0.3MPa），以确保全厂断电时机组各轴承所需润滑油的供给。为保证事故油泵启动前或特殊情况下机组停机后惰走期间供油，还设置了高位油箱，正常运转中高位油箱注满油，并保持少量溢流，一旦发生意外，可通过位差向机组各轴承提供短时间润滑油，保证机组惰走期间各轴承的润滑。合成气压缩机－汽轮机型号：NK32/36/16，该透平为全凝式，透平就地安装盘作为开车和正常监视用；径向轴承为可倾瓦；推力轴承为米切尔；盘车机构形式为液压式；顺汽流方向看，汽轮机逆时针方向旋转；汽轮机本体（带底盘）重量：14.25t。合成气压缩机组的开车一、开车前的准备工作及确认机组安装或大修完毕，联轴器接好，护罩安装好。油系统清洗及各项试验完毕，符合要求。油箱通入密封氮气，保持微正压。3.1.3所有仪表安装、检修、调试完毕，调速器组态完毕。调速器、轴振动及轴位移测量二次仪表（Bently3500）、电液转换器供电正常。水、电、仪表空气及高、低压氮气供应正常，蒸汽符合要求，净化气合格。关闭压缩机、汽轮机缸内导淋阀，关闭辅助设备及工艺管道上导淋阀。检查应开、关阀门二、油系统开车：油系统运行前五分钟向压缩机后置密封通0.45MPa隔离气；确认油温控制在45±2℃之间（油冷却器出口）；确认阀门的位置：稍开油冷却器水侧排气阀，稍开油冷却器上水阀，对油冷却器水侧排气。排气完毕后关排气阀，全开油冷却器上、回水阀，投用循环水。联系电气，给润滑油主泵送电。手动盘主、辅油泵无卡涩之后，启动主油泵，待出口压力正常后打开主泵出口阀，利用回路调节阀PCV22081调节油泵出口总管压力为1.1MPa；向油冷却器A、油过滤器A充油排气；排完气后，关闭排气阀。打开并调整PCV22083，使润滑油总管压力稳定在0.2MPa；打开并调整PCV244，使压缩机润滑油总管压力稳定在0.138MPa；调整汽轮机各轴承进油压力为0.2MPa；调整压缩机各轴承进油压力为0.138MPa；并观察各轴承回油情况；缓慢打开蓄能器充油阀；打开高位油槽充油阀，观察回油管视镜，有回油后关充油阀；人为改变油冷却器回水阀开度，改变油冷却器后油温，确认温控阀TV2001能够自动调节，控制油冷却器后油温在45℃。主泵运行正常后给辅泵送电，将其打在自动位置（Auto）。三、压缩机缸内氮气置换及净化气充压现场启动盘车油泵、盘车电磁阀，对机组盘车；缓慢提高缸内氮气压力至0.4MPa；缸内氮气置换：当缸内压力达0.4MPa后，通过放空阀将压力泄至0.05MPa，如此反复2----3次后，从放空口取样分析氧气含量在0.5%以下为合格；氮气置换合格后，缸内压力泄至0.15MPa，关放空阀及充氮气阀门。在压缩机充气前给主密封供高压氮气（6～8MPa）；在DCS上将停车电磁阀复位；缓慢打开一段新鲜气进口阀旁路阀，以0.04MPa/min的速率对缸内充压，当缸内压力与新鲜气压力一致后，全开一段进口阀；开压缩机及管道的导淋阀排放后关闭；开凝汽器、回流冷却器水侧排气阀排气，待凝汽器、回流冷却器水侧充满水后，关闭水侧排气阀，缓慢全开凝汽器、回流冷却器循环水进口阀。四、中压蒸汽暖管现场启动盘车油泵、盘车电磁阀，对机组盘车；微开3.85MPa中压蒸汽手动隔离阀的旁路小阀；确认中压蒸汽手动隔离阀后的导淋阀打开，控制压力在0.2---0.3MPa，对其至速关阀间的管道进行低压暖管；当蒸汽管管壁温度升到低压蒸汽的饱和温度时（＞120℃），可以升压暖管；缓慢开大旁路小阀，使蒸汽压力逐渐提高，控制管道升温速率为5--10℃/min，至旁路阀全开；缓慢打开手动隔离阀，关旁路阀；注意加强疏水，避免产生水击，同时注意检查速关阀的气密性，以防止蒸汽漏入汽轮机缸内。