沈鼓集团压缩机和风机培训教程

沈鼓集团

压缩机和风机

培训教程1【化工油报】2风机的概念和作用3风机的分类4压缩机的分类5压缩机的分类6压缩机的应用7压缩机的应用催化装置富气压缩机装置产量为：50万吨/年～800万吨/年入口压力:0.14～0.16MPa入口温度：30～45℃出口压力:1.4～1.6MPa入口流量:3000Nm3/h～60000Nm3/h气体分子量为：33～45常用机型有：

2MCL406、2MCL407、2MCL456、2MCL457、2MCL526、2MCL606、2MCL706、2MCL806原动机通常为汽轮机8压缩机的应用催化装置富气压缩机装置产量为：50万吨/年～140万吨/年入口压力:0.11～0.14MPa入口温度：30～45℃出口压力:1.1～1.4MPa入口流量:6000Nm3/h～25000Nm3/h气体分子量为：23～30常用机型有：

2MCL408、2MCL407、2MCL458、MCL356+MCL307、原动机通常为汽轮机9为淮化2.8万Nm3/h空分装置提供的RR150-4型空压机(在试车台上)入口压力/温度（Mpa/℃）0.1/32出口压力/温度（Mpa/℃）0.61/82.15流量(干）（Nm3/h）155500原动机（KW）12800（轴）出厂时间1998年10空压机的转子11DH型离心压缩机12格尔木炼油厂10万吨/年甲醇装置合成气压缩机BCL456+2BCL406入口压力/温度（Mpa/℃）2.14/40出口压力/温度（Mpa/℃）6.95流量（Nm3/h）246018原动机（KW/KV）3028（汽）出厂时间1998年13大庆甲醇厂10万吨/年甲醇装置合成气压缩机2BCL459入口压力/温度（Mpa/℃）2.14/40出口压力/温度（Mpa/℃）6.95流量（Nm3/h）246018原动机（KW/KV）3028（汽）出厂时间1998年14离心压缩机机组介绍15一、MCL系列--水平剖分结构

MCL、2MCL、3MCL、DMCL系列。流量范围：Q=20—3500m3/min

最高工作压力：Pc=6.0MPa

工作转速：n=4000—18000r/min

轴功率：N≤20000KW该系列压缩机属中、低压系列，可在单缸内实行单段、两段、三段压缩，也可从缸内抽气或向缸内加气。单缸内可布置2-10个叶轮，亦可组成多缸机组。该系列压缩机系从意大利新比隆公司引进技术.16二、BCL系列--垂直剖分结构BCL、2BCL、3BCL系列流量范围：Q=20—3000m3/min

最高工作压力：Pc=70MPa

工作转速：n=6000—18000r/min

轴功率：N≤20000KW该系列压缩机属中、高压系列，可在单缸内实行单段、两段压缩，亦可向缸内加气或从缸内抽气。单缸内可布置2-10个叶轮，并可组成多缸机组。该系列压缩机系从意大利新比隆公司引进技术。17三、PCL系列长输管线离心压缩机

流量范围：Q=17000—35000m3/h

最高工作压力：Pc=8.5MPa

工作转速：n=4670—10290r/min

轴功率：N≤25000KW该系列压缩机系从意大利新比隆公司引进技术，单缸内可布置1-3个叶轮，采用三元流动叶轮技术。结构紧凑，效率高，单级多变效率最高可达86％，便于安装和维修，是天然气、油田气远程输送专用压缩机。18离心压缩机性能曲线19压缩机设计

沈鼓是按系列化积木式设计原理进行的。气体经过叶轮、扩压器、弯道、回流器（见图)完成一级的压缩，这些级不同的组合方式，就可以满足不同的性能要求，就像“积木”一样.

