【2019年整理】往復(fù)壓縮機介紹

1、往復(fù)壓縮機介紹 目錄 3.動設(shè)備（往復(fù)式壓縮機） 3.1 壓縮機簡介 3.1.1 壓縮機的用途 3.1.2 壓縮的方法及壓縮機類型 3.2 基本理論介紹 3.2.1 基本定律 熱力學(xué)第一定律 2 )熱力學(xué)第二定律 3 )爛的定義 3.2.2 壓縮過程 3.2.3 理想氣體定律 3.2.4 壓縮級數(shù) 3.2.5 軸功率 3.3 壓縮機型式的選擇 3.4 往復(fù)壓縮機 3.4.1 用途 3.4.2 加氫重整裝置中氫壓機的 般特點 1 )加氫裝置 2 )重整裝置 3 )轉(zhuǎn)速及活塞線速度 4) 氣體載何及活塞桿靜載何 5) 反向角的概念及應(yīng)用 6) 尾桿的應(yīng)用 7) 排氣溫度 3.4.3 往復(fù)機的結(jié)構(gòu)特

2、點及材質(zhì) 1 ) 綜述 2) 主要結(jié)構(gòu)特點及材質(zhì) 3.4.4 典型氣、水、油系統(tǒng)介紹 1 ) 工藝氣路系統(tǒng) 2) 潤滑油系統(tǒng) 3) 軟化水系統(tǒng) 3.4.5 驅(qū)動機 3.4.6 工藝配管要求 3.4.7 對基礎(chǔ)的要求 3.4.8 往復(fù)機的熱力計算簡介 3.4.9 往復(fù)機控制系統(tǒng)簡介 3.6 組合式機組介紹 3.7 選型實例分析 3.8 國內(nèi)外主要壓縮機制造商介紹 3.1 壓縮機簡介 3.1.1 壓縮機的用途 壓縮機的基本目的就是提高被壓縮介質(zhì)的壓力。 3.1.2 壓縮的方法及壓縮機類型 壓縮方法大體可分為兩類：一是通過容積的變化，二是通過速度的變化。相應(yīng)的壓縮機可以分成兩大類型： 容積式（間斷流

3、動）和動力式（連續(xù)流動） 主要的壓縮機分類可見下圖： 圖 3 11主要壓縮機類型 3.2 基本理論介紹 3.2.1 基本定律 1 ) 熱力學(xué)第一定律 在任一過程中(比如說壓縮過程)，能量既不可能生成也不可能消滅，而只能從一種形式變成另一種形式 2 ) 熱力學(xué)第二定律 可以有幾種表達(dá)方法： a) 熱量不能自動從冷的物體傳到熱的物體； b) 僅在外加功的情況下，熱量才可能從低溫物體傳到高溫物體。 c) 真實過程中，孤立系統(tǒng)的有用能總要降低。 d) 熱量或能量(或水)，總是從高向低流。 3 ) 熵的定義 能量有高有低，能量只有在從高位移到低位時才能利用。熵是用來表征能量的不可用性。 系統(tǒng)放熱，熵增加

4、； 系統(tǒng)吸熱，熵減少； 系統(tǒng)既不吸熱也放熱，熵不變。 3.2.2 壓縮過程 1 )等溫過程 PV C 需要移走壓縮過程中產(chǎn)生的熱量，這是不可能的。 2 )絕熱過程 PVk=C 過程中既不吸熱也不放熱，是可逆過程。由于過程中總有吸熱或放熱，故也是不可能的 3) 等熵過程 S= C 4 ） 多變過程 PVn=C 真實的過程，注意nk 3.2.3 理想氣體定律 PV= MRT（理想氣體） PV= ZMRT （真實氣體） Z （壓縮性系數(shù)）反映實際氣體偏離理想氣體的程度。 3.2.4 壓縮級數(shù) 1 ） 每一個基本的壓縮單元對操作條件有限制，不同型式壓縮機有不同的限制條件。如： a）排氣溫度各種壓縮機。

5、 b）差壓（壓升）動力壓縮機和大多數(shù)容積式壓縮機。 c) 壓比動力壓縮機。 d) 余隙影響往復(fù)式壓縮機。 e) 省功。 2 )考慮到這些限制條件，采用多級或多段壓縮就勢在必行。 3.2.5 軸功率 1 )容積式壓縮機(往復(fù)式為例) a)理論絕熱指示功率Wi-ad,理論等溫指示功率 Wi-is ,實際循環(huán)指示功率 Wi及實際循環(huán)軸功率Ws(功 率單位： kW)。 式中：Z總級數(shù)，級數(shù)j=1,2 j壓比 Zsj入口狀態(tài)壓縮因子 Psj 入口狀態(tài)壓力，M paA Vsj 入口體積流量，m3/hr Zdj 出口狀態(tài)壓縮因子 KTj等溫絕熱指數(shù) nj 多變指數(shù) 入Lj 泄漏系數(shù) 入Tj 等溫系數(shù) 入 j

