公用气和仪表气系统资料.ppt

1、Utility and Instrument air system,Frank Dong 9-Mar-2011,公用气和仪表气系统,General utility and Inst. air process Compressor skid information. Air Compressor working principle. Air dryer working principle.,Content:,1.General utility and Inst air process Major Components: Compressor and motor assembly Utility

2、air tank Pre-filter Air dryer After-filter Inst air tank,General utility and Inst air process,D-k-5822,D-k-5822,starting air for the firewater pumps, the emergency generator and the pedestal cranes. motive power for diaphragm pumps and for operating pneumatic tools (utility air station) utilized in

3、maintenance operations. Air source for Nitrogen Generator,Utility air End user,use in pneumatic instruments , such as SDV & Control valve, and other usage Well control panels, pneumatic hydraulic pumps FPS (fusible loop),Inst air End user,For buffer air on the seals of the dry gas compressors For se

4、paration air on the seals of WGC. Supply air to two nitrogen generators of WGC.,Air inlet filtration Compressor and motor assembly Pressurized coolant and lubrication Coolant separation Load and offload system Air and oil cooling system,2. Compressor skid information Main components:,Compressor skid

5、 information,1. Air inlet filtrationCapacity: 374,400 SCFD , 10 um,2. Compressor and motor assembly,2. Compressor and motor assembly,58015802 compressor: SSR2000 oil flooded screw type compressor Model: EP 750S Driver: 100HP motor Speed: 2221 RPM Oil: SSR Ultra Coolant Compressor Capacity: 374,400 S

6、CFD or 260 SCFM at 125 PSIG,5822 compressor: Ingersoll-Rand Air Compressor Model: MH55 POWER: 55 KW Outlet pressure:1.0Mpa Compressor Capacity:8.3M3/min,5821 compressor: Atlas Copco Air Compressor Model: GA55-10-50 Driver: Siemens IP55 75KW E*N motor Control System: Allen Bradley PLC Model SLC 500 C

7、ompressor Capacity:260SCFM,3.Air Compressor working principle,转子在与它精密配合的机壳内转动使转子齿槽之间的气体不断地产生周期性的容积变化而沿着转子轴线，由吸入侧推向排出侧,完成吸入、压缩、排气三个工作过程。在压缩机机体的两端，分别开设一定形状和大小的孔口。一个供吸气用，称为进气口；另一个供排气用，称作排气口。随着转子旋转，每对相互啮合的齿相继完成相同的工作循环。,螺杆式空气压缩机是容积式压缩机中的一种，空气的压缩是靠装置于机壳内互相平行啮合的阴阳转子的齿槽之容积变化而达到。,Air Compressor working princ

8、iple,进气过程：转子转动时，阴阳转子的齿沟空间在转至进气端壁开口时，其空间最大，此时转子齿沟空间与进气口的相通，因在排气时齿沟的气体被完全排出，排气完成时，齿沟处于真空状态，当转至进气口时，外界气体即被吸入，沿轴向进入阴阳转子的齿沟内。当气体充满了整个齿沟时，转子进气侧端面转离机壳进气口，在齿沟的气体即被封闭。 压缩过程：阴阳转子在吸气结束时，其阴阳转子齿尖会与机壳封闭，此时气体在齿沟内不再外流。其啮合面逐渐向排气端移动。啮合面与排气口之间的齿沟空间渐渐件小，齿沟内的气体被压缩压力提高。压缩的同时，润滑油因压力差而喷入齿沟内与空气混合。,Air Compressor working pri

9、nciple,排气过程：当转子的啮合端面转到与机壳排气口相通时，被压缩的气体开始排出，直至齿尖与齿沟的啮合面移至排气端面，此时阴阳转子的啮合面与机壳排气口的齿沟空间为0，即完成排气过程，在此同时转子的啮合面与机壳进气口之间的齿沟长度又达到最长，进气过程又再进行。,螺杆空气压缩机基本结构,压缩机运行流程,压缩机运行流程：空气经过空气过滤进气控制器主机头油气分离器最小压力阀油气冷却器储罐 空气压缩流程：空气被压缩的同时一定量的冷却油不断注入主机与空气一起同时被压缩至油气分离器，初步分离油和气后含油的空气再进入油气分离滤芯细分后通过最小压力阀到气冷却器进行冷却排放冷凝水后进入储罐。空气被压缩后，压力

