RDS系列壓縮機組講義復習過程.ppt

塔河油田輸氣首站RDS系列壓縮機組 RDS壓縮機系江漢石油管理局第三機械廠引進DRESSER RAND公司 以下簡稱D R公司 技術(shù)設計制造的大型往復活塞式壓縮機組 具有國際先進技術(shù)水平 D R公司為DRESSER和INGERSOLL RAND的合資公司 是世界最負盛名的壓縮機制造商之一 六十年代未 INGERSOLL RAND公司針對油氣田專門開發(fā)了RDS天然氣壓縮機 由于技術(shù)水平高 而且非常適合天然氣壓縮的使用特點 獲得巨大成功 僅69年至75年就在世界各油田銷售了1000多臺 在多年的使用過程中不斷改進提高 又派生出HOS壓縮機 HOS在RDS壓縮機的基礎上 增加了連桿 十字頭 十字頭銷和活塞桿的截面尺寸 提高了額定桿載 使用范圍更寬 RDS壓縮機技術(shù)水平在世界往復壓縮機領域處于領先地位 非常適合油氣田的工作環(huán)境和天然氣壓縮的工況特點 我廠于1987年在中國石油天然氣總公司的支持下 通過技貿(mào)結(jié)合的方式從D R公司引進了RDS壓縮機技術(shù) 引進技術(shù)包括全套設計和工藝圖紙 技術(shù)文件 設計計算軟件 引進 消化 吸收工作簡介 1991年完成第一臺機組制造 在中國石油天然氣總公司主持的評定會上 通過了D R公司專家檢驗和國內(nèi)專家評定 技術(shù)評定證書 的結(jié)論是 樣機達到了德萊塞蘭公司要求 質(zhì)量性能很好 填補了同類產(chǎn)品國內(nèi)空白 同意通過技術(shù)評定 可以投入批量生產(chǎn) 機組嚴格按D R公司標準制造 檢驗 工藝符合D R公司要求 所有替代材料等同或高于原材料 保證了產(chǎn)品的制造質(zhì)量 由于國內(nèi)工業(yè)基礎的原因 天然氣發(fā)動機 活塞環(huán) 填料 軸承 注油器 部分閥類和儀表采用進口件 以保證機組達到國際同類產(chǎn)品的水平和制造質(zhì)量 技術(shù)引進后 經(jīng)過十余年的消化吸收和創(chuàng)新 我廠不僅完全掌握了RDS壓縮機技術(shù) 并且探索RDS壓縮機的設計思想 拓展使用范圍 開發(fā)出RDSA和RDSB型產(chǎn)品 形成更大的RDS壓縮機系列 該系列產(chǎn)品已能完全覆蓋RDS HOS的使用范圍 我廠RDS壓縮機系列產(chǎn)品已達到D R公司同類機組技術(shù)水平 引進 消化 吸收工作簡介 RDS系列壓縮機系大型往復活塞式壓縮機 雙作用 對稱平衡型結(jié)構(gòu) RDS系列壓縮機為模塊化系列產(chǎn)品 高轉(zhuǎn)速 短行程 機組橇裝 機組可通過不同機體 曲軸 氣缸的組合和余隙調(diào)節(jié) 滿足參數(shù)范圍內(nèi)的全部工況要求 工況覆蓋范圍寬 RDS RDSA和RDSB三種機型 2列 4列 6列三種機體 5 5 6 回轉(zhuǎn)直徑的六種曲軸 20種不同直徑或不同額定壓力的氣缸 RDS系列壓縮機主要用于石油 化工 電力等部門壓縮天然氣 如增壓集輸 氣體處理 燃氣發(fā)電 氣舉采油 充氣注氣 輕烴回收 氣體貯藏等 也可以作為工藝用和動力用壓縮機用于其它工業(yè)部門 機組概述 機組概述 重型結(jié)構(gòu) 中體和氣缸設支撐 基礎件剛強度高 氣缸水平布置于機體兩側(cè) 相對兩列氣缸曲柄錯角180 一階和二階慣性力可以完全平衡 平衡性好 振動小 利于高轉(zhuǎn)速 相對兩列活塞力相反 能互相抵消 主軸頸受力情況良好 機組概述 1合金鋼全纖維鍛造曲軸 鋁基合金主軸瓦 