五、冷凝水系统投用确认主、辅冷凝液泵进口阀、排气阀开；主泵出口阀关，辅泵出口阀开；热井液位调节阀(LICA22083A/B)关；开脱盐水补充阀给热井补水至要求；对主、辅冷凝液泵盘车应无卡涩，启动主泵，压力稳定后开出口阀，将辅泵置‘自动’备用状态；六、投汽封调节系统稍开3.85MPa中压蒸汽去抽气器阀及导淋,对抽气管道及汽封管道暖管；汽封压力调节装置7200压力设定在8KPa，稍开汽封蒸汽截止阀及汽封疏水（去凝汽器）阀；七、建立冷凝器真空系统开启动抽气器蒸汽阀,调节蒸汽压力为3.5MPa,当混合室真空稳定后,开抽空气阀,对凝汽器抽真空；汽机启动完成后,可完成启动抽气器与主抽气器的切换,具体切换步骤如下:a开抽气冷凝器冷凝液排放阀；b开第二级驱动蒸汽；c开第二级抽气阀;d再开第一级驱动蒸汽;f开第一级抽气阀；待凝汽器内真空达到-0.082MPa并且稳定后,依次关启动抽气器的抽气阀、蒸汽阀，停启动抽气器。八、开车开机前五分钟向二级密封供0.45MPa氮气。通知调度室准备启动合成气压缩机；DCS上停车电磁阀复位；现场手动停车阀复位；建立启动油：现场顺时针旋转启动阀（1839）手轮，建立启动油压；建立速关油：现场扳起危急保安装置（2210）手柄；现场逆时针旋转关闭阀（1830）手轮，建立速关油压；开启速关阀：逆时针缓慢旋转启动阀（1839）手轮，使启动油与回油接通，启动油压慢慢下降，速关阀慢慢打开。允许启动条件若已满足，允许启动灯亮，即可启动；按下PBS按钮板上START键，汽机调速汽门即可启动（完全打开）。通过手动阀和调节阀控制，升速至1000rpm，蒸汽进汽阀开始关闭，保持这个速度暖机40min，再通过PBS按钮板上“速度上升”和“速度下降”按钮控制，升速至3000rpm暖机15min左右，然后快速通过临界转速5607rpm至7511rpm。根据合成实际情况，打开循环段进口阀HV22006或循环段出口阀HV22004旁路小阀与合成系统均压，均压后全开HV22006、HV22004阀，关闭旁路小阀。合成系统建立起大循环。根据合成压力要求及前工序负荷大小，逐渐提高转速，然后缓慢交替关小FV22078、FV22079，提高循环段出口压力至合成需要值。在关阀过程中要注意防喘振流量偏差值；在升压过程中，需维持一段入口压力稳定，升速过程中要注意检查各轴瓦温度、振动、位移等情况；升压过程要缓慢，注意各轴瓦温、振动、位移等情况。当系统负荷稳定后，投压缩机转速遥控。将主密封气切换为压缩机出口工艺气。习题一、汽轮机的工作原理是什么?答：汽机由若干级组成,每级由静叶片(喷咀)和动叶片组成，在静叶片蒸汽膨胀、减压，流速增大，把蒸汽的热能转换成动能,动叶片在具有动能的蒸汽作用下,推动汽机主轴转动作功。二、离心式压缩机的工作原理是什么？答：当汽轮机带动压缩机主轴转动时，叶轮叶片流道里的气体被叶片带动，随主轴一起转动，在离心力作用下，气体被甩到叶轮外，进入扩压器。叶片中心将形成低压区域，外面的气体从而进入叶轮，填补稀薄地带，由于叶轮连续旋转，故气体在离心力作用下不断甩出，外界气体就连