壓縮機(jī)組系統(tǒng)

1、離心壓縮機(jī)組系統(tǒng)離心壓縮機(jī)組目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用在煉油化工行業(yè)當(dāng)中，并對(duì)整個(gè)生產(chǎn)運(yùn)行起著非常重要的作用。壓縮機(jī)的驅(qū)動(dòng)方式一般分為電機(jī)驅(qū)動(dòng)和汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)兩種，化工行業(yè)中采用汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)占大多數(shù)，因此在這里主要介紹汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)的壓縮機(jī)組。壓縮機(jī)組包括主要設(shè)備和輔助系統(tǒng)，主要設(shè)備為壓縮機(jī)和汽輪機(jī)，而輔助系統(tǒng)包括油路系統(tǒng)、凝汽系統(tǒng)、軸端密封系統(tǒng)、防喘振系統(tǒng)、監(jiān)測(cè)及自保系統(tǒng)等。一、主要設(shè)備1.1離心壓縮機(jī)1.1.1工作原理透平帶動(dòng)壓縮機(jī)主軸葉輪高速轉(zhuǎn)動(dòng)，在離心力作用下，氣體被甩到工作輪后面的擴(kuò)壓器中去。而在工作輪中間形成稀薄地帶，前面的氣體從工作輪中間的進(jìn)氣部份進(jìn)入葉輪，由于工作輪不斷旋轉(zhuǎn)，氣體能連續(xù)不斷地

2、被甩出去，從而保持了氣壓機(jī)中氣體的連續(xù)流動(dòng)。氣體因離心作用增加了壓力，還可以很大的速度離開工作輪，氣體經(jīng)擴(kuò)壓器逐漸降低了速度，動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓能，進(jìn)一步增加了壓力。如果一個(gè)工作葉輪得到的壓力還不夠，可通過使多級(jí)葉輪串聯(lián)起來工作的辦法來達(dá)到對(duì)出口壓力的要求。級(jí)間的串聯(lián)通過彎通，回流器來實(shí)現(xiàn)。有的壓縮機(jī)，氣體從氣缸中間排出，到缸外進(jìn)行冷卻后，再回到氣缸內(nèi)繼續(xù)進(jìn)行壓縮，這樣中間排出又返回的稱為二段壓縮，有的壓縮機(jī)一個(gè)缸體中可以包含好幾個(gè)段。1.1.2性能特點(diǎn)（1）離心式壓縮機(jī)的氣量大，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，重量輕，機(jī)組尺寸小，占地面積小。 （2）運(yùn)轉(zhuǎn)平衡，操作可靠，運(yùn)轉(zhuǎn)率高，摩擦件少，因之備件需用量少，維護(hù)費(fèi)

3、用及人員少。 （3）在化工流程中，離心式壓縮機(jī)對(duì)化工介質(zhì)可以做到絕對(duì)無油的壓縮過程。 （4）離心式壓縮機(jī)為一種回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的機(jī)器，它適宜于工業(yè)汽輪機(jī)或燃汽輪機(jī)直接拖動(dòng)。對(duì)一般大型化工廠，常用副產(chǎn)蒸汽驅(qū)動(dòng)工業(yè)汽輪機(jī)作動(dòng)力，為熱能綜合利用提供了可能。但是，離心式壓縮機(jī)也還存在一些缺點(diǎn)。 （1）離心式壓縮機(jī)目前還不適用于氣量太小及壓比過高的場(chǎng)合。 （2）離心式壓縮機(jī)的穩(wěn)定工況區(qū)較窄，其氣量調(diào)節(jié)雖較方便，但經(jīng)濟(jì)性較差。 （3）目前離心式壓縮機(jī)效率一般比活塞式壓縮機(jī)低。1.1.3組成結(jié)構(gòu)離心式壓縮機(jī)由轉(zhuǎn)子部分和定子部分組成。1.1.3.1轉(zhuǎn)子部分轉(zhuǎn)子是壓縮機(jī)的關(guān)鍵部件，稱為做功部件，它高速旋轉(zhuǎn)，通過旋轉(zhuǎn)對(duì)氣

4、體做功，使氣體獲得壓力能和速度能。轉(zhuǎn)子主要由主軸、葉輪、平衡盤、推力盤、定距套、軸承、聯(lián)軸器等零件組成。（1）主軸主軸的作用是支承旋轉(zhuǎn)零件并傳遞扭矩。轉(zhuǎn)子上的各零部件紅套在主軸上，隨主軸高速旋轉(zhuǎn)。（2）葉輪葉輪是離心壓縮機(jī)中唯一對(duì)氣流做功的元件。其主要由輪盤、輪蓋和葉片等組成。氣體在葉輪葉片的作用下隨葉輪高速旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生離心力。氣體受旋轉(zhuǎn)離心力的作用，以及在葉輪里的擴(kuò)壓流動(dòng)，使氣體壓力得到提高。（3）平衡盤平衡盤是壓縮機(jī)安置在高壓端（末級(jí)葉輪后面）的圓盤，兩側(cè)氣體壓差產(chǎn)生的軸向推力通過它來抵消大部分轉(zhuǎn)子軸向力。平衡盤的外緣與氣缸間設(shè)有迷宮密封，使平衡盤兩側(cè)保持壓力差，一側(cè)受到末級(jí)葉輪出口氣體壓力

5、（高壓）的作用，另一側(cè)與進(jìn)氣室連通，氣體壓力接近進(jìn)氣壓力（低壓）。為了避免工作時(shí)轉(zhuǎn)子來回竄動(dòng)，它只平衡大部分軸向力，剩余軸向力由止推軸承承受。（4）推力盤推力盤是將剩余的軸向力傳遞給推力軸承的圓盤?？蓛A瓦推力軸承的推力瓦塊安裝與推力盤左右兩側(cè)，形成主推力側(cè)和副推力側(cè)，以便承載壓縮機(jī)開機(jī)或正常運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的軸向力。（5）定距套定距套是將各轉(zhuǎn)子零部件在主軸上定位的元件。（6）聯(lián)軸器聯(lián)軸器是用于將壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子與驅(qū)動(dòng)源透平轉(zhuǎn)子相連接的零件。由于離心壓縮機(jī)具有高速回轉(zhuǎn)、大功率以及運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)難免有一定振動(dòng)的特點(diǎn)，所用的聯(lián)軸器既要能夠傳遞大扭矩，又要允許徑向及軸向有少許位移，聯(lián)軸器分齒型聯(lián)軸器、膜片聯(lián)軸器和盤膜聯(lián)軸