水平剖分面設調(diào)整墊片 2鋁基合金連桿瓦 3合金鋼閉模鍛造連桿 4鋁基合金襯套 5鑄鋼十字頭 鋁基合金十字頭瓦 十字頭與十字頭瓦間設調(diào)整墊片 十字頭上可安裝平衡塊 6合金鋼滾壓螺紋活塞桿 7鑄造鋁合金或鑄鐵活塞 填充聚 四氟乙烯活塞環(huán)或支撐環(huán) 8重型機體 開式結(jié)構(gòu) 滑道與機身鑄為一體 9刮油環(huán)10中體 11填料 12水冷式氣缸13網(wǎng)狀氣閥 塑料閥片 14余隙調(diào)節(jié)裝置 1 進排氣閥為網(wǎng)狀閥 2 裝卸簡便的全浮式填料可以自動調(diào)整 具有密封性能好 磨損小的優(yōu)點 3 中體頂部和底部各有四個Z3 4圓錐螺紋接頭 供安裝填料潤滑油管 注入和排出潤滑油 4 刮油環(huán)可以防止機身內(nèi)的潤滑油沿著活塞桿漏失 并能防止氣缸內(nèi)的氣體進入機身 污染潤滑油 5 十字頭滑道通過上下墊片調(diào)整垂直方向位置 滑道采用壓力潤滑 6 模鍛鋼連桿上鉆有潤滑油孔 這些潤滑油孔用于十字頭銷和十字頭滑道的壓力潤滑 7 精密鋁基軸瓦是水平剖分的 可以在曲軸不動的情況下拆卸下來 8 曲軸毛坯是用合金結(jié)構(gòu)鋼模鍛而成 9 機身為開式結(jié)構(gòu) 在不動氣缸的情況下能夠比較方便地檢查或拆卸連桿 主軸瓦 連桿大頭瓦和曲軸 10 通過選配用螺栓固定的平衡重 保證壓縮機運轉(zhuǎn)平穩(wěn) 11 機身和傳動機構(gòu)用不含銅的材料制成 使壓縮機可以在酸性氣體環(huán)境中工作 12 合金鋼活塞桿兩端螺紋精密滾壓而成 具有較高的疲勞強度 并使應力集中降低 13 機身和安裝十字頭的伸出端鑄為一體 有良好的剛性 并提高了裝配精度 14 氣缸材質(zhì)可為灰鑄鐵 球墨鑄鐵 鍛鋼 以滿足不同工作壓力的要求 機組概述 機組概述 主要技術(shù)參數(shù) 氣缸技術(shù)參數(shù) 機體 重型機體 布筋合理 有足夠的剛強度 十字頭滑道與機身鑄為一體 滑道與主軸孔的垂直度由工廠加工保證 主軸瓦水平剖分面設調(diào)整墊片 用于調(diào)整間隙 可補償正常磨損 各主軸承上部開口裝有橫撐 并用拉桿強力拉緊 既便于拆卸和維修 又增強了機身的剛強度 曲軸 鉻鉬鋼全纖維鍛件 有很高的疲勞強度 相對兩列氣缸曲拐兩端均設有主軸承 縮短了支承距離 提高了彎曲疲勞強度 曲軸熱處理 有很高的耐磨性和抗沖擊韌性 連桿 鉻鉬鋼閉式模鍛件 工 字形桿身截面 有很高的疲勞強度 合金鋼連桿螺栓 疲勞強度高 聯(lián)結(jié)可靠 十字頭 鑄鋼十字頭 合金鋼十字頭銷 強度高 十字頭與十字頭瓦間設調(diào)整墊片 可調(diào)整十字頭瓦和氣缸的同軸度 并能補償十字頭瓦的磨損 十字頭 活塞桿聯(lián)結(jié)螺紋長 與十字頭聯(lián)結(jié)后 用鎖緊螺母背緊 保證了活塞桿與十字頭聯(lián)結(jié)的可靠性 活塞桿端可安裝平衡塊 選配平衡塊可控制相對兩列往復質(zhì)量差 活塞桿 高強度合金鋼材料 兩端螺紋精密滾壓成形 螺紋根部應力小 摩擦段感應淬火處理 表面硬度很高 耐磨性能好 兩端螺紋聯(lián)結(jié)可靠 活塞 活塞材料為鑄造鋁合金或鑄鐵 空心或?qū)嵭慕Y(jié)構(gòu) 空心活塞內(nèi)腔布加強筋 有足夠的強度和剛度 專用填充聚四氟乙烯活塞環(huán)和支撐環(huán) 耐磨性好 氣缸 水冷式氣缸 冷卻效果良好 寬大的閥室和氣道 氣體阻力小 氣流脈動弱 氣缸水平安裝 進 排氣閥分別布置于氣缸的上 下部 便于壓縮過程中可能生成的液體盡快地排出氣缸 