尿素裝置二氧化碳壓縮機組介紹及離心壓縮機一般調(diào)節(jié)課件

尿素二氧化碳壓縮機組介紹化肥事業(yè)部尿素廠2013年3月29日離心壓縮機壓縮機是一種用于壓縮氣體以提高氣體壓力或輸送氣體的機器，廣泛應用于化工企業(yè)各部門。壓縮機種類繁多，盡管用途可能一樣，但其結(jié)構(gòu)型式和工作原理都可能有很大的不同。氣體的壓力取決于單位時間內(nèi)氣體分子撞擊單位面積的次數(shù)與強烈程度。離心壓縮機基本工作原理：容積式壓縮機是通過增加單位容積內(nèi)氣體分子數(shù)目的方法來提高氣體壓力。像活塞式、滑片式、羅茨式、螺桿式等而離心式壓縮機是利用慣性的方法，通過氣流的不斷加速、減速，因慣性而彼此擠壓，縮短分子間的距離，來提高氣體的壓力?；恃b置二氧化碳壓縮機屬于離心壓縮機二氧化碳壓縮機組驅(qū)動機抽汽、注汽、凝汽式汽輪機聯(lián)軸器剛性聯(lián)軸器(套筒聯(lián)軸器）增速箱斜齒增速齒輪，增速比：1.94高壓缸密封為迷宮密封加干氣密封離心式壓縮機的技術(shù)參數(shù)離心式壓縮機的主要參數(shù)是流量、壓縮比、有效功率、軸功率、轉(zhuǎn)速、效率。1）流量指單位時間內(nèi)流經(jīng)壓縮機流道任一截面的氣體量，通常以體積流量和質(zhì)量流量兩種方法來表示。體積流量是指單位內(nèi)流經(jīng)壓縮機流道任一截面的氣體體積，其單位為m3/s。因氣體的體積隨溫度和壓力的變化而變化，當流量以體積流量表示時，須注明溫度和壓力。質(zhì)量流量是指單位時間內(nèi)流經(jīng)壓縮機流道任一截面的氣體質(zhì)量，其單位為kg/s。5）軸功率離心式壓縮機的轉(zhuǎn)子在氣體升壓過程中產(chǎn)生的流動損失功率、輪阻損失功率和漏氣損失功率外，其本身也產(chǎn)生機械損失，即軸承的摩擦損失，這部分功率消耗占總功率的2%~3%。如果有齒輪傳動、則傳動功率消耗同樣存在，約占功率的2%~3%。以上功率消消耗都是在轉(zhuǎn)子對氣體作功過程中產(chǎn)生的，它們的總和即為離心式壓縮機的軸功率，軸功率是選擇驅(qū)動機功率的依據(jù)。汽輪機參數(shù)主蒸汽壓力（MPa）5.24主蒸汽溫度（℃）422抽汽壓力（MPa）2.3抽汽溫度（℃）325注汽壓力（MPa）0.44注汽溫度（℃）147排汽壓力（MPa）0.012排汽溫度（℃）49主蒸汽量（T/H）65抽汽量（T/H）52.93注汽量（T/H）19.56汽輪機額定功率（KW）8500正常轉(zhuǎn)速（r/min）6510第一臨界轉(zhuǎn)速（r/min）4040脫扣轉(zhuǎn)速（r/min）7587離心壓縮機的特點1．結(jié)構(gòu)簡單，易損零件少，運轉(zhuǎn)可靠。一般能連續(xù)運行2年以上，因此不需要備用機。2．轉(zhuǎn)速高、生產(chǎn)能力大，體積小。投資減少，操作人員減少。3．供氣均勻有利穩(wěn)定生產(chǎn)；氣體不必與油相接觸，正常情況下氣體不帶油，有利于化學反應。4．由于離心式壓縮機多采用蒸汽輪機驅(qū)動，有利于合理使用工廠余熱，降低能源消耗。5．單級壓力比不高。目前排氣壓力需在500105Pa以上時，只能使用活塞壓縮機。6．效率稍低。由于離心壓縮機中氣流速度較大，造成能量損失較大，故效率較活塞壓縮機稍低。7．由于離心壓縮機轉(zhuǎn)速高、功率大、無備機，因此一旦發(fā)生事故，后果是嚴重的，需有一系列緊急安全保障設(shè)施。