6、器等，目前常用的是膜片式聯(lián)軸器，該聯(lián)軸器具有無油潤(rùn)滑、無磨損、熱補(bǔ)償性好、自動(dòng)對(duì)中性好等特點(diǎn)。1.1.3.2定子部分定子部分主要由氣缸、隔板、密封（級(jí)間密封和軸密封）、進(jìn)氣室、蝸殼和軸承等組成。其中隔板由擴(kuò)壓器、彎道及回流器等組成。（1）氣缸氣缸是壓縮機(jī)的殼體，又稱機(jī)殼。由殼身和進(jìn)、排氣室構(gòu)成，氣缸上，裝有隔板、密封體、軸承體等零部件。離心式壓縮機(jī)的殼體結(jié)構(gòu)主要有水平剖分型和垂直剖分型兩種。水平剖分型的殼體分為上、下兩半，是用途最廣泛的一種結(jié)構(gòu)形式；垂直剖分型也稱筒型，殼體是圓柱形的整體，兩端采用封頭。氣體壓力比較低的多采用水平剖分型氣缸，氣體壓力較高或易泄漏的，要采用筒型缸體。（2）隔板是形

7、成固定元件的氣體通道，根據(jù)隔板在壓縮機(jī)中所處的位置，隔板有4種類型：進(jìn)氣隔板、中間隔板、段間隔板和排氣隔板。進(jìn)氣隔板和氣缸形成進(jìn)氣室，將氣體導(dǎo)流到第一級(jí)葉輪入口。中間隔板作用一是形成擴(kuò)壓器，二是形成彎道（與氣缸一起）和回流器。段間隔板是為了分隔兩段的排氣口或進(jìn)氣口。排氣隔板除了與末級(jí)葉輪前隔板形成擴(kuò)壓器外，還要與氣缸形成排氣室（蝸殼）。（3）擴(kuò)壓器氣體從葉輪流出時(shí)仍具有較高的流動(dòng)速度，為了充分利用這部分速度能，在葉輪出口處設(shè)置了流通面積逐漸擴(kuò)大的固定元件即為擴(kuò)壓器，以提高氣體的壓力。（4）彎道和回流器彎道和回流器的作用是把從擴(kuò)壓器出來的氣體引導(dǎo)到下一級(jí)葉輪，在擴(kuò)壓器后設(shè)置了引導(dǎo)氣流拐彎的彎道。

8、（5）密封離心壓縮機(jī)密封分內(nèi)密封和外密封兩種。內(nèi)密封是指級(jí)間密封，主要采用的是迷宮密封，防止氣體在級(jí)間倒流，安裝在各級(jí)葉輪進(jìn)口與隔板軸孔處；外密封為軸端密封，主要采用干氣密封，防止壓縮氣體外漏和潤(rùn)滑油竄入氣缸。（6）進(jìn)氣室進(jìn)氣室是把需要壓縮的氣體，以及通過進(jìn)氣管道或中間冷卻器的出口，均勻地引入工作葉輪中。壓縮機(jī)的每段第一級(jí)進(jìn)口都需設(shè)置進(jìn)氣室。（7）蝸殼蝸殼的主要作用是把擴(kuò)壓器后面或葉輪后面流出的氣體匯集起來并引出壓縮機(jī)，進(jìn)入氣體管道或進(jìn)入冷卻器冷卻。同時(shí)，也可以對(duì)氣流起到一定的降速擴(kuò)壓作用。（8）軸承離心式壓縮機(jī)中的軸承分為徑向軸承和推力軸承兩類。徑向軸承的作用是承受轉(zhuǎn)子重量和由于振動(dòng)等原因引

9、起的附加徑向載荷，保證轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)中心和氣缸中心一致，并使其在一定轉(zhuǎn)速下正常旋轉(zhuǎn)；止推軸承的作用是承受轉(zhuǎn)子的剩余軸向力，限制轉(zhuǎn)子的軸向竄動(dòng)，保持轉(zhuǎn)子在氣缸中的軸向位置，它通常安裝在轉(zhuǎn)子的低壓端。1.2汽輪機(jī)1.2.1工作原理汽輪機(jī)也稱透平，是利用水蒸氣的熱能來作功的旋轉(zhuǎn)式熱能動(dòng)力機(jī)械。從過熱器出來的高溫高壓過熱蒸汽，流經(jīng)汽輪機(jī)后，蒸汽在噴嘴中和動(dòng)葉片中不斷膨脹將熱能轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)能，進(jìn)而在動(dòng)葉中又將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械功，由汽輪機(jī)的軸端輸出，用于驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)。1.2.2性能特點(diǎn)（1）使用領(lǐng)域?qū)拸V，易實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，具有較大的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)范圍。（2）轉(zhuǎn)速高，變轉(zhuǎn)速范圍大，轉(zhuǎn)速范圍可達(dá)300016000r/min，可用來

10、直接驅(qū)動(dòng)工作機(jī)械。（3）適用于各種工作環(huán)境，滿足防塵、防爆和防腐蝕等特殊要求，無易燃、易爆危險(xiǎn)。（4）根據(jù)用戶要求，不同的轉(zhuǎn)速、功率、進(jìn)、抽和排氣壓力、溫度計(jì)流量等技術(shù)參數(shù)，可選擇不同的機(jī)組布置方式。（5）蒸汽來源穩(wěn)定、操作可靠、運(yùn)行安全平穩(wěn)、效率高，并能利用工廠余熱。1.2.3組成結(jié)構(gòu)汽輪機(jī)分為靜止部分和轉(zhuǎn)動(dòng)部分。1.2.3.1靜止部分汽輪機(jī)靜止部分主要包括汽缸、噴嘴、導(dǎo)葉持環(huán)（或隔板）、汽封、軸承、滑銷系統(tǒng)、主汽閥、調(diào)節(jié)汽閥等。（1）汽缸汽缸是汽輪機(jī)通流部分的包容體，用來支撐汽輪機(jī)的隔板、導(dǎo)葉持環(huán)、調(diào)節(jié)汽閥等部件。其另一個(gè)作用是把通流部分與大氣隔開，形成密閉的汽室，保證蒸汽在汽輪機(jī)內(nèi)完成能