根據(jù)工作壓力的大小 氣缸材料有耐磨合金鑄鐵 球墨鑄鐵和鍛鋼 氣閥 氣閥 壓縮機的最重要部件 直接影響壓縮機性能 壓縮機提高轉(zhuǎn)速的主要障礙 間接引起氣缸 活塞 活塞環(huán) 填料等的損壞 故障率最高的部件 氣閥 RDS系列壓縮機氣閥 高速網(wǎng)狀閥 對高轉(zhuǎn)速有很好的適應性 能耗小 壽命長 性能良好 彈簧力匹配合理 啟閉及時迅速 有足夠大的通流面積 壓力損失小 氣體溫升小 緩沖效果好 閥片撞擊速度低 非金屬閥片 質(zhì)量小 撞擊能量小 氣閥 不同規(guī)格氣缸和不同工況選用不同氣閥 電算優(yōu)化確定氣流速度 升程和彈簧力 三者協(xié)調(diào) 使氣閥功率損失小 沖擊力小 氣閥 材料閥座 閥蓋非腐蝕性氣體采用碳鋼 腐蝕性氣體采用不銹耐酸鋼 閥片PEEK 聚醚醚酮 添加劑 最高工作溫度250 極好的抗腐蝕性 MT 中溫塑料 最高工作溫度170 氣閥 塑料閥片的優(yōu)點材料密度和彈性模量小 沖擊力小 抗沖擊性好 在同種工況下 比鋼閥片耐一倍左右速度的沖擊 耐固體顆粒和液滴的沖擊 閥隙氣流摩擦而引起的能量損耗較小 和金屬閥片比較降低5 10 閥片允許升程大 易跑合 密封性能好 若閥片斷裂 不會造成氣缸的損傷 自潤滑性好 耐腐蝕噪聲低 氣閥 C型氣閥導向環(huán)導向 雙緩沖結(jié)構(gòu) 適用于有油工況 氣閥 HS型氣閥中心固定式閥片和緩沖片 升程墊片 雙緩沖結(jié)構(gòu) 適用于有油和無油工況 氣閥 CT型氣閥導向環(huán)導向 彈簧片和緩沖墊片 抗油粘滯 尤其適用于有油工況 填料 一般由緩沖環(huán) 密封環(huán) 排氣環(huán)組成 各種填料環(huán)均為標準件 不同工況選用不同填料環(huán)組合結(jié)構(gòu) 德萊賽蘭公司專用填充聚四氟乙烯填料環(huán) 填料 密封環(huán)一個徑向切口金屬環(huán)和一個切向切口填充聚四氟乙烯環(huán)組成 用于主密封 填料 緩沖環(huán)鑄鐵環(huán) 用于減緩氣流對主密封環(huán)的沖擊和防止雜質(zhì)進入填料盒 填料 排氣環(huán)兩個切向切口聚四氟乙烯環(huán)組成 最后一組密封環(huán) 排氣量調(diào)節(jié)和卸荷方法 壓開進氣閥調(diào)節(jié) 余隙容積調(diào)節(jié) 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié) 天然氣發(fā)動機或柴油機驅(qū)動的壓縮機可以改變轉(zhuǎn)速以調(diào)節(jié)排氣量 這種調(diào)節(jié)方法經(jīng)濟性好 各級壓力比保持不變 管路調(diào)節(jié) 1旁通閥調(diào)節(jié)排氣管用旁通管路與進氣管相連接 旁通閥開啟排氣倒流入進氣管 用于調(diào)節(jié)排氣量和機組啟動 停機卸荷 手動或自動 調(diào)節(jié)經(jīng)濟性較好 2進氣節(jié)流調(diào)節(jié)進氣管路設調(diào)節(jié)閥 降低進氣壓力以調(diào)節(jié)排氣量 排氣量調(diào)節(jié)范圍0 100 排氣量調(diào)節(jié)和卸荷方法 壓開進氣閥調(diào)節(jié)電磁閥接通或關(guān)閉儀表氣 儀表氣接通時 頂桿帶動卸荷爪下移 將進氣閥片強制壓緊在閥座上不能自動關(guān)閉 氣體回流入進氣管 壓縮機進入空運行狀態(tài) 反之壓縮機工作 用于無級自動調(diào)節(jié)排氣量 用于機組啟動 停機卸荷 經(jīng)濟性好 