6、 析水系數(shù) 3 j總壓損， n n機械效率， n c傳動效率， b） 熱效率：等溫指示效率 n i-is ，等溫軸效率 n is ，絕熱效率（絕熱軸效率） n ad 3.3 壓縮機型式的選擇 總的來說，往復(fù)式壓縮機適用于低流量、高壓比、低軸功率，對氣體組成不敏感。而離心式壓縮機適用于高 流量、低壓比、高軸功率，對氣體組成很敏感。壓縮機選型除了考慮壓縮機本身的適應(yīng)性外 , 還應(yīng)考慮布置、占地， 一次投資、節(jié)能及操作維護等，具體問題具體分析。 3.4 往復(fù)式壓縮機 3.4.1 用途 在加氫裝置中，主要用于新氫（或補充氫）壓縮機和循環(huán)氫壓縮機。新氫壓縮機將新鮮氫氣通過壓縮機加壓 輸送到反應(yīng)系統(tǒng)，用以

7、補充反應(yīng)所耗之氫氣；循環(huán)氫壓縮機它是用于保持反應(yīng)器內(nèi)氫分壓，同時將反應(yīng)生成的熱量 從反應(yīng)器中取出，并經(jīng)冷卻系統(tǒng)冷卻再將循環(huán)氫輸送到反應(yīng)器中去。只有當(dāng)處理量較小的加氫裝置，循環(huán)氫壓縮機 采用往復(fù)式。在重整裝置中，主要用于預(yù)加氫循環(huán)氫壓縮機，預(yù)加氫補充氫壓縮機及重整氫增壓機。預(yù)加氫循環(huán)氫 壓縮機也是用來維持反應(yīng)器內(nèi)氫分壓，帶走反應(yīng)生成的熱量，經(jīng)冷卻后再回到反應(yīng)器中去。預(yù)加氫補充氫壓縮機將 新鮮氫氣壓縮后輸送到反應(yīng)系統(tǒng)，用以補充反應(yīng)所耗氫氣，而重整氫增壓機將重整過程產(chǎn)生的氫氣加壓送到氫提純 裝置或直接送到氫氣系統(tǒng)。 3.4.2 加氫重整裝置中氫壓機的一般特點介紹 1 ） 加氫裝置 補充氫壓縮機，根據(jù)

8、加氫類型的不同以及新氫氣源的不同，一般采用二到四級壓縮機，單級壓縮比控制在 2.42.8。而循環(huán)氫壓縮機均采用一級壓縮，壓縮比一般在1.11.3。 補充氫壓縮機一般有二列二級二缸，三列三級三缸，四列三級三缸，四列三級四缸以及四列四級四缸五種布 置型式，而循環(huán)氫壓縮機一般均采用二列一級二缸的布置型式。 2) 重整裝置 預(yù)加氫循環(huán)氫壓縮機均采用一級壓縮， 壓縮比一般在 1.5 左右，而預(yù)加氫補充氫壓縮機根據(jù)氫氣氣源的不同， 采用一到二級壓縮。重整氫增壓機，根據(jù)重整工藝的不同，采用一到二級壓縮。 預(yù)加氫循環(huán)氫壓縮機布置型式為二列一級二缸或二列一級一缸， 預(yù)加氫補充氫壓縮機的布置有二列二級二缸 或二列

9、一級二缸，二列一級一缸三種，而重整氫增壓機主要有四列二級四缸，二列二級二缸和二列一級二缸三種布 置型式。 3 )轉(zhuǎn)速及活塞線速度 有油潤滑的壓縮機活塞線速度可控制 4.5m/s 以下，無油或少油潤滑的壓縮機一般控制在 4.0m/s 以下。相應(yīng) 的壓縮機轉(zhuǎn)速有油潤滑可在 300RPM至750RPM而無油的一般在275RPM至 500RPM大型壓縮機通常采用較低的轉(zhuǎn) 速如 275、300、333，而中、小型壓縮機采用較高的轉(zhuǎn)速如 375、500、750等。 4 )氣體載荷及活塞桿凈載荷(綜合載荷) 氣體載荷是由于差壓作用于活塞上產(chǎn)生的力，而活塞桿綜合載荷是氣體載荷和慣性力的代數(shù)和。慣性力是由 于往

10、復(fù)質(zhì)量的加速度產(chǎn)生的力。十字頭銷的慣性力，是所有往復(fù)質(zhì)量的總和(活塞和活塞桿組件、十字頭組件與十 字頭銷）與其加速度之乘積 最大許用氣體載荷是制造商對壓縮機靜止部件（如機身、中體、氣缸及連接螺栓）所允許承受連續(xù)運轉(zhuǎn)的最 大的力；而最大許用活塞桿綜合載荷是制造廠對全部運動件（活塞、活塞桿、十字頭組件、連桿、曲軸和軸承）連 續(xù)運轉(zhuǎn)所允許承受的最大力。 實際計算的氣體載何在任何規(guī)定的工況下，考慮到可能出現(xiàn)的最低進口壓力及最高的出口壓力下，應(yīng)不超過 制造商規(guī)定的最大許用氣體載荷；同樣，實際計算的活塞桿綜合載荷也不應(yīng)超出最大許用活塞桿綜合載荷。 實際計算的氣體載荷最大值一般不等于實際計算的活塞桿綜合載荷