11、量轉(zhuǎn)換過程。一般汽缸分為上汽缸和下汽缸兩部分，水平中分面法蘭用螺栓連接，汽缸體是通過貓爪支撐在機(jī)座上。（2）噴嘴汽輪機(jī)的噴嘴又叫靜葉片，是將蒸汽的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)楦咚倨鞯膭?dòng)能，并使汽流以一定的方向從噴嘴噴出，進(jìn)入動(dòng)葉片，推動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)作功。在汽輪機(jī)第一級(jí)噴嘴直接安裝在汽缸的噴嘴室上，并多個(gè)噴嘴組合在一起，構(gòu)成一個(gè)扇形噴嘴弧段的噴嘴組，又稱調(diào)節(jié)級(jí)噴嘴。噴嘴組受到調(diào)節(jié)汽閥的控制，每個(gè)調(diào)節(jié)汽閥閥口對(duì)應(yīng)一組噴嘴組，用來調(diào)節(jié)汽輪機(jī)的進(jìn)汽量。而第一級(jí)以后的噴嘴通常安裝在隔板上。（3）導(dǎo)葉持環(huán)和隔板導(dǎo)葉持環(huán)也稱內(nèi)缸，是用來安裝靜葉片、汽封等部件，其內(nèi)部的鉤型槽用于安裝導(dǎo)葉（靜葉），導(dǎo)葉與轉(zhuǎn)子動(dòng)葉片構(gòu)成汽輪機(jī)的級(jí)。

12、隔板是汽輪機(jī)各級(jí)之間的間壁，用以固定靜葉片和阻止級(jí)間漏汽，并將汽輪機(jī)通流部分分隔成若干個(gè)級(jí)。隔板分為上、下兩半隔板，在上、下隔板的接合面處，配有密封鍵，在裝配時(shí)起定位和密封的作用。（4）汽封為了防止汽輪機(jī)動(dòng)、靜部分發(fā)生碰磨和減少蒸汽泄漏，提高汽輪機(jī)的經(jīng)濟(jì)性能，在汽輪機(jī)的軸端、級(jí)間、段間、圍帶及平衡活塞處設(shè)有汽封。根據(jù)汽封在汽輪機(jī)中所處的工作部位不同可分為：軸端汽封、隔板汽封和葉片汽封。一般汽輪機(jī)采用梳齒迷宮式汽封。（5）軸承汽輪機(jī)的軸承與壓縮機(jī)的軸承結(jié)構(gòu)及作用一樣，同樣分為徑向軸承和推力軸承，用于支撐轉(zhuǎn)子和承受軸向力。（6）滑銷系統(tǒng)汽輪機(jī)在啟動(dòng)、停機(jī)和運(yùn)行時(shí)，汽缸的溫度變化很大，因而汽缸要發(fā)生

13、相應(yīng)的熱脹冷縮。為保證汽缸受熱時(shí)能沿著給定的方向自由的膨脹，并保持汽缸中心與轉(zhuǎn)子中心相一致，所以在汽缸、軸承座和支座間均設(shè)有滑銷系統(tǒng)。根據(jù)滑銷系統(tǒng)的布置，一般將汽輪機(jī)的“死點(diǎn)”設(shè)置在低壓排汽缸排汽口的中心線或其附近，當(dāng)汽輪機(jī)受熱膨脹時(shí)排汽端懸掛的冷凝器位置則不發(fā)生移動(dòng)。汽輪機(jī)在受熱膨脹時(shí)，汽缸軸向由“死點(diǎn)”沿軸向向前端膨脹，將前軸承座推向前端，而推力軸承所在的位置是轉(zhuǎn)子相對(duì)汽缸的相對(duì)膨脹“死點(diǎn)”，轉(zhuǎn)子在受熱膨脹時(shí)以推力軸承為相對(duì)死點(diǎn)向排汽端的方向膨脹。（7）主汽閥主汽閥也稱速關(guān)閥，使蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)并能迅速關(guān)閉的閥門，是主蒸汽管道與汽輪機(jī)之間的主切斷閥，裝在調(diào)節(jié)汽閥之前。在汽輪機(jī)啟動(dòng)和運(yùn)行中主汽

14、閥處于全開狀態(tài)，當(dāng)機(jī)組出現(xiàn)緊急狀態(tài)時(shí)能迅速切斷汽輪機(jī)的進(jìn)汽，使機(jī)組迅速停機(jī)。主汽閥一般有手動(dòng)和自動(dòng)兩種。手動(dòng)主汽閥上設(shè)有手輪，可手動(dòng)開啟或關(guān)閉主汽閥，這種主汽閥具有一定的調(diào)節(jié)作用，在開機(jī)沖轉(zhuǎn)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速低于調(diào)速器控制轉(zhuǎn)速時(shí)，可用主汽閥進(jìn)行節(jié)流調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，當(dāng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到調(diào)速器控制范圍后，則由調(diào)速器控制調(diào)節(jié)汽閥的開度來調(diào)節(jié)進(jìn)汽量。汽輪機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，主汽閥處于全開位置，是靠控制油克服閥內(nèi)彈簧力而保持全開狀態(tài)，在控制油壓失壓時(shí)，可迅速關(guān)閉主汽閥切斷汽源。（8）調(diào)節(jié)汽閥調(diào)節(jié)汽閥是用以調(diào)節(jié)進(jìn)入汽輪機(jī)的蒸汽量，使其與汽輪機(jī)負(fù)荷相適應(yīng)。調(diào)節(jié)汽閥主要由調(diào)節(jié)閥、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和油動(dòng)機(jī)三部分組成。當(dāng)調(diào)節(jié)汽輪機(jī)的蒸汽進(jìn)量時(shí)，