離心壓縮機的特點速關(guān)閥

速關(guān)閥又稱為主汽門，它是主蒸汽管路與汽輪機之間的主要關(guān)閉機構(gòu)，在緊急狀態(tài)時能立即切斷汽輪機進汽，使機組快速停機。1.閥碟;2.卸載閥;3.蒸汽濾網(wǎng);4.導向及汽封套筒;5.閥蓋;6.螺栓;7.弓形環(huán);8.壓環(huán);9.閥桿;10.隔熱板;11.油杯;2.活塞桿;13.支座;14.壓力表接口;15.試驗活塞16.活塞;17.彈簧;18.彈簧座;19.活塞盤;20.聯(lián)軸節(jié);21.密封環(huán);22.閥俯。D-新蒸汽；E-速關(guān)油；F-開車油；H-試驗油；K-漏汽；T1-回油；T2-漏油

危急遮斷油門機械-液壓式危急遮斷油門是汽輪機的保護裝置之一，當汽輪機在運行過程中出現(xiàn)故障時，危急遮斷油門泄放速關(guān)油引發(fā)速關(guān)閥和調(diào)節(jié)汽閥快速關(guān)閉而迫使機組緊急停車。

1.手柄2.滑閥凸肩3.滑閥4.活塞5.套筒6.殼體7.彈簧8.滑閥凸肩9.滑閥凸肩10.套筒11.節(jié)流孔板12.銷13.銷軸14.掛鉤P-壓力油

E-速關(guān)油

H-試驗油或復位油T-回油危急保安器1、2—凹頭螺釘3—絲堵4—螺紋蓋5—導向環(huán)6—離心飛錘7—調(diào)節(jié)螺釘8—后縮彈簧9—緊配螺栓汽輪機轉(zhuǎn)子1.危急保安器2.主推力盤3.付推力盤4.前軸承軸頸5.前汽封6.平衡活塞汽封7.調(diào)節(jié)級8.壓力級9.中間汽封10.低壓級11.后汽封12.后軸承頸13.盤車棘輪14.油渦輪動輪15.聯(lián)軸器軸段16.主平衡面17.輔助平衡面汽輪機本氣輪機的調(diào)節(jié)系統(tǒng)為半液壓式，主要有PG—PL調(diào)速器、壓力變送器、滑閥或錯油門、油動機、調(diào)壓器、調(diào)節(jié)閥及反饋機構(gòu)等組成。調(diào)速范圍為額定轉(zhuǎn)速的80%～105%，即5256rpm～6898rpm。手動盤車裝置1—帶翅螺母2—護罩3—杠桿4—插銷板5—棘爪6—齒凸輪典型的離心壓縮結(jié)構(gòu)如圖所示。離心壓縮機低壓缸2MCL607型號解釋“2”表示一缸中設(shè)置背靠背兩段；“M”表示缸體是水平剖分；“CL”表示無葉擴壓器；“60”表示葉輪的公稱直徑為60cm；“7”表示共有7級葉輪；壓縮機高壓缸2BCL306/a解釋“2”表示缸中對置設(shè)置兩段；“B”表示殼體是垂直剖分；“CL”表示無葉擴壓器；“30”表示葉輪公稱直徑為30cm；“6”表示有六級葉輪；“a”表示壓縮機出口壓力大于10MPa。水平剖分式等溫型壓縮機級的典型結(jié)構(gòu)