10、升高，如果温度又较低，空气中的气态水蒸气会凝结出大量液态水，空气越潮湿凝结出的水越多。,空气压缩流程,3. Coolant and lubrication system,油循环系统流程：螺杆式空压机内润滑油主要作用是冷却、密封、润滑. 具体流程如下：分离器里的油被一安装在压缩机前头的齿轮泵来进行循环,此泵由压缩机主次螺杆的其中一个来驱动,油被泵到一个温控阀的入口, 如果温度超过温控阀的温控传感器设点, 那么温控阀就会逐步打开让部分高温的润滑油经过后冷却器冷却. 反之, 如果温度低过温控阀的温控传感器设点,润滑油就会直接循环不再通过后冷却器. 经过油过滤器去除杂质颗粒后到达一个管汇分配器然后分流

11、到压缩机喷射头,止推主螺杆和轴承,绝大部分油由机体下端喷入压缩室，参与压缩过程。小部分油则通往机体前后端，用以润滑机体轴承组。润滑轴承油最后回到吸气口同空气一起进入压缩室，参与压缩过程。 与油混合的压缩空气进入油气分离器，油气分离器分离出绝大部分的油直接沉降于油气桶底部，以备下次循环。空气中剩余的极少量油分经过油细分离器分离出来经回油管、止回阀流回机体吸气端。有部分经过过滤的油还被送往压缩机加载电磁阀的入口作为压缩机能量的控制,油循环系统流程,螺杆压缩机系统流程图,螺杆压缩机系统流程图,螺杆压缩机系统流程图,螺杆式压缩机原理动画流程动画.exe,4. coolant-lubricant/air

12、 separation,油气分离器以中间折流板为分界点，隔板以下为初级分离，隔板以上为次级分离，初级分离采用离心式，在离心力的作用下将冷却剂分离留在筒体内部，在折流板的作用下油气流的流动方向不断改变，加上惯性作用，越来越多的油滴从空气中除去，次级分离的原理为凝聚加过滤。空气中剩余的极少量油分经过油细分离器分离出来经回油管、止回阀流回机体吸气端。,5. Load and offload system,进气阀是整个空压机空气流程及控制系统中核心元件之一。进气阀的打开或关闭的动作对应着空压机的两种运行状态：（进气阀的打开或关闭是针对阀内的进气口而言，进气阀打开即进气口打开） 重车：进气阀全开，空压机

13、满负荷运转，实现全气量输出。 空车：进气阀全关，空压机无负荷运转，无压缩空气输出。,UNLOADVALVE,螺杆式压缩机原理动画进气阀.exe,主要由碟片、止回阀、伺服气缸、比例阀,壳体等部分组成。伺服气缸内的活塞上下运动推动碟片轴旋转，从而带动碟片打开或关闭进气口。 碟片自然状态是关闭的，这使得空压机起动时不带负荷启动。 当伺服气缸油管有压力输入，且此压力能克服伺服气缸内弹簧力时，此时压力将推动伺服气缸内活塞向上运动，则活塞上的顶杆使蝶片绕其中间的轴旋转。这时进气阀打开，空压机重车。当管内压力泄放掉后，伺服气缸的活塞在弹簧力作用下恢复到平常处置。蝶片也在其带动下复位，则进气口关闭，空压机空车

14、。,进气阀有两种控制方式，一种开关式，当压力到达高限设定值，关闭进气口，压力降到低限设定值，重新打开进气口全负荷工作。另一种容调控制，进气阀门的碟片微闭配合比例阀进行容调控制，适应外部用气量，使压力稳定在一定范围内，压力未到容调压力，进气阀门的碟片全开，此时压缩机全负荷运转。 需要说明的是:空车时仍有少量的空气被机体吸入,吸入的空气被压缩后通过泄放电磁阀泄放，因为有泄放节流，使吸入的气体与泄放的气体达到平衡，系统内的压力维持在0.10.2MPa，以保证润滑油的正常循环。凭借自身所产生的压力差，不断向压缩室和轴承注入润滑油,MINIMUMPRESSUREVALVE,最小压力阀位于油细分离器出口处