15、通過控制油使錯(cuò)油門和油動(dòng)機(jī)動(dòng)作，并帶動(dòng)杠桿和閥桿升降提板，改變閥口的打開數(shù)量及其開度，控制汽輪機(jī)的進(jìn)汽量。1.2.3.2轉(zhuǎn)動(dòng)部分汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)部分總稱為轉(zhuǎn)子。汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子是所有轉(zhuǎn)動(dòng)部件的組合體，主要由主軸、葉輪或轉(zhuǎn)鼓、動(dòng)葉片、平衡活塞、止推盤、危機(jī)保安器、盤車器、聯(lián)軸器等部件組成。（1）轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)型式汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子一般采用鼓式轉(zhuǎn)子，整個(gè)轉(zhuǎn)子由前段、中間部分和后段三大部分組成。前段包括危急遮斷器、軸向位移遮斷凸肩、推力盤、前軸頸、前汽封段及平衡活塞。中間部分是葉片段，包括調(diào)節(jié)級(jí)葉輪和轉(zhuǎn)鼓段（反動(dòng)級(jí)葉片）。后段包括后端汽封、后軸頸、盤車棘輪、聯(lián)軸器及后平衡面。鼓式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，彎曲剛性大，由于反動(dòng)式汽輪機(jī)

16、的軸向推力較大，所以鼓式轉(zhuǎn)子一般都帶有平衡活塞，用來平衡軸向力。（2）葉輪裝有動(dòng)葉片的輪盤成為葉輪，由輪緣、輪轂和輪體三部分組成。輪緣中開有周向的葉根槽或周向的葉根槽，其形狀取決于也根的型式。輪轂是葉輪與轉(zhuǎn)子的連接部分，為了減少內(nèi)孔的應(yīng)力而加厚，其內(nèi)表面通常開有鍵槽。輪轂的形狀都是等厚的，套裝在葉輪輪轂內(nèi)孔的應(yīng)力很大，所以厚度較厚，以減少內(nèi)孔處的應(yīng)力。輪體是輪緣與輪轂連成一體的中間部分，高、中壓級(jí)葉輪的輪體上通常開有平衡孔。（3）動(dòng)葉片固定在汽輪機(jī)輪盤或轉(zhuǎn)子上的葉片稱為動(dòng)葉片，也稱工作葉片。動(dòng)葉片主要由葉根、葉型和葉頂?shù)糠纸M成。葉根是將葉片固定在葉輪或轉(zhuǎn)鼓上的連接部分。葉頂部分是指葉頂處將葉

17、片連接成組的圍帶和在葉型部分將葉片連接成組的拉筋。汽輪機(jī)高壓段的動(dòng)葉片一般都裝有圍帶，低壓段多設(shè)有拉筋。二、輔助系統(tǒng)2.1油路系統(tǒng)壓縮機(jī)組都有油系統(tǒng)，用來供給機(jī)組各軸承、聯(lián)軸器潤(rùn)滑和冷卻以及汽輪機(jī)的調(diào)節(jié)系統(tǒng)供油，保證機(jī)組安全平穩(wěn)的運(yùn)行。2.1.1油系統(tǒng)作用（1）向壓縮機(jī)組各軸承提供潤(rùn)滑油，在軸頸與軸承之間形成油膜，以減少摩擦損失，同時(shí)帶走軸承因摩擦所產(chǎn)生的熱量及由轉(zhuǎn)子傳來的熱量。（2）向汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)和保護(hù)系統(tǒng)提供共組用油，向盤車裝置和頂軸裝置提供用油。（3）提供給機(jī)組各傳動(dòng)技工的潤(rùn)滑用油。（4）對(duì)輸送原料氣、合成氣、氨氣等可燃或有毒氣體的壓縮機(jī)，提供密封用油。2.1.2油系統(tǒng)的組成一般壓縮機(jī)

18、組的油系統(tǒng)主要由油箱、油泵、油冷器、油過濾器、高位油箱、蓄能器、閥門及油管道等組成。2.1.3油系統(tǒng)管道化學(xué)清洗大型機(jī)組的油系統(tǒng)管道要求有很高的清潔度，在施工現(xiàn)場(chǎng)的所有調(diào)節(jié)及潤(rùn)滑油管，須進(jìn)行化學(xué)清洗處理，消除油管內(nèi)的氧化皮、鐵銹、焊渣等雜質(zhì)，為油系統(tǒng)油洗奠定基礎(chǔ)。化學(xué)清洗包括脫脂、酸洗、中和、鈍化四個(gè)步驟，清洗方式分為循環(huán)化學(xué)清洗和槽式浸泡法兩種。油管拆下進(jìn)行脫脂和酸洗后，要使用配置的堿液進(jìn)行中和，再接著用清水充分沖洗干凈，并用蒸汽或壓縮空氣使其干燥。管子干燥后，建議將少量油滴入蒸汽或壓縮空氣中，使霧化的油附著在管子內(nèi)壁，形成保護(hù)膜。如果化學(xué)清洗后的管子需要保存起來，則再用同樣沖洗和干燥過的塑

19、料塞子塞住，可在安裝前防塵防污。酸洗后的油管內(nèi)壁表面質(zhì)量是以目測(cè)檢查，呈金屬光澤為合格。鈍化質(zhì)量檢查是以藍(lán)點(diǎn)檢驗(yàn)法檢查鈍化膜的致密性。用檢驗(yàn)液-滴點(diǎn)在鈍化表面，15min內(nèi)出現(xiàn)的藍(lán)點(diǎn)少于8點(diǎn)則為合格。2.2凝汽系統(tǒng)凝汽系統(tǒng)是為汽輪機(jī)最末級(jí)出口建立盡可能低的蒸汽壓力，以及獲得適宜于作蒸汽鍋爐給水的清潔凝結(jié)水而設(shè)置的。凝汽系統(tǒng)是凝汽式汽輪機(jī)裝置的主要設(shè)備，其工作性能直接影響整個(gè)汽輪機(jī)裝置的功勞、熱效率和運(yùn)行可靠性。2.2.1凝汽系統(tǒng)的作用（1）建立并維持汽輪機(jī)的排汽口規(guī)定的高度真空，使蒸汽的排出壓力盡可能低的降低，從而使蒸汽在汽輪機(jī)中的可用焓降達(dá)到最大，以提高汽輪機(jī)的循環(huán)熱效率。（2）將在汽輪機(jī)內(nèi)