11、，并且最大值出現(xiàn)的相位角也不相同。 5 ） 反向角的概念及應(yīng)用 當(dāng)曲軸每轉(zhuǎn)一周（ 360）時，與活塞桿平行的綜合負(fù)荷分量將完全在十字頭銷和軸瓦之間反向作用，反向 作用持續(xù)時間所對應(yīng)的曲柄角度，稱為反向角。 維持一定的反向角是為了保證十字頭銷和軸瓦之間維持充分的潤滑。不同的制造商，不同的機型以及不同的 操作條件對反向角大小的要求不盡相同。 6 ） 尾桿的應(yīng)用 有些場合，在活塞的兩端均有活塞桿，通常稱蓋側(cè)的活塞桿為“尾桿“，尾桿在某些特定場所的應(yīng)用不要忽 視。尾桿的作用是降低活塞力，增大反向角，主要應(yīng)用在循環(huán)氫部分（壓比??；d/D 大）。 7 ） 排氣溫度 分為絕熱排汽溫度和預(yù)期排汽溫度兩種。 絕

12、熱排汽溫度是假設(shè)缸內(nèi)壓縮過程為絕熱過程時得到的排氣溫度。 而預(yù)期排氣溫度是實際壓縮過程的排汽溫 度。 預(yù)期的排汽溫度不同于絕熱排氣溫度，它取決于介質(zhì)組分、氣缸的輸入功率、壓縮比、氣缸尺寸、冷卻通道 表面積和冷卻液流速等因素。一般來說，有以下原則： ? 氫壓機單級的預(yù)期排氣溫度要高于絕熱排汽溫度； ? 無油（或少油）潤滑的氫壓機級的預(yù)期排汽溫度要高于有油潤滑的氫壓機； ? 對于大功率、大壓比、大尺寸氣缸，預(yù)期的排汽溫度與絕熱排汽溫度的溫差會稍大，而對于小功率、 小壓比、小尺寸氣缸，此溫差會小一些。 ? 合適的冷卻液流速及換熱面積會降低此溫差。 制造商應(yīng)在其數(shù)據(jù)表中明確給出每級的預(yù)期排汽溫度及絕熱

13、排汽溫度。API618中明文規(guī)定，對于富氫（分子 量W 12）的預(yù)期排氣溫度應(yīng)不超過135C，其他氣體如沒有特殊規(guī)定，預(yù)期排汽溫度應(yīng)不大于150C。 3.4.3 往復(fù)式氫壓機的結(jié)構(gòu)特點和材料 1 ） 綜述 往復(fù)式壓縮機由機身 （曲軸箱） 、曲軸、連桿、十字頭、中間連接體、氣缸、活塞、活塞桿、壓力填料、氣閥 及卸荷器等部件組成，如圖 341 所示。 在系統(tǒng)中還包括每級氣缸進出口的緩沖罐、級間冷卻器和分液罐以及機身潤滑油站、氣缸和填料的注油器等 部件。 在 API618 的附錄中對壓縮機主要零部件材料的選擇提供了一般的要求，具體選擇哪種材料還要結(jié)合制造 廠的標(biāo)準(zhǔn)以及用戶或設(shè)計單位的意見確定。 AP

14、I 618中又規(guī)定，如果材料暴露在含硫化氫（多見于循環(huán)氫混合氣體中）的介質(zhì)中，那么要執(zhí)行美國國家腐 蝕工程師協(xié)會NAC0MRO175準(zhǔn)，即與氣體接觸的碳鋼或低合金鋼類承壓零件，材料的屈服限不應(yīng)超過620MPa硬 度不得大于HRC22對于沉淀硬化不銹鋼和其他非奧氏體不銹鋼來說，屈服限可適當(dāng)增加到880MPa硬度不大于 HRC34但活塞桿表面、閥片和彈簧是例外，因為過低的硬度對這些零件是不合適的 2 ） 壓縮機的主要材質(zhì)與結(jié)構(gòu)特點 機身（圖 342）一般由高牌號的鑄鐵整體澆鑄而成。為了提高加工精度， 將其毛坯置于高精度的座標(biāo)鏜床中一次加工完成。國外設(shè)計的壓縮機機身在驅(qū)動端使用雙軸承結(jié)構(gòu)，為的是可

15、以承受單支承 （外側(cè)軸承 ）電機轉(zhuǎn)子作用在機身上的外力。 采用這種結(jié)構(gòu)的目的是為了減少曲軸與電機轉(zhuǎn)子連接偏差 （不同心度）所產(chǎn)生的不均衡力。 沈陽氣體壓縮機廠所生產(chǎn)的機身是以兩列為一基本單元拼裝起來的，四列就用二個兩列機身連接而成，因此 該廠沒有奇數(shù)列的機身，也沒有雙軸承的結(jié)構(gòu)，所以必須采用兩端支承的電機，對剛性連接的壓縮機來說，增加了 曲軸的受力和軸承的負(fù)載。反之，雙軸承結(jié)構(gòu)的機身采用兩端支承的電機也顯示不出優(yōu)點。 曲軸（圖 343）與電機大多采用剛性法蘭連接，大型壓縮機的曲軸采用高強度的合金鋼鍛造，小型的則采 用普通碳鋼鍛造。曲軸經(jīng)熱處理消除應(yīng)力，軸頸和曲拐部分經(jīng)過精密磨削與拋光。為了保證