15、 a. 压缩机刚启动时优先建立起系统内润滑油循环所需的最低压力，确保机体良好润滑。 b. 当油气桶内压力超过阀的设定开启压力时，最小压力阀方开启，允许压缩空气排出，这样就可避免因流过油气分离器的空气流速过快而降低其油气分离效果 . 另外，最小压力阀还有止回功能。当空压机空车时，空压机系统内压力较低，用户系统较高的压力因最小压力阀的存在而不会倒流回来。,TCV,温控阀控制压缩机的最低喷油温度，总共有三个接口：入油口、出油口和旁通口。旁通口接油冷却器入口，常态时关闭。当入油口的油温较低时（如冷态机组刚起动时），热控阀不动作，油不经过冷却器直接流入油过滤器。当油温渐渐上升时，热控阀开始动作，旁通口渐

16、渐打开，出油口渐渐关闭，一部分油开始进入油冷却器冷却。当油温继续上升时，旁通口全部打开，出油口全部关闭，润滑油全部流经油冷却器进行冷却。,泄放电磁阀是一个两位两通常开电磁阀，常态下是导通的，当得电时关闭。其作用是初启动、停机以及空车时泄放系统内的压力。当机组在这些状态运转时，此阀断电导通，将系统内压力泄放掉。 当空压机重车时，此阀得电关闭，系统停止泄放,加载电磁阀二位三通常闭电磁阀，常态关闭，得电打开。它与泄放电磁阀同时得电或失电。当需要重车时，此阀得电打开，使系统内的压力可以输至进气阀伺服气缸管口，从而打开进气阀，实现重车运转。当需要空车时，此阀断电关闭，切断进气阀伺服气缸管口的压力供应，关

17、闭进气阀，实现空车（此时泄放电磁阀泄放）。,6. Air and oil cooling system,Capacity: 374,400 SCFD It cool hot air from air compressor discharge 170F to 120F, by electric motor driven fan air-cooled after coolers The after coolers also serve to cool the lube oil for the compressors.,Compressor control logic,58215822 IA com

18、pressor can be start/stop no more than 3times in one hour If 3 start attempts fail in one hour the IA compressor will be locked out for one hour before it can be restarted This logic is to prevent the motor from overheat by continuous start.,Compressor control logic,The signal will cause compressor

19、shutdown ESD from FPS High compressor vibration High compressor discharge temp 228F High compressor discharge Pressure 145 psig High coolant oil filter DP 15PSI,改造后系统功能,D-K-5822,与原有三台压缩机（D-K-5801,D-K-5802,D-K-5821）并联，四台压缩机采用三用一备的运行模式，即一台为主空压机（UNIT LEAD），两台为辅助空压机（分别为UNIT LAG1，UNIT LAG2），另外一台处于停机备用状态。

20、安全阀D-PSV-5876设定点是175psi，用于新增压缩机D-K-5822出口超压保护。 将四个空压机分两组，D-K-5801/D-K-5802为一组，D-K-5822/D-K-5821为一组；这两组采用手动切换模式轮换担任GROUP LEAD橇块和GROUP LAG橇块。 每台空压机都由GROUP选择开关（GROUP LEAD 5801/5802 5821/5822）、UNIT选择开关（UNIT LEAD/LAG1 APD-K-5801 APD-K-5802）和UNIT选择开关（UNIT LEAD/LAG1 APD-K-5821 APD-K-5822）来确定各空压机运行于UNIT LEA