20、作完功的排汽凝結(jié)成水，再由凝結(jié)水泵送至除氧器，作為供給鍋爐的給水循環(huán)利用。（3）在正常運(yùn)行中，凝汽系統(tǒng)還有一定的真空除氧作用，除去凝結(jié)水中所含的氧，提高凝結(jié)水的質(zhì)量，防止設(shè)備腐蝕。2.2.2凝汽系統(tǒng)分類工業(yè)汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)的壓縮機(jī)組的凝汽系統(tǒng)一般分為空冷凝汽和水冷凝汽兩種方式?？绽淠遣捎每諝庵苯訉?duì)汽輪機(jī)的乏汽進(jìn)行熱交換冷卻，即空冷島，而水冷凝汽是采用冷卻水與汽輪機(jī)乏汽進(jìn)行換熱冷卻。兩者相比，空冷具有冷源充足、并可節(jié)省冷卻用水、減少環(huán)境污染和維護(hù)費(fèi)用低廉的優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)是占用面積大，相對(duì)水冷溫度不易控制，噪音大等。下面主要介紹水冷凝汽系統(tǒng)。2.2.3凝汽系統(tǒng)組成凝汽系統(tǒng)主要由凝汽器、抽氣設(shè)備、凝結(jié)水泵

21、、循環(huán)水泵、循環(huán)水冷卻設(shè)備以及這些部件之間連接的管道和管件等組成。汽輪機(jī)的乏汽進(jìn)入凝汽器后，被循環(huán)水泵提供的冷卻水所冷卻，將汽輪機(jī)的乏汽凝結(jié)成水。（1）凝汽器凝汽器是一種熱交換設(shè)備，主要作用是將汽輪機(jī)排出的乏汽冷凝為凝結(jié)水，使汽輪機(jī)排汽部分建立并保持一定真空，以增大蒸汽的可用焓降，并且回收冷凝下來的凝結(jié)水作為鍋爐給水，從而提高整個(gè)裝置的熱效率。汽輪機(jī)一般都采用表面式凝汽器，排汽與冷卻水通過銅管表面進(jìn)行間接換熱。表面式凝汽器主要由殼體、管束、熱井、水室等部分組成。汽輪機(jī)的排汽通過喉部進(jìn)入殼體，在冷卻管束上冷凝成水并匯集于熱井，由凝結(jié)水泵抽出。冷卻水（又稱循環(huán)水）從進(jìn)口水室進(jìn)入冷卻管束并從出口水室

22、排出。為保證蒸汽凝結(jié)時(shí)在凝汽器內(nèi)維持高度真空和良好的傳熱效果，還配有抽氣設(shè)備，它不斷將漏入凝汽器中的空氣和其他不凝結(jié)氣體抽出。凝汽器的抽氣口設(shè)置在蒸汽流程的尾部，并裝有擋板，以防止抽出沒有凝結(jié)的蒸汽和凝結(jié)水。熱井的作用是聚集一定量的凝結(jié)水，保證在汽輪機(jī)開機(jī)及甩負(fù)荷時(shí)不使凝結(jié)水泵斷水，使凝結(jié)水泵正常運(yùn)行。（2）抽氣器為保持凝汽器內(nèi)的真空而將其內(nèi)部空氣抽出的裝置，成為抽氣器。抽氣器的作用是將漏入凝汽器中的空氣和蒸汽中所含的不凝氣體連續(xù)不斷地抽出，保持凝汽器始終處于高度真空狀態(tài)和良好的傳熱效果，使汽輪機(jī)裝置具有較高的熱經(jīng)濟(jì)性。常用的抽氣器一般分為射汽式抽氣器和射水式抽氣器兩種。石油化工裝置的工業(yè)汽輪

23、機(jī)大多采用射汽式抽氣器，工作原理是通過工作蒸汽在縮放噴嘴中膨脹加速形成的真空來抽出凝汽器中的不凝氣體。工業(yè)汽輪機(jī)一般采用帶有中間冷卻器的多級(jí)抽氣器，一般用汽輪機(jī)凝汽器的凝結(jié)水作為冷卻器的冷卻水，這樣可以回收一部分抽氣器所消耗的工作蒸汽熱量，以提高熱力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性。（3）凝結(jié)水泵從汽輪機(jī)凝汽器中抽出凝結(jié)水的泵，稱為凝結(jié)水泵。凝結(jié)水泵的作用是將凝汽器凝結(jié)的水連續(xù)不斷地送往除氧器，保證凝汽器的水質(zhì)和工作效果。由于凝結(jié)水具有一定溫度，在低壓下容易汽化，增加凝結(jié)水泵入口絕對(duì)壓力可以防止凝結(jié)水在凝結(jié)水泵入口處的汽化。另外由于凝結(jié)水泵入口處在高度真空狀態(tài)下，容易從不嚴(yán)密的地方漏入空氣積聚在葉輪進(jìn)口，使凝結(jié)水

24、泵輸送不出水。所以要求應(yīng)在凝結(jié)水泵的進(jìn)口處安裝一抽空氣管與凝汽器汽側(cè)連通，用以平衡凝結(jié)水泵入口和凝汽器內(nèi)壓力，并可以防止在凝結(jié)水泵中積聚空氣，維持凝結(jié)水泵入口與凝汽器處于相同的真空度。凝結(jié)水泵輸出的水經(jīng)過抽氣器的冷卻器、低壓加熱器然后進(jìn)入除氧器，除氧器布置在標(biāo)高較高的位置，所以凝結(jié)水泵的出口壓力應(yīng)克服上述設(shè)備和管道的阻力、除氧器內(nèi)壓力，以及凝汽器和除氧器的水位高度差。有的汽輪機(jī)將凝結(jié)水泵打出的凝結(jié)水分一支流噴射在排汽端汽缸上面，可以起到降低排汽端汽缸溫度的作用，進(jìn)而增大蒸汽的焓降，提高效率。2.3軸端密封系統(tǒng)壓縮機(jī)組的軸端密封系統(tǒng)分為汽輪機(jī)的軸端汽封和壓縮機(jī)軸端的干氣密封兩種。2.3.1軸端汽