16、質(zhì)量，加工后的曲軸要 經(jīng)過超聲和著色探傷檢查，以確保其內(nèi)部和表面無缺陷。在某些壓縮機的曲軸上加配重可以減少活塞作用在曲軸上 的不平衡力。 連桿采用模鍛制造，其材質(zhì)與曲軸大體相同，結(jié)構(gòu)斷面成工字型（圖34 5）。由于模鍛成本較高，在國 內(nèi)很少采用。 中小型壓縮機的十字頭一般采用灰鑄鐵鑄成，大型的采用鑄鋼或球墨鑄鐵 （ 圖 346）。十字頭滑動部分是可更換的鑄鐵滑履，其上復(fù)蓋了一層耐磨的巴氏合金。主軸承的軸瓦和連桿大頭 軸瓦一般采用鋼制成，表面敷設(shè)薄層巴氏合金，美國 DR 公司軸瓦則用鋁合金制成，其上敷設(shè)了一層很薄的巴氏 合金，這種稱之為薄壁瓦的軸承不但耐磨損并且可以承受很高的應(yīng)力，延長使用壽命。

17、連桿小頭軸瓦用加鉛青銅制 成。 主軸承、連桿和十字頭都有油孔相通，依靠機身潤滑系統(tǒng)提供壓力潤滑。 低壓氣缸一般由鑄鐵制成， 中壓氣缸用鑄鋼或球墨鑄鐵澆鑄，而高壓氣缸則采用碳鋼鍛造。鑄造氣缸的 氣體通道必須光潔無型砂等鑄造殘留物存在，否則在使用過程中，這些殘留物會進入氣缸中而損壞活塞、氣閥等部 件。 活塞有采用球墨鑄鐵或鋁合金的，高壓缸的活塞為鑄鋼或鍛鋼制成?；钊h(huán)和支承環(huán)均采用填充石墨的四氟 塑料做的。 活塞桿用高碳鋼或合金鋼的棒料加工而成，采用表面淬火、滲氮或噴涂硬質(zhì)合金等加工工藝使其表面硬度達(dá) 到HRC5（以上，螺紋采用滾壓加工以提高其使用壽命。此外，活塞桿的表面光潔度也要求很高。大中型壓

18、縮機的活 塞桿與活塞、十字頭采用液壓漲緊螺栓連接；小型的則用熱裝或普通螺栓連接。 進排氣閥是壓縮機重要部件之一，它們的好壞直接影響壓縮機的工作性能。在加氫壓縮機上有三種氣閥可供 選擇： 環(huán)狀閥、網(wǎng)狀閥和菌狀閥（圖 347）。目前大多數(shù)國內(nèi)氫壓機都選用上海賀爾碧格氣閥有限公司的 網(wǎng)狀閥，該公司的閥片和彈簧是由瑞士賀爾碧格公司進口的，性能和質(zhì)量是有保障的。國外引進的壓縮機也有選擇 賀爾碧格公司的產(chǎn)品。上海德萊賽蘭壓縮機有限公司則選用美國德萊賽蘭公司進口的菌狀閥或其他類型的氣閥。環(huán) 狀閥和網(wǎng)狀閥的閥片用不銹鋼制成，近來一種新型的塑料閥片替代了不銹鋼閥片，由于塑料閥片質(zhì)輕、強度大，耐 沖擊壽命長，密封

19、性能好。德萊賽蘭公司的菌狀閥芯也是用高強度的塑料制成，彈簧則用174P H的沉淀硬化不銹 鋼絲制作。 調(diào)節(jié)壓縮機流量的卸荷器 （圖 348）都是用電磁閥控制壓縮風(fēng)操縱的。 國內(nèi)壓縮機一般均為有風(fēng)卸載無風(fēng)加載的，國外壓縮機廠家考慮到壓縮機操作安全起見，一般都采用無風(fēng)卸載有風(fēng) 加載的。卸荷器常見塞式和指式兩種。指式用于環(huán)狀閥和網(wǎng)狀閥居多，塞式用于菌狀閥和作為余隙調(diào)節(jié)用。另外還 有一種孔隙式，一般用于大型氣缸上。國內(nèi)壓縮機制造商較少使用。 在氣缸和活塞桿之間安裝壓力填料的目的是為防止加壓的工藝氣從活塞桿處泄漏出去。 填料都是用填充石墨 的四氟塑料做的。填料的數(shù)量和類型由壓力和用途確定。 作為氫壓機，