21、D，UNIT LAG1，UNIT LAG2和UNIT STANDBY模式，每台空压机都设有HAND/OFF/AUTO选择开关，确定该运行于自动或手动模式。,改造后系统功能,GROUP LEAD 一组中的两台为UNIT LEAD/LAG2，GROUP LAG 组中的两台为UNIT LAG1/STANDBY，正常情况应该是三台在用，一台为STANDBY； 四台空气压缩机加载情况如下：公用气罐D-V-5803压力当低于110psi时，UNIT STANDBY压缩机加载；当低于115psi时，UNIT LAG2压缩机加载；当压力低于120psi 时，UNIT LAG1压缩机加载；当压力低于125psi

22、 时，UNIT LEAD压缩机加载。当压力达到130psi时，UNIT LEAD和UNIT LAG1压缩机同时卸载；压力达到125psi时，UNIT LAG2和UNIT STANDBY压缩机卸载。 为确保平台仪表气的气量，当GROUP LEAD和GROUP LAG两组压缩机全部加载后公用气罐压力低于115psi时，压力调节阀D-PCV-5847将会自动关闭，停止给平台供公用气（应急发电机启动气除外），此时，用公用气制造氮气的造氮机会进行单元关断。,Utility Air Receiver,Size: 96 ID x 16 0 T/T Nominal Capacity: 260 SCFM Des

23、ign Press/Temp: 175 PSIG/170 F Operating Press/Temp : 125 PSIG/120 F Material: Carbon Steel,Its design pressure is 175 PSIG at 170 F. Its operating pressure is 125 PSIG at 120 F with a reserve capacity of 260SCF. PSV Set point:170psig & 175psig The utility air receiver is protected from overpressure

24、 by two 1 1/2 x 3 relief valves, D-PSV-5838 and 5839, set at 175 /170PSIG,Pre-filter,Each pre-filter is rated for 180,000 SCFD (150 SCFM). They are piped in a parallel configuration to allow servicing each unit without interruption of air supply, air flow from internal to outer. Pre-filters remove o

25、il carryover from the air to prevent fouling of the desiccant. And its efficiency can reach above 99.9%. Max. DP: 50 psig.,Dryer,Total capacity:180,000 SCFD / 125 SCFM Each drying column is heatless alumina desiccant filled and operates on a timed cycle for service/regeneration. It dries the instrum

26、ent air to a -40 F water dew point. Purging pressure should be around 40-80psi, it depends on humidity,Old Air dryer working principle,当干燥器刚起动时, 干燥器的两个腔室在控制系统配电前都同时充压, 在同时充压的进程中, 空气入口切换阀V1&V2被潮湿的压力气流所打开. 排气切换阀V3&V4以及再加压阀V5因为控制系统的关系在导向控制气压的作用下瞬间关闭, 经过干燥器两个腔室的气将从干燥器出口的两个单向阀CV1&CV2排出.,Old Air dryer wor

27、king principle,Old Air dryer working principle,当干燥器控制系统充电了之后, 右边腔室的入口切换阀V2将马上关闭, 干燥器左边腔室开始进入正常的计时循环,Old Air dryer working principle,干燥器控制系统将右腔室的泄放阀V4的导引气放空, 导致泄放阀V4可以依靠右腔室的压力来打开, 右腔室的气马上通过消音器后排向大气.一旦右腔室的气压瞬间消失, 一股干燥的吹扫气从左腔室经过节流后以接近大气的压力推开右腔室单向阀CV4顺着右腔室向上流动和干燥剂充分接触.这样, 吹扫气在室压下与潮湿的干燥剂接触, 将其中的湿气携带走由泄放阀V4排向大气, 这一过程将持续进行直至左腔室工作计时完成, 每个循环需时约5分钟,Old Air dryer working principle,当控制系统给右腔室的泄放阀V4提供了引导气后, 促使V4关闭, 干燥的吹扫气将右腔室慢慢充压.与此同时, 控制系统关闭了加压阀V5的引导气而使其在左腔室的压力下被打开.这样, 右腔室就可以通过左腔室来加压,Old Air dryer working principle,当右腔室加压完成后, 控制系统打开加压阀V5的引导气使其关闭, 右腔室已经准备好和左腔室进行切换.在初始切换时, 控制系统将关闭V2