25、封系統(tǒng)汽輪機(jī)軸伸出汽缸的兩端處裝設(shè)的汽封稱為軸端汽封。對(duì)于凝汽式汽輪機(jī)，高壓端部軸封的作用是防止或減少汽缸內(nèi)的蒸汽向外泄漏，低壓段端部軸封是阻止空氣進(jìn)入低壓缸而破壞凝汽器真空。軸端汽封在汽輪機(jī)中起著非常重要的作用。如果高壓端漏汽過多，漏汽將會(huì)順著軸流入軸承中，直接加熱軸承使軸承溫度升高并使?jié)櫥椭械乃衷黾?，破壞軸承潤(rùn)滑，引起巴氏合金熔化，影響軸承工作的安全可靠性。低壓段端部軸封漏汽過多，將會(huì)使低壓缸真空下降，以致真空完全破壞，使排汽溫度過高，汽輪機(jī)振動(dòng)夾具，軸向推力增加等。汽輪機(jī)汽缸的高、低壓端雖然都有汽封，但仍不能避免高壓端蒸汽通過汽封的間隙外漏，以及外界空氣從低壓端汽封的間隙漏入汽輪機(jī)內(nèi)

26、。一般中、大型汽輪機(jī)汽封系統(tǒng)都設(shè)有汽封冷卻器和汽封射汽抽汽器，使全部漏汽均封閉于系統(tǒng)之中，并在軸封腔中形成真空，將漏入軸封系統(tǒng)中的空氣抽走，防止空氣漏入真空系統(tǒng)而破壞真空。而一些小型汽輪機(jī)，汽封系統(tǒng)簡(jiǎn)單，將軸封漏汽從冒汽管中冒出漏入機(jī)房。高壓端軸封漏汽的壓力較大，漏汽量大，可引到壓力相當(dāng)?shù)钠啓C(jī)低壓段中繼續(xù)作功，還可以引到低壓段軸封室中作密封用蒸汽。對(duì)于小型汽輪機(jī)，一般只把高壓端軸封漏汽引至低壓段軸封中，多余的蒸汽通過冒汽管排放或送到凝汽器里。低壓段軸封中的蒸汽是由高壓端軸封引來，其中一部分被吸入凝汽器里，另一部分則沿軸封向外流堵住空氣流入汽缸的通道，最后由低壓端信號(hào)管排向大氣。在汽輪機(jī)啟動(dòng)和

27、停機(jī)過程中，由于高壓端軸封沒有蒸汽，則應(yīng)引用經(jīng)減溫減壓的新蒸汽同時(shí)送入高、低壓端汽封中去。汽輪機(jī)高壓端通常采用高低齒迷宮密封，低壓段則用平齒迷宮密封。汽封的材料要求用不易生銹而硬度較低的材料，這樣汽輪機(jī)運(yùn)行中一旦發(fā)生汽封片與轉(zhuǎn)子或軸套摩擦、碰撞時(shí)，汽封片磨損而保護(hù)轉(zhuǎn)子或軸套的安全。2.3.2干氣密封系統(tǒng)壓縮機(jī)高、低壓軸端一般采用干氣密封作為軸封。干氣密封是一種氣膜潤(rùn)滑的流體動(dòng)、靜壓結(jié)合型非接觸式機(jī)械密封，具有泄漏量少、磨損小、使用壽命長(zhǎng)、運(yùn)行可靠等優(yōu)點(diǎn)。干氣密封結(jié)構(gòu)與普通機(jī)械密封相比有著相似的剖面外形，特別之處在于動(dòng)環(huán)表面加工出一系列螺旋狀溝槽，每個(gè)槽的寬度自外向內(nèi)逐漸縮小，深度一般為0.00

28、250.01mm，當(dāng)動(dòng)環(huán)隨軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，螺旋槽里的氣體被剪切從外緣流向中心，產(chǎn)生動(dòng)壓力，而密封堰對(duì)氣體的流出有抑制作用，使氣體流動(dòng)受阻，氣體壓力升高，這一升高的壓力將靜環(huán)與動(dòng)環(huán)分開，當(dāng)氣體壓力與彈簧力平衡后，維持一最小間隙，形成氣膜，密封工藝氣體。由于動(dòng)、靜環(huán)間互不接觸，密封端面幾乎無磨損，因而使用壽命長(zhǎng)。壓縮機(jī)組一般采用帶中間進(jìn)氣的串聯(lián)式干氣密封，具體分為一級(jí)密封氣、一級(jí)密封放火炬、二級(jí)密封氣、二級(jí)密封放空和后置隔離氣線路。一級(jí)密封氣一般采用過濾后的工藝氣，主要作用是防止壓縮機(jī)內(nèi)不潔凈氣體污染一級(jí)密封端面，并在密封端面間形成剛性氣膜,對(duì)端面起潤(rùn)滑，冷卻等作用。該氣體絕大部分通過壓縮機(jī)的軸端迷宮進(jìn)

29、入機(jī)內(nèi)，只有極少部分通過一級(jí)密封端面進(jìn)入一級(jí)密封放火炬線被二級(jí)密封的氮?dú)馑椭粱鹁嫒紵?；二?jí)密封氣采用過濾后的低壓氮?dú)猓饕饔檬亲柚箯囊患?jí)密封端面泄露的少量介質(zhì)氣體進(jìn)入二級(jí)密封端面，并保證二級(jí)密封可靠運(yùn)行。其大部分氣體與一級(jí)密封端面泄露的少量截止氣通過一級(jí)密封腔體進(jìn)入放火炬管線，只有少部分氣體通過二級(jí)密封端面進(jìn)入二級(jí)密封放空腔體后與部分后置隔離氣放空；后置隔離氣同樣采用過濾后的低壓氮?dú)猓饕饔檬潜ＷC二級(jí)密封端面不受壓縮機(jī)軸承潤(rùn)滑油氣的污染。該氣體一部分與二級(jí)密封端面泄露的少部分密封氣高點(diǎn)放空，另一部分通過后置密封梳齒經(jīng)軸承潤(rùn)滑油氣放空冒放空。壓縮機(jī)組在開機(jī)運(yùn)行時(shí)，由于還沒有工藝氣，因此使用高