20、機身與氣缸之間都必須采用雙室結(jié)構(gòu)的中間連接體，這是為了收集易燃、易爆氣體設(shè)汁的。為 了防止氫氣通過壓力填料泄漏到大氣中去或進入機身內(nèi)，在連接體的兩個腔室中要引入氮氣和放空、排凝等管線， 如果用戶沒有規(guī)定的話，制造廠的設(shè)計各不相同，我們推薦圖 349 所示的布置方式，這是因為所使用的氮氣量 最小，而隔離效果最好。 氣缸夾套和填料函的冷卻。根據(jù) API618的說明，進入氣缸冷卻夾套中的冷卻水溫度要高于吸氣溫度6C, 這是為了防止氣體中重組分和飽和水析出，尤其對循環(huán)氫壓縮機的正常操作會造成有害的影響。為此，要設(shè)立一套 閉式循環(huán)的軟化水系統(tǒng)。但是對補充氫壓縮機來說，輸送的是新鮮氫氣，氫氣的純度很高，達(dá)

21、到 99. 5%99. 8%,沒有凝液可以析出，似乎可以不要設(shè)立軟化水循環(huán)系統(tǒng)。不過我們建議還是設(shè)立一套獨立的閉 式軟化水循環(huán)系統(tǒng)為好，這是考慮到我國一般煉油廠的循環(huán)冷卻水質(zhì)很差，水在夾套中尤其在填料函的水腔中容易 結(jié)垢,造成冷卻質(zhì)量的下降,從而影響機組的正常運行。 3.4.4 往復(fù)機典型氣、水、油、系統(tǒng)介紹 1 ） 工藝氣路系統(tǒng) 往復(fù)式壓縮機的工藝流程如圖 3410及 3411 所示。壓縮機的流量調(diào)節(jié)依靠吸氣閥的卸荷器可進行 0、 50、100%或 0、25、50、75 和 100% （隨氣缸的配置而定 ）幾級調(diào)節(jié),也有采用卸荷器加調(diào)節(jié)余隙容積來滿足工藝操 作的要求。更進一步調(diào)節(jié)流量的措施是

22、從壓縮機末級出口通過調(diào)節(jié)閥控制冷卻后返回壓縮機 1 級入口緩沖罐。也有 采用逐級設(shè)置返回線來調(diào)節(jié)流量的方法。不過我們認(rèn)為從末級出口返回 1 級入口的方法操作更簡單,壓力更穩(wěn) 2 ）潤滑油系統(tǒng) 見圖 3 412。主油泵啟動時應(yīng)確保不要抽空， 設(shè)置灌泵線或其他措施。 另外油冷器中潤滑油壓應(yīng)大于冷卻 水水壓。 3 ）氣缸、填料冷卻水系統(tǒng)（軟化水系統(tǒng)） 見圖 3 413。應(yīng)設(shè)置溫控閥保證合適的水溫。水箱（或補償器）應(yīng)放置在二層平臺。 3.4.5 驅(qū)動機 1 ) 用途 發(fā)出足夠的功，啟動壓縮機至額定轉(zhuǎn)速，維持壓縮機正常運行 2 ) 要求 a) 啟動轉(zhuǎn)矩合適； b) 加速滿足要求； c) 避免過大的電流脈

23、動； d) 避免軸系扭轉(zhuǎn)橫向響應(yīng)及過大的轉(zhuǎn)速波動； e) 足夠的功率滿足所有的工況。 3) 選型 驅(qū)動機的選擇要綜合考慮能量的來源，全廠的熱平衡，余熱回收等因素。 目前，幾乎所有國內(nèi)煉廠的往復(fù)式壓縮機均由電機驅(qū)動。 4 ) 電機簡介 目前驅(qū)動往復(fù)式氫壓機的電機有鼠籠異步電動機和無刷勵磁同步電動機兩種。 異步電機簡單，堅固可靠，可以用來驅(qū)動各種型式的壓縮機。連接方式靈活可變，主要有皮帶輪、齒式、直 聯(lián)和法蘭式幾種，但是異步機的缺點主要是滯后功率因數(shù)和較高的電流起動沖量。而同步機較復(fù)雜，曾被認(rèn)為不太 可靠，但是無刷勵磁系統(tǒng)的出現(xiàn)改變了這一看法。它的連接方式有法蘭式、齒式、直聯(lián)等，同步機功率因數(shù)或超

24、前 電流沖量相對較低。 選擇原則，參見圖 3414。圖中只是表達(dá)了一般優(yōu)先原則，并未充分考慮到壓縮機型式以及連接方式等。 圖 3 414異步電機和同步電機典型的使用范圍 5 ) 電機轉(zhuǎn)矩 這主要取決于壓縮機型式，卸 不僅要考慮 100或滿負(fù)荷下的轉(zhuǎn)矩特性，還要考慮起動情況下的轉(zhuǎn)矩要求 載方式以及WK2的大小等，另外還有電機制造商對起動時間的限制。 以下介紹幾個關(guān)鍵的轉(zhuǎn)矩： 對異步機有起動轉(zhuǎn)矩（或稱堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩），是正常電壓頻率下轉(zhuǎn)速為零時的轉(zhuǎn)矩；制動轉(zhuǎn)矩，是異步電機轉(zhuǎn) 速急劇下降時的轉(zhuǎn)矩。 而對于同步電機來說，則有起動轉(zhuǎn)矩，是正常電壓頻率下轉(zhuǎn)速為零時的轉(zhuǎn)矩；牽入轉(zhuǎn)矩，是克服阻力矩， 加速到接近同步