壓開進氣閥調(diào)節(jié) 排氣量調(diào)節(jié)和卸荷方法 余隙容積調(diào)節(jié)圖示為可變余隙容積調(diào)節(jié)裝置 安裝在氣缸端蓋上 轉(zhuǎn)動余隙活塞桿 改變活塞的位置以增加余隙容積無級調(diào)節(jié)排氣量 固定余隙容積調(diào)節(jié)裝置安裝在氣缸端蓋上 關(guān)閉或接通氣缸工作腔和余隙容積腔 可分級調(diào)節(jié)排氣量 余隙容積調(diào)節(jié)手動或自動 經(jīng)濟性較好 機身潤滑系統(tǒng) 由曲軸驅(qū)動的主油泵送出的潤滑油經(jīng)油冷器 油濾器進入機體內(nèi)的主油管 曲軸主軸承下部沿垂直方向鉆有潤滑油孔 與主油管溝通 曲軸和連桿體內(nèi)也鉆有潤滑油孔 潤滑油通過這些油孔潤滑主軸瓦 連桿瓦 連桿襯套 十字頭襯套和十字頭瓦 設有預潤滑油泵 手動或電動 氣缸潤滑系統(tǒng) 注油器由曲軸驅(qū)動 潤滑氣缸和填料 潤滑可靠 一支油泵單獨供給一注油點和分配器供給每一注油點兩種潤滑方式 可配置補充油箱 無流量保護裝置 聯(lián)軸器 驅(qū)動機可以采用電動機 天然氣發(fā)動機 柴油機等 用柔性聯(lián)軸器與壓縮機聯(lián)結(jié) 柔性聯(lián)軸器安裝方便 使用過程中對中精度發(fā)生變化可以得到補償 防護罩由鋁板連續(xù)鉚接而成 無火花 管系設備 機組各級進氣設洗滌罐 各缸進 排氣口設緩沖罐 各級排氣管路設安全閥 各級間有中間冷卻器 根據(jù)客戶需要可設置后冷器 洗滌罐 RDS有多種型式的洗滌罐 圖示洗滌罐為其中之一 洗滌罐 氣流進入洗滌罐后 撞擊折流檔板切向流入作旋轉(zhuǎn)運動 液滴和較大的固體顆粒被甩到周圍壁面上沿壁面降落 氣流上升經(jīng)濾網(wǎng)過濾后從上部排出 洗滌罐有足夠大的容積和過濾面積 分離效果好 氣流壓降小 洗滌罐的過濾精度0 5 m 過濾效率99 可使經(jīng)分離濾清后的氣體含液量降到最低 固體顆粒減到最少 保證壓縮機安全可靠的工作 各級洗滌罐設自動和手動排液裝置 并有高液位報警停機點 能有效地控制洗滌罐的液位 防止液體進入氣缸 冷卻器 l冷卻器用于冷卻壓縮介質(zhì) 壓縮機和發(fā)動機氣缸冷卻水 發(fā)動機水套水 潤滑油冷卻水等 RDS壓縮機組一般采用空氣冷卻器 也可采用水冷卻器 l空冷器為翅片管束式 風扇強制冷卻 風扇采用玻璃鋼或鑄鋁葉片 冷卻水閉路循環(huán) 耗水量極少 可以采用防凍液 l空冷器設手動百葉窗 調(diào)節(jié)冷卻風量 保證酷暑和寒冬都有良好的冷卻效果 l氣缸冷卻水管路設恒溫閥 保證氣缸既能有效的冷卻 又能防止氣缸由于過冷造成氣體組份冷凝 l空冷器風扇可由發(fā)動機或單獨電機驅(qū)動 l各空冷器管箱組合在一起 用共同風扇冷卻 使機組變得簡潔 冷卻器 控制系統(tǒng) RDS壓縮機組控制裝置是一種以PLC為中心的監(jiān)控保護系統(tǒng) 由PLC橇裝控制柜 外圍儀表以及可選的上位監(jiān)控系統(tǒng)組成 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)是模塊化的 規(guī)模可伸縮 用戶可方便地確定最終方案 控制系統(tǒng) 外圍儀表各類變送器 電接觸點表 保護開關(guān) 電磁閥 調(diào)速裝置等 外圍儀表安裝在各監(jiān)控保護點上 PLC控制柜外圍儀表和儀表盤上的操作按鈕均接至PLC的I O模板 PLC通過它們檢測機組的運行狀態(tài) 并控制執(zhí)行機構(gòu)的動作 