使用积木原理设计压缩机，是为了最大限度地满足用户对压缩机性能及可靠性的要求,同时也相对缩短了交货期。新比隆公司是按这种设计原理，国际上其他公司也大都采用这种原理。目前，积木原理设计压缩机已经不能满足要求，逐渐形成了变化多端的个性化特征设计20基本级示意图21压缩机(单轴式)设计技术（1）、基本级数据库基本级(积木块)——叶轮、扩压器、弯道、回流器基本级按叶轮直径区分13档：

Φ300、Φ350、Φ400、Φ450、Φ520、Φ600、Φ700、Φ800、Φ900、Φ1000、Φ1100、Φ1200、Φ1300、Φ1400、Φ1500每一直径又分成10种型式：

B(50o),Q(38o),F(27o),H,L,V(高效二元)，T（宽三元），U（窄三元），DHK（半开式），SVK（高能头）每一直径的一种型式又分成8～10种宽度b2

，基本级数据库有12×10×(8～10)个基本级(流量范围3.5m3/min--3500m3/min，基本级压比<3.5)。经过20余年努力,沈鼓制造并验证了几乎全部基本级。22离心压缩机结构及关键部件23离心压缩机的结构组成压缩机主机主要由定子、转子及支撑轴承、推力轴承、轴端密封等组成。定子包括机壳、隔板、密封、平衡盘密封等转子包括主轴、叶轮、隔套、平衡盘、轴套、螺母、联轴器等24离心压缩机实体图25压缩机转子

压缩机的转子是压缩机的主要工作部件，包括主轴、叶轮、轴套、轴螺母、隔套、平衡盘和推力盘等。

262MCL806转子实体造型27转子动力学

压缩机转子动力特性分析软件包RBSP转子—轴承系统的动力分析采用有限元法，使力学模型更完善，计算精度更高，数值稳定性更好。轴承的动力特性系数由理论分析计算，再通过实验和试车的振动测试参数识别为依据加以修正，有较好的针对性和可靠性。力学模型考虑了轴段、叶轮的转动惯量、陀螺力矩、轴向压力、齿轮啮合力、联轴器等多种因素，对平行多轴转子，考虑了弯曲振动和扭转振动的耦合作用，计算手段更为先进。轴承参数数据库BPDB。28转子不平衡响应曲线(1)29转子不平衡响应曲线(2)30叶轮

叶轮也称为工作轮。气体在叶轮叶片的作用下，跟着叶轮作高速旋转。气体受旋转离心力的作用，以及在叶轮里的扩压流动，使气体通过叶轮后的压力得到了提高。31叶轮材料的防腐蚀考虑32强度与振动

沈鼓拥有完整的强度与振动计算软件包，计算结果精确。出厂的几百台压缩机已经证明了软件包的可靠性。CALC47叶轮强度计算软件包CMP叶轮强度计算软件包ANSYS叶轮强度计算软件包轴系扭振的分析与试验沈阳鼓风机厂不但具有弯曲临界转速的分析能力，同样在轴系扭转分析上也有专有软件，并在试验室建立了扭转试验台，在大庆裂解气压缩机三缸机械运转试验中成功地进行了轴系的扭振测量，结果令人满意。33叶轮强度计算自动划分网格图34叶片应力分布图35通过PRO-ANSYS接口

做叶轮强度分析36叶轮的加工利用从意大利、美国引进的SREGENT-1200H和T-35五座标联动数控加工中心，应用美国北方工程公司NREC数控软件，选择刀具、走刀工艺路线、切削用量、进行三维数学计算、三维实体造型等数控编程，在锻件盘料上铣制加工出三元流动叶轮叶片。37主轴

主轴的作用是支持旋转零件及传递扭矩。转子上的轴套、隔套等是通过过盈热装在主轴上，叶轮是通过过盈热装在主轴上，传递扭矩方式是通过过盈或键，其它零件则通过螺纹固定在轴上。主轴的轴心线确定了各旋转零件的几何轴线。38平衡盘

在多级离心压缩机中，由于每级叶轮两侧的气体压力不等，使转子产生了指向低压端的轴向力，这种力必须平衡掉。平衡盘就是利用其两侧的压差来平衡轴向力的零件。平衡盘只平衡部分轴向力，其余轴向力由推力轴承来承担。这部分残余轴向力对保证转子运转的稳定有积极的作用。平衡盘39推力盘及其它零件