25、轉(zhuǎn)速時的轉(zhuǎn)矩；還有失步轉(zhuǎn)矩 , 則同步電機轉(zhuǎn)速急劇下降時的轉(zhuǎn)矩。 3.4.6 往復(fù)式壓縮機的工藝配管要求 往復(fù)壓縮機的工藝配管也是必須予以高度重視的一個問題。眾所周知，由于往復(fù)式壓縮機的特性決定氣體在 管路中的流動是脈動的。如果管路設(shè)計不當(dāng)或者壓縮機進出口緩沖罐過小都會造成管路振動和增加噪音。在API 618 中，對進出口緩沖罐的大小和管路中氣體壓力的脈動不均勻度都作出了明確的規(guī)定，而且按照規(guī)定，工藝管線 必須經(jīng)過聲學(xué)模擬分析和機械應(yīng)力分析。確保管路中氣體壓力的脈動不均勻度低于標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定（必要時可在管路中 設(shè)置孔板）。作為氫壓機，我們建議壓力脈動的不均勻度在24%以下為好。氣體的脈動頻率、管路

26、的自振頻率和 壓縮機的激振頻率必須相互錯開。機器管道許用雙振幅應(yīng)控制在180卩m以下，國外各壓縮機制造廠都有計算機程 序?qū)嚎s機管路進行上述分析。國內(nèi)也已開展了這方面的研究，但尚有差距。 3.4.7 對基礎(chǔ)的要求 1 ) 往復(fù)壓縮機中的力和力矩 由于活塞以及其他部件的交替運動，產(chǎn)生了方向和大小在周期性變化的激振力(慣性力)，這些力和靜載荷 一樣在設(shè)計基礎(chǔ)時應(yīng)充分考慮。 2 ) 典型基礎(chǔ)型式 根據(jù)激振力及其產(chǎn)生的力矩平衡情況，往復(fù)壓縮機可以放置在鋼結(jié)構(gòu)平臺上、樓板上或混凝土上。中、大型 壓縮機通常采用大塊式(或墻式)混凝土結(jié)構(gòu)。 3 ) 主要指標(biāo)介紹 機器各處的振動速度根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)盡量控制在4

27、7mm s,而基礎(chǔ)頂面的振動速度控制小于6.3mm/s。 3.4.8 往復(fù)式壓縮機的熱力計算介紹 1 ) 級的確定 原則上是單級排汽溫度不要太高，絕熱溫度控制在130C以下。 2) 排汽溫度的計算 式中： Tsj,Tdj 入口溫度（ K）,出口溫度（K） 3 ） 軸功率的計算 介紹一種簡便方法 式中： Vn標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)流量（NmAhr） n is的查取見表 3 4 1, Zs及Zd的查取見表3 4 2。 表 3 4 1 等溫軸效率 n is 的查取 項目 軸功率 kW 500 1500 2500 3500 0.740.760. 入口壓力 絕 /MPa 4.0 0.70 0.72 78 7.0 0.

28、66 0.68 12.0 0.64 0.66 17.0 0.62 0.64 0.70 0.68 0.66 表 3-4-2 進、 出口狀態(tài)下的壓縮因子選取 項目 壓縮因子Z（Zs及Zd） 壓力（絕）/MPa 1.0 3.0 1.01 4.0 1.02 6.0 1.03 8.0 1.04 10.01.05 12.0 1.06 14.0 1.07 16.0 1.09 18.0 1.10 20.0 1.12 4) 電機功率的選取 選取電機功率時應(yīng)注意一個問題，電機功率至少為所有工況下壓縮機所需軸功率的 1.1 倍，與安全閥定壓下 的軸功率之間的較大值。 一般循環(huán)氫壓縮機、單級壓縮，壓比較小，安全閥定壓

29、下的軸功率大于最大軸功率的 1.1 倍。所以選擇電機 時應(yīng)特別注意。 3.4.9 控制系統(tǒng)簡介 1 ）主要組成 一般由就地管線或設(shè)備安裝儀表，就地儀表板（盤）上儀表，控制柜及顯示器組成。 2）主要監(jiān)測點介紹 壓力：每級進出口壓力、潤滑油壓、軟化水壓、油過濾器差壓 溫度：每級進出口溫度、潤滑油溫、軟化水水溫、填料盒溫度、軸承溫度、電機定子線圈溫度 流量：返回線流量、出口流量 閥位：返回線控制閥閥位 狀態(tài)：電器設(shè)備、盤車器、剎車器 3）報警聯(lián)鎖一覽 表 3 41 往復(fù)壓縮機主要報警、聯(lián)鎖一覽表 項目 報警 聯(lián)鎖 備注 每級進口壓力 低 每級出口壓力 高 供油壓力 低 軟化水供水壓力 低 每級出口溫