30、壓氮?dú)庾鳛橐患?jí)密封氣，當(dāng)工藝氣達(dá)到一定壓力時(shí)，將一級(jí)密封氣切換為工藝氣。還需注意的是，當(dāng)壓縮機(jī)組開機(jī)運(yùn)行時(shí)，必須先運(yùn)行干氣密封，投入隔離氣，維持正常后再啟動(dòng)油系統(tǒng)，而停機(jī)時(shí)先停運(yùn)油系統(tǒng)，然后才能切斷隔離氣，以免軸承潤(rùn)滑油竄入干氣密封系統(tǒng)，造成干氣密封的損壞。2.4防喘振系統(tǒng)喘振是離心式壓縮機(jī)運(yùn)行中一種常見的典型故障。壓縮機(jī)和管網(wǎng)聯(lián)合工作，在管網(wǎng)中儲(chǔ)存有一定量的氣體，當(dāng)壓縮機(jī)的出口壓力突然下降時(shí)，管網(wǎng)中壓力反而會(huì)大于壓縮機(jī)出口壓力，氣體會(huì)從管網(wǎng)流向壓縮機(jī)，一直到管網(wǎng)壓力小于壓縮機(jī)出口壓力為止，這時(shí)壓縮機(jī)又開始供氣，經(jīng)過壓縮機(jī)的氣體流量由增大，但當(dāng)管網(wǎng)壓力恢復(fù)至原來水平時(shí)，氣體又開始倒流，這種周期

31、性的氣流振蕩現(xiàn)象，就稱為壓縮機(jī)的喘振。當(dāng)壓縮機(jī)發(fā)生喘振時(shí)，通常會(huì)使壓縮機(jī)的性能嚴(yán)重惡化，輕則引起振動(dòng)噪聲，重則導(dǎo)致轉(zhuǎn)子斷裂、機(jī)組損壞，整個(gè)裝置停產(chǎn)。壓縮機(jī)的喘振現(xiàn)象與管網(wǎng)密切相關(guān)。管網(wǎng)容量越大，則喘振的振幅越大，頻率越低；管網(wǎng)的容量越小，則喘振的振幅越小，頻率越高。2.4.1喘振產(chǎn)生原因壓縮機(jī)在運(yùn)行中造成喘振的原因如下：（1）系統(tǒng)壓力超高。造成這種情況的原因有壓縮機(jī)的緊急停機(jī)，氣體未進(jìn)行放空或回流；出口管路上單向逆止閥門動(dòng)作不靈或關(guān)閉不嚴(yán)；或者單向閥門距離壓縮機(jī)出口太遠(yuǎn)，閥門前氣體容量很大，系統(tǒng)突然減量，壓縮機(jī)來不及調(diào)節(jié)，防踹振系統(tǒng)未投入自動(dòng)等。（2）吸入流量不足。由于外界原因使吸入量減少到喘

32、振流量以下，而轉(zhuǎn)速未變，使壓縮機(jī)進(jìn)入喘振區(qū)引起喘振。壓縮機(jī)入口過濾器阻塞，阻力太大，而壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速未能調(diào)節(jié)；濾芯過臟，或冬天結(jié)冰時(shí)都有可能發(fā)生喘振。2.4.2防止和消除喘振的方法（1）防止與消除喘振的根本措施是設(shè)法增加壓縮機(jī)的入口氣體流量，對(duì)于一般無毒、非化學(xué)危險(xiǎn)品及非易燃、易爆氣體，如空氣、二氧化碳等可采用放空；對(duì)天然氣、合成氣和氨氣等氣體可采取回流循環(huán)。在升壓前和降速、停機(jī)前，應(yīng)當(dāng)將放空閥或回流閥預(yù)先打開，以降低背壓，增加流量，防止喘振。（2）升速、升壓前一定要事先查好性能曲線，選好下一步的運(yùn)行工況點(diǎn)，根據(jù)防踹振安全裕度來控制升壓、升速。在升壓和變速時(shí)，應(yīng)遵循“升壓必先升速，降速必先降壓”的

33、原則。（3）壓縮機(jī)升壓應(yīng)當(dāng)在汽輪機(jī)調(diào)速器投入工作后進(jìn)行；升壓之前查好性能曲線，確定應(yīng)該達(dá)到的轉(zhuǎn)速，升到該轉(zhuǎn)速后再提升壓力；壓縮機(jī)降速應(yīng)當(dāng)在防踹振閥門安排妥當(dāng)后再開始；升速、升壓不能過猛過快；降速降壓也應(yīng)緩慢、均勻。防踹振閥門開啟和關(guān)閉必須緩慢，操作不能太猛，避免軸位移過大、軸向推力和振動(dòng)加劇。2.4.3防踹振自控系統(tǒng)目前常采用兩類自控系統(tǒng)防止喘振的方法，即固定極限流量法和可變極限流量法。固定極限流量的防踹振控制系統(tǒng)，就是使壓縮機(jī)的流量始終保持大于某一定值流量，從而避免進(jìn)入踹振區(qū)運(yùn)行。此法優(yōu)點(diǎn)是控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單，投資少。缺點(diǎn)是當(dāng)壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速降低，處在低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，防踹振控制系統(tǒng)投用過早，回流量較大，能