平衡盘只平衡掉部分轴向力，其余轴向力由推力轴承来承担。部分残余轴向力是通过推力盘传给推力轴承的。轴套是保护轴不被伤害的零件。隔套是保护轴不被伤害并能使叶轮轴向定位的的零件。轴螺母是轴上零件定位后的锁定零件。40压缩机壳体

压缩机机壳是压缩机的工作室，也是压缩机的骨架，它必须有良好的密封性。沈鼓在结构设计方面紧跟国际同行业的技术，尤其是机壳，由铸造壳体转化到焊接机壳，由整体机壳演化到分体组装式壳体。这些变化最大限度地减少质量事故，同时还能大幅度地提高加工质量和效率，节省成本，保证产品交货期。压缩机机壳有垂直剖分和水平剖分两种形式，分别用于不同的压力范围。41机壳●近年来，压缩机的机壳主要采用焊接结构机壳。焊接机壳解决了铸造机壳常出现的气孔、夹渣、裂纹等缺陷而需要反复补焊甚至精加工后报废的技术关键，不仅保证了压缩机制造质量，而且确保产品生产周期。我厂焊接机壳的设计和制造技术都达到了当代世界先进水平。●机壳的材料采用16MnR，对于较厚的法兰则采用16Mn锻件。压缩机的进出风口形状复杂，我们采用铸造（材料为ZG230-450）后再焊接在主壳体上的方案。42机壳应力分布图43隔板

隔板的作用是把压缩机的每一级隔开，将各级叶轮分隔成连续性流道，隔板相邻的面构成扩压器通道，来自叶轮的气体通过扩压器把一部分动能转换为压力能。隔板的内侧是迥流室。气体通过迥流室返回到下一级叶轮的入口。迥流室内侧有一组导流叶片，可使气体均匀地进到下一级叶轮入口，并调整气体的流动方向。44隔板

压缩机的隔板均采用铸件或焊接件，铸件材料为ZG230-450或QT400-18,焊接件材料为16Mn或Q235-A。45级间梳齿密封

压缩机级间密封采用迷宫密封，在压缩机各级叶轮进口圈外缘和隔板轴孔处，都装有迷宫密封，以减少各级气体回流。迷宫密封一般是采用铝合金制成，用铝合金这种较软的材料主要是为了避免损坏轴套和叶轮。

46梳齿密封（Labyrinth）

压缩机的级间密封、叶轮口圈密封、轴端密封、平衡盘密封及油密封均采用梳齿密封（Labyrinth）。密封材料为ZL104（铸铝）。如果采用注水技术后，密封材料改用具有防腐蚀的LF12（防锈铝）。ZL104（铸铝）相当于ASTMB26,355LF12（防锈铝）相当于ASTM47平衡盘密封

压缩机平衡盘上一般也装有迷宫密封，这是为了尽量减少平衡盘两边的气体泄漏。对2MCL(2BCL)型压缩机，在两段之间，即转子中间部分的平衡盘上也要装迷宫密封，以减少中间级出口和压缩机最终出口间的气体泄漏。结构与级间密封类似。

平衡盘密封平衡盘48轴承选用机组各缸体的支撑和推力轴承均采用可倾瓦式，使转子在运转时在最佳位置，不会产生油膜振荡，保证机组运行平稳。我们推荐采用节能型的喷油轴承，这种轴承能减少润滑油和功率的消耗，减少润滑油供油设备的投资。49支撑轴承选用

节能型的可倾瓦式支撑轴承采用多油膜型式的强制润滑，各瓦块单独供油。50推力轴承选用本机组采用自动平衡可倾瓦推力轴承（又称金斯伯雷型式）。这类轴承装有一系列杠杆（水平调节连接器）来控制瓦块的高度，从而使瓦块都能均匀承受载荷。51推力轴承选用