30、度 高 油溫 高 水溫 低 填料函溫度 高 軸承溫度 高 定子線圈溫度 高 油箱油位 低 水箱水位 低 分液罐液位 高 電機漏水檢測 高 盤車器位置 未脫開 低低 低起輔泵、開車條件 咼咼 咼咼 開車條件 剎車器位置 未脫開 開車條件 循環(huán)閥位 未全開 開車條件 卸荷閥位（電磁閥） 未卸荷 開車條件 4）控制回路 只有壓縮機出口壓力或入口壓力控制回路。 5）PLC控制系統(tǒng)的配置 有三種情況。第一種往復(fù)壓縮機廠商成套配置，每臺壓縮機配一套PLC及 CRT或一個位號的兩臺壓縮機配一套冗余 的PLC及一臺CRT第二種隨離心壓縮機廠商配置，配 PLC系統(tǒng)或ESD系統(tǒng)；第三種隨裝置或全廠配置，配 ESD

31、系 統(tǒng)或其他相同的系統(tǒng)。 3.6 組合式機組介紹 3.6.1 定義 新氫和循環(huán)氫用同一臺往復(fù)機的不同氣缸來壓縮，同一臺電機驅(qū)動，操作相互獨立，控制互不影響，這樣的壓縮機 組稱為新氫循環(huán)氫聯(lián)合機組，俗稱二合一機組。 3.6.2 應(yīng)用范圍 主要用在汽柴油加氫裝置，潤滑油加氫裝置。如有以下情況，建議考慮使用二合一機組； 1）新氫部分為 2到 3級壓縮 2）循環(huán)氫流量較小 3）蒸汽條件不好 4）廠房空間緊張 3.6.3 主要特點 與分開機組（往復(fù)式新氫機和離心式循環(huán)氫機）相比具有以下特點： 1）新氫和循環(huán)氫均有 100備用 2）占地小 3）投資較低 4）效率高，能耗低 5）備件簡單，操作維護方便 6）

32、對機組的性能要求高 3.7 選型實例分析 3.7.1新氫及循環(huán)氫部分工藝參數(shù)見下表： 項目新氫部分 循環(huán)氫部分 組分（分子量） 2.113 5.887 進口壓力（MPaA 0.7 0.7 出口壓力（MPaA 13.4 13.4 進口溫度（C） 40 40 流量（Nm3/h） 20500 20500 3.7.2 新氫部分計算 1 ）級的確定 總壓比 50 2.86 10.4 12.9 120700 如選3級，單級壓比（不行，排汽溫度超標(biāo)） 選4級，單級壓比 故采用4級壓縮。 2）各級排氣溫度 C 3）軸功率確定 =2740kW 4）電機功率計算 2740Xl.1=3014kW（ 3200kW）

33、5）機型的選擇 四列、四級、四缸 噸位為50噸或80噸（4M50或4M80 3.8 國內(nèi)外的主要壓縮機制造商介紹 3.8.1 往復(fù)式壓縮機 （ 1）沈陽氣體壓縮機廠中國 該廠是我國最早生產(chǎn)工藝用往復(fù)壓縮機的專業(yè)生產(chǎn)廠家。曾從德國Borsig GmbH公司引進往復(fù)式壓縮機的生產(chǎn)技術(shù), 為我國石化行業(yè)提供了大量的往復(fù)式壓縮機，其中不少為加氫壓縮機。但與國外所產(chǎn)的壓縮機相比較，在加工精度 和配套上仍有一定差距需要進一步改進。不過，可喜的是，目前沈氣廠無論是從生產(chǎn)管理，還是質(zhì)量控制上均已上 一新臺階。我們建議在氣閥、填料和活塞環(huán)等易損件的選擇上盡量采用上海賀爾碧格（ Hoerbiger ）公司的產(chǎn)品，

34、 可延長壓縮機的使用壽命。 （2）上海德萊賽蘭壓縮機有限公司中國 顧名思義，該公司為一合資企業(yè)，其前身為上海壓縮機廠，是專門生產(chǎn)石化行業(yè)用的各類往復(fù)式壓縮機，尤其是化 肥廠的氮氫壓縮機。合資后依托美國德萊賽蘭的資金與技術(shù)生產(chǎn)了多臺加氫壓縮機，最大活塞力達(dá) 80噸。 該公司在主機供貨上接近德萊賽蘭產(chǎn)品，但在輔機與系統(tǒng)配套方面與國外相比尚有差距。 （3）無錫壓縮機制造公司中國 這是一個集團公司，專門生產(chǎn)中小型的工藝用往復(fù)式壓縮機，為我國石化行業(yè)提供過許多加氫壓縮機。產(chǎn)品質(zhì)量得 到廣大用戶贊譽。 （ 4）江陰壓縮機廠中國 該廠原是無錫壓縮機制造公司的一個分廠，現(xiàn)已基本脫離，自主經(jīng)營，在國內(nèi)石化小型壓