同時PLC通過一個通信端口和顯示屏保持聯(lián)系 向它提供畫面所需的數(shù)據(jù) 并接收用戶發(fā)出的操作指令 根據(jù)用戶要求的通信協(xié)議 PLC還提供一個擴充RS485通信端口 以實現(xiàn)與用戶DCS系統(tǒng)的連接 額定工作電壓 220V 范圍187 264V 工作環(huán)境 1級2類d組 T4 防護等級 IP54 控制系統(tǒng) 橇裝控制柜控制柜選用模塊化的可編程邏輯控制器 PLC 作為主控制器 設計實現(xiàn)下列功能 1自動啟停 加載 卸載控制2增加預報警功能的故障保護3歷史數(shù)據(jù)及歷史事件4自動漢字提示 減少操作失誤5設定值調(diào)整方便 適應現(xiàn)場工況變化6使用分級口令 保障安全操作7可選的通信接口 采用標準通信協(xié)議采用觸摸屏作為操作界面 提供一個方便友好的圖形化人機接口 工藝參數(shù) 報警信息及操作提示顯示直觀 操作簡單明了 控制柜是防爆型的 并自帶加熱裝置 控制系統(tǒng) 外圍儀表測量及控制系統(tǒng)使用4 20mA的標準電信號 除熱電阻外 用于報警及聯(lián)鎖的開關(guān)均是NC型 即正常時閉合 報警 聯(lián)鎖時開啟 觸點輸出均使用繼電器隔離 負荷容量不小于24VDC 3A 除開關(guān)類儀表及熱電阻外 所有外圍變送器 電 氣轉(zhuǎn)換器均為隔爆或本安型 熱電阻為隔爆型 國產(chǎn)開關(guān)類儀表為隔爆型 進口儀表為FM認證 適用于ClassI Division2 GroupD使用環(huán)境 控制系統(tǒng) 機組監(jiān)控點一鑒表 控制系統(tǒng) 機組監(jiān)控點一鑒表 易損件使用壽命 l機組可在規(guī)定工作條件下安全可靠地連續(xù)運轉(zhuǎn) 年運轉(zhuǎn)率不小于92 l易損件更換期閥片及彈簧8000小時活塞環(huán)8000小時填料及刮油環(huán)8000小時l機組大修周期40000小時 機組特點 模塊化系列產(chǎn)品 變工況RDS系列壓縮機有3種機體 6種曲軸 20種氣缸 氣缸設余隙容積調(diào)節(jié)裝置 不論用戶對排氣量和壓力有何要求 只要功率 排氣量和壓力不超過系列參數(shù)的規(guī)定 都可以由現(xiàn)成的零件組裝成完全滿足需要的機組 各種規(guī)格的零部件都是標準的 不需要重新設計 不但交貨及時 而且技術(shù)成熟 在用機組工況發(fā)生較大變化時 只需更換少量部件即可適應新工況的要求 高速機 橇裝 結(jié)構(gòu)緊湊1尺寸小 重量輕 2便于與天然氣發(fā)動機和柴油機直聯(lián) 若由電動機驅(qū)動 由于電動機轉(zhuǎn)速較高 重量較輕 價格較便宜 帶來成套設備的成本下降和重量減輕 機組特點 3橇裝結(jié)構(gòu) 機組整體化 便于安裝 安裝費用低 4RDS系列壓縮機很好地解決了氣閥氣流阻力損失 平衡 易損件使用壽命 可靠性等問題 如平衡問題 借引進軟件計算分析 認真考慮三種平衡 扭矩平衡 扭振應力最小 往復慣性力平衡 相對兩列質(zhì)量差小于450g 氣流平衡 氣流脈動小于5 保證機組在高轉(zhuǎn)速下性能良好 工作可靠 壽命長 重型機體 中體 基礎構(gòu)件有很高的強度和剛度 十字頭滑道與機身鑄為一體 全纖維鍛造鉻鉬鋼曲軸 閉模鍛造鉻鉬鋼連桿 滾壓螺紋鉻鉬鋼活塞桿 鑄鋼十字頭 與活塞桿聯(lián)結(jié)牢固可靠 主軸瓦和十字頭瓦設調(diào)整墊片 用于調(diào)整間隙 可補償正常磨損