34、耗較大?？勺儤O限流量的防踹振控制系統(tǒng)，是調(diào)節(jié)極限流量隨轉(zhuǎn)速變化而進(jìn)行改變的一種防踹振控制方法。2.5監(jiān)測(cè)及自保系統(tǒng)壓縮機(jī)組中安裝一些儀表探頭來對(duì)機(jī)組進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和測(cè)量，如測(cè)量油壓、油溫、軸承瓦溫、軸振動(dòng)、軸位移、轉(zhuǎn)速等參數(shù)，并與汽輪機(jī)的安保系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)鎖，當(dāng)出現(xiàn)非正常狀況時(shí)進(jìn)行報(bào)警或自動(dòng)跳車，確保壓縮機(jī)組能夠正常安全的運(yùn)行。三、壓縮機(jī)組啟停機(jī)3.1汽輪機(jī)開車控制方法根據(jù)汽輪機(jī)生產(chǎn)廠家的制造特點(diǎn)，汽輪機(jī)在開車沖轉(zhuǎn)過程中，一般分為兩種控制方法。（1）開車時(shí)主汽閥全關(guān)，調(diào)節(jié)汽閥全開，通過人工操作手輪慢慢開啟主汽閥來控制汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速。當(dāng)轉(zhuǎn)速升到調(diào)速器最低工作轉(zhuǎn)速時(shí)，調(diào)速器開始動(dòng)作，調(diào)節(jié)汽閥自動(dòng)調(diào)整到設(shè)定

35、轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)的開度，而這時(shí)將主汽閥全開，之后進(jìn)入自動(dòng)控制，通過設(shè)定的程序來控制汽輪機(jī)后面的轉(zhuǎn)速。（2）開車時(shí)主汽閥全開，調(diào)節(jié)汽閥全關(guān)，通過設(shè)定程序控制調(diào)節(jié)汽閥來完成轉(zhuǎn)速0110%的全程自動(dòng)控制。3.2壓縮機(jī)組的啟動(dòng) 壓縮機(jī)組運(yùn)行前，應(yīng)對(duì)汽輪機(jī)做危急保安裝置試驗(yàn)和超速試驗(yàn)，保證機(jī)組的運(yùn)行安全。啟動(dòng)前，應(yīng)對(duì)機(jī)組進(jìn)行全面檢查，如果壓縮介質(zhì)為易燃、易爆氣體時(shí)，首先要使用氮?dú)鈱嚎s機(jī)系統(tǒng)設(shè)備管道內(nèi)的空氣置換出去，然后再用壓縮介質(zhì)將氮?dú)庵脫Q干凈，使之符合工藝所要求的氣體組分。檢查和氣體置換合格后，要對(duì)機(jī)組做以下靜態(tài)調(diào)試：潤(rùn)滑油報(bào)警自啟動(dòng)、聯(lián)鎖；調(diào)速油報(bào)警自啟動(dòng)、聯(lián)鎖；機(jī)組復(fù)位后實(shí)驗(yàn)速關(guān)閥是否靈敏動(dòng)作；給定一定

36、比例的調(diào)節(jié)閥輸出信號(hào)，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量閥桿變化的量。當(dāng)靜態(tài)調(diào)試試驗(yàn)合格后，將進(jìn)入機(jī)組的啟動(dòng)工作。壓縮機(jī)組的啟動(dòng)將分為以下步驟：（1）投用干氣密封，運(yùn)行油系統(tǒng)，并投入盤車。在運(yùn)行油系統(tǒng)之前必須先投用干氣密封，尤其是隔離氣，防止?jié)櫥瓦M(jìn)入干氣密封。建立干氣密封后便可啟動(dòng)油系統(tǒng)，并調(diào)整各部分油壓，正常后即可投入盤車裝置，使轉(zhuǎn)子緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)后，才可以向軸封供汽，加速抽真空。（2）暖管、疏水對(duì)主汽閥前的主蒸汽管道進(jìn)行預(yù)熱稱為暖管。采用低壓力、大流量蒸汽暖管比高壓力、小流量蒸汽對(duì)金屬加熱更均勻，對(duì)管道較為安全。暖管時(shí)可通過開啟總汽閥的旁通閥進(jìn)行，但主汽閥必須關(guān)閉。暖管時(shí)應(yīng)打開疏水閥，暖管與疏水同時(shí)配合進(jìn)行，并調(diào)節(jié)總汽

37、閥和疏水閥的開度，以控制蒸汽流量不致過大。在汽輪機(jī)啟動(dòng)前，必須將各疏水閥全部打開，直到暖機(jī)時(shí)噴出無色蒸汽后方可關(guān)閉。（3）軸封供汽、建立真空向軸封供汽的目的是為了較快地建立有效的真空，并減少葉片受力。汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子在靜止?fàn)顟B(tài)下一般嚴(yán)禁向軸封供汽，防止轉(zhuǎn)子受熱不均勻，發(fā)生彎曲，以及汽缸不均勻膨脹。啟動(dòng)抽氣器建立真空，在汽輪機(jī)啟動(dòng)時(shí)保持一定的真空，可使汽缸內(nèi)氣體的密度減少，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)與氣體摩擦鼓風(fēng)損失也減少，可增大進(jìn)汽作功的能力，減少蒸汽汽耗量，并使低壓缸的排汽壓力降低，相應(yīng)的排汽溫度也降低。建立的真空度一般為450500mmHg左右。（4）沖轉(zhuǎn)、暖機(jī)和升速在沖轉(zhuǎn)前，為了防止超負(fù)荷問題的出現(xiàn)，應(yīng)將壓縮機(jī)入口閥全開，防喘振用的回流閥或放空閥全開，壓縮機(jī)出口閥全關(guān)。當(dāng)暖管達(dá)到320時(shí)，就能進(jìn)行轉(zhuǎn)子沖轉(zhuǎn)。沖轉(zhuǎn)到暖機(jī)轉(zhuǎn)速時(shí)穩(wěn)定運(yùn)行，按照規(guī)定進(jìn)行暖機(jī)一定時(shí)間，并全面檢查機(jī)組。暖機(jī)達(dá)到規(guī)定溫度后，觀察導(dǎo)淋蒸汽顏色為無色時(shí)關(guān)閉導(dǎo)淋，機(jī)組檢查一切正常時(shí)則可以開始升速。