35、縮機（ 10 噸以下）占有較 好的市場份額，并且產(chǎn)品質(zhì)量得到普遍認(rèn)可，有些甚至可與同類型國外機組相媲美。 （ 5） Dresser-Rand Company 美國 這是一家規(guī)模較大的壓縮機制造廠商。生產(chǎn)往復(fù)式壓縮機的工廠在美國紐約州的Painted post ，工廠建筑面積 9 萬多平方米。生產(chǎn)的工藝壓縮機最大活塞力達(dá) 80 噸，為我國齊魯石化、盤錦煉油廠等企業(yè)提供過加氫壓縮機產(chǎn)品。 （ 6） Peter Brotherhood Ltd 英國 PBL是一家歷史悠久，中等規(guī)模的壓縮機制造商。往復(fù)式壓縮機的工廠位于英國倫敦附近，壓縮機的品種規(guī)格比較 齊全，最小活塞力達(dá) 11噸，最大達(dá)到 80 噸。

36、雖然進入中國市場不久，但其氫壓機已在石化領(lǐng)域得到不少應(yīng)用。值 得一提的是，PBL的新氫循環(huán)氫組合壓縮機組（俗稱二合一機組）在國內(nèi)市場可謂獨樹一幟，而且在國內(nèi)成套方面是有豐富的經(jīng)驗。已為大連石化、蘭州石化、燕化和長嶺煉油廠提供過這類聯(lián)合機組。 （ 7） Nuovo Pignone 意大利 這是一家規(guī)模很大的壓縮機制造公司，生產(chǎn)往復(fù)式壓縮機，也生產(chǎn)離心式壓縮機。在我國石化行業(yè)中有許多壓縮機 是該公司生產(chǎn)的，其中包括許多大型往復(fù)式高壓加氫壓縮機。 （ 8） Sulzer 瑞士 這也是一家很大的壓縮機公司，在我國的石化行業(yè)中有業(yè)績。 （ 9） Thomasson 荷蘭 該公司生產(chǎn)的加氫壓縮機在燕山、大

37、連西太平洋和荊門等石化企業(yè)中都有應(yīng)用。 （ 10）Thome-Crepelle法國 業(yè)績不詳。 （ 11）Neuman & Esser德國 曾為我國提供過中小型的加氫壓縮機。 12) Kobe Steel Ltd （神戶制鋼所） 日本 這也是一家生產(chǎn)各種類型壓縮機的制造廠商，在我國有業(yè)績 （ 13）Mitsubishi Heavy lndustres Ltd.（三菱重工業(yè)株式會社） 日本 同上。 4、氣體壓縮機潤滑系統(tǒng)的使用及維護 氣體壓縮機中最常見的故障是活塞與活塞環(huán)、轉(zhuǎn)子部件、滑動支承處的異常磨損和膠合，十字頭滑塊的咬合， 及異常發(fā)熱等。這些故障都直接或間接地與潤滑系統(tǒng)和潤滑裝置的使用維護

38、不當(dāng)有關(guān)。作為使用維護人員除了應(yīng)學(xué) 習(xí)掌握有關(guān)的潤滑系統(tǒng)及其裝置的組成原理、 性能結(jié)構(gòu)、使用要求等一般知識外， 還應(yīng)在實踐中不斷總結(jié)積累經(jīng)驗， 加強日常使用維護工作，以保證壓縮機及其潤滑系統(tǒng)經(jīng)常保持良好的運行狀態(tài)。在日常點檢和定期維修中應(yīng)注意以 下各點： （1）注意保持潤滑油液的清潔：臟油或變質(zhì)的潤滑油會引起加速零件磨損的惡性循環(huán)，對強制循環(huán)式的潤滑 系統(tǒng)應(yīng)注意及時更換和清洗發(fā)生堵塞的濾油器中的濾芯；應(yīng)避免油箱或油池中的油液暴露在空氣中，以防止灰塵和 污物等混入油中，對無壓的油箱和油池一般可采用空氣濾清器使其與大氣溝通；中、大修時應(yīng)從油中取樣化驗其成 分，如達(dá)到或超過換油指標(biāo)，應(yīng)全部或部分更換

39、和補充新油。通常每 3 個月至半年（或工作 2000-4000 小時）可更 換一次新油。 往復(fù)式 壓縮機 的主要結(jié)構(gòu)及主要部件 往復(fù)式 壓縮機 系統(tǒng)由主機、驅(qū)動電機、附屬設(shè)備及潤滑系統(tǒng)組成。而主機則由氣缸、活塞、氣閥、主軸、連桿十字 頭及機身等部件組成。下面介紹主機的主要部件。 （1）氣缸 氣缸是壓縮機 主要零部件中最復(fù)雜的一個，是構(gòu)成 壓縮機內(nèi)壓縮容積的基本部分。氣缸上裝有進氣閥 和排氣閥，在穿過活塞桿氣缸蓋上，裝有阻止氣體泄漏的填料含。為了減少活塞與氣缸的摩損，并導(dǎo)出摩擦產(chǎn)生的 熱量，在氣缸上設(shè)置潤滑油接管。 氣缸主要由缸座、缸體、缸蓋三部分組成，低壓級多為鑄鐵氣缸，設(shè)有冷卻水夾層；高壓級氣缸采用鋼件鍛制，由 缸體兩側(cè)中空蓋板及缸體上的孔