节能型的自动调节可倾瓦式推力轴承采用多油膜型式的强制润滑，各瓦块单独供油。支撑、推力轴承供货商：

KingsburyWaukesha52密封系统离心压缩机一般采用如下几种形式的密封系统浮环密封机械密封干气密封浮环密封：这种密封是一种非常成熟的密封形式，沈阳鼓风机厂对这种密封的设计、制造和使用也已有二十多年的历史。干气密封：干气密封是近十年来发展起来的新技术，在目前的压缩机中普遍采用，其特点是泄漏量少，操作维修简单，运行费用低，但一次投资较高。53干气密封体本产品采用串联干气密封（Tandem）干气密封供货商：

JOHNCRANE

Co.LTDEKKEAGLEINDUSTRYCo.LTDFLOWSERVECo.LTDBURGMANNCo.LTD54密封系统55密封控制系统的集合表盘本产品干气密封的控制系统仪表全部安装在一个集合表盘上，各接口均可采用法兰连接。56膜片联轴器

离心压缩机是通过联轴器传递扭矩的。膜片联轴器是近几年发展起来的一种新型联轴器。具有无油润滑、无磨损、自动对中性好及重量轻等特点。沈鼓与西安交通大学合作联合开发各种高、低速膜片联轴器设计软件，并由沈鼓自己设计制造，基本取代了齿式联轴器。近年来膜盘联轴器发展迅猛。57膜盘联轴器示意图58

膜盘联轴器59机组公用底座压缩机各缸体安装在一个公用底座上，由型钢焊接而成。材料为Q235-A60离心压缩机系统61压缩机的辅助设备

压缩机安装在底座上，通过底座固定在水泥基础上。通过油站来提供润滑或密封用油，有时需要气体冷却器来降低气体温度，冷凝的液体通过气液分离器来分离掉；对于电机驱动的压缩机，还需要配备变速机；在机组旁布置油、气管线等。为了保证压缩机的长期稳定运行，还配备了可靠的控制系统和防喘振系统。62油站

沈鼓的油系统设备，在设计上不断创新；在制造工艺和制造质量上不断完善，现已形成了完整的设计上先进、结构上合理，运行中可靠的油系统设备系列。

沈鼓还可为用户进行国内、外各种机组油系统设备的改造及配件供应，并可根据用户的要求采用美国石油学会API标准、美国ISO标准、美国ANSI标准、意大利新比隆公司ITN标准及ECC设计规范、德国DIN标准等国际有关标准进行各种机组油系统设备的设计与制造。63装置系统油管路压缩机装置三维图

64高速重载齿轮装置齿轮传递功率55,000KW齿轮工作转速48,000r/min齿轮线速度可高达172m/s齿轮制造精度为GB10095-88（4-5）级精度相当AGMA390标准（14-15）级精度》齿轮的齿面镀铜；齿根全圆弧过渡圆角；齿根喷丸等特种配套工艺。应用精滚、插齿、剃齿、磨齿等多种齿轮加工工艺来满足不同的设计技术要求，而且能够磨削高精度的齿廓、齿向修形的齿轮，保证高速齿轮在动态负荷条件下的最佳啮合效果。65控制系统

鼓风机和压缩机组的控制系统是实现对主机、辅机及拖动主机的原动机的启动、运行的监视、报警、联锁的综合控制系统。目前，控制手段已由常规的模拟仪表逐渐过渡到计算机来实现，以满足不同用户的需求。66计算机控制系统的主要功能压缩机的防喘振控制汽轮机的调速机组的振动-位移保护机组的报警-联锁保护润滑油-密封油油压调节流量控制在线诊断报表打印用户提出的其他工艺流量要求67防喘振控制系统不受气体分子量和温度变化等影响的防喘振控制算法喘振控制线的安全边界能够自动调整比例功能浮动设定点跟踪功能适配增益和防喘振阀快开/慢关响应速度控制与喘振控制的解耦功能具有手动/自动无扰动切换功能抗积分饱和功能CurrentOperatingPointHoverSettingControlSetpointControlLineSurgeLineSuctionFlow(hx)Pressure

RatioPD/PS68压缩机机组布置及基础69压缩机装置布置图70压缩机装置基础设计布置图71压缩机的基础（实体）72压缩机装置布置图（实体