級是離心壓縮機使氣體增壓的基本單元，有三種型式，即：首級、中間級、末級。一臺離心式壓縮機總是由一級或幾級所組成。從級的類型來看，一般可分為中間級和末級兩類。中間級是由葉輪、擴壓器、彎道、回流器所組成。在離心式壓縮機的段中，除了段的最后一級外，其余的級均為中間級。末級是由葉輪、擴壓器和蝸殼所組成（有的末級只有葉輪和蝸殼而無擴壓器）。離心壓縮機壓縮機結(jié)構(gòu)1、氣缸：是壓縮機的殼體，又稱為機殼。由殼體和進排氣室組成，內(nèi)裝有隔板、密封體、軸承等零部件。對它的主要要求是：有足夠的強度以承受氣體的壓力，法蘭結(jié)合面應嚴密，主要由鑄鋼組成。離心壓縮機水平剖分型這種氣缸殼體是在中心線處剖分為上、下兩部份，用錐銷定位和螺栓聯(lián)接。接合面的密封采用涂密封膠或?qū)Ｅ涿芊鈩?，擰緊聯(lián)接螺栓。此類結(jié)構(gòu)的氣缸進、出氣管口一般布置在氣缸殼體的下半部（簡稱缸體），檢修時揭去氣缸殼體上半部（簡稱缸蓋），便可拆裝和檢修內(nèi)件。缸體上裝有兩個導柱，作為裝卸缸蓋時引導用，以免缸蓋隔板同轉(zhuǎn)子相碰。離心壓縮機垂直剖分型（又稱筒型），氣缸殼體是個整體圓筒，兩端或一端設(shè)有端蓋封頭，用高壓螺栓與筒體緊固，或用剪力環(huán)定位。端蓋封頭與圓筒機殼密封，常采用“O”形環(huán)和背環(huán)密封，繞型墊密封或其它型式的密封?！癘”形環(huán)的材料可根據(jù)介質(zhì)性質(zhì)、溫度和壓力的不同，選用硅橡膠或氟塑料等材料做成。圓筒式殼體的軸承架有與端蓋封頭鑄成一體的，也有的用螺釘將軸承架與端蓋封頭聯(lián)接固壓縮機結(jié)構(gòu)2、隔板：隔板安裝在氣缸殼體內(nèi)，與氣缸殼體或內(nèi)機殼組成壓縮機的氣道，即形成擴壓器、彎道及回流器等。隔板一般采用鑄鐵件，經(jīng)時效熱處理后加工而成。隔板均為水平剖分，以便拆卸裝配。擴壓器擴壓器的種類一般可分為無葉擴壓器、葉片擴壓器和直葉壁形擴壓器。圖5一2為無葉擴壓器，由二個隔板平行壁構(gòu)成的等寬度環(huán)形通道。這種擴壓器結(jié)構(gòu)最簡單，造價最低，工作范圍大，一般離心式壓縮機都采用這種結(jié)構(gòu)型式的擴壓器彎道及回流器為了把擴壓后的氣體引導到下一級葉輪去繼續(xù)進行增壓，需要在擴壓器之后設(shè)置彎道和回流器，如圖5—3所示。彎道是連接擴壓器與回流器的一個圓弧形通道，彎道內(nèi)一般不設(shè)置葉片，氣流在彎道內(nèi)轉(zhuǎn)180。以后進入回流器?；亓髌鳉獾乐醒b有反向?qū)~流片，葉片中心線和葉輪葉片一樣，也是圓弧形的，或一段圓弧和出口處一段直線相結(jié)合。葉片形狀有等厚度和變厚度兩種，葉片一般為12～18片。壓縮機結(jié)構(gòu)壓縮機密封3、氣封：密封段與段，級與級之間的靜密封。防止機器內(nèi)部通流部分各空腔之間泄漏的密封稱內(nèi)部密封。內(nèi)部密封如輪蓋、定距套和平衡盤上的密封，一般做成迷宮型。a)鑲嵌曲折型密封b)整體平滑型密封c)臺階型密封

防止或減少氣體由機器向外部泄漏或由外部向機器內(nèi)部泄漏（在機器內(nèi)部氣體壓力低于外部氣壓時）的密封，稱外部密封或稱軸端密封對于外部密封來說，如果壓縮的氣體有毒或易燃易爆，如氨氣、甲烷、丙烷、石油氣、氫氣等，不允許漏至機外，必須采用液體密封、機械接觸式密封、抽氣密封或充氣密封等；當壓縮的氣體無毒，如空氣、氮氣等，允許少量氣體泄漏，也可以采用迷宮型密封。化工廠的壓縮機中，常采用的密封有迷宮型、浮環(huán)油膜密封、機械接觸式密封和干氣密封四種。浮環(huán)密封主要是高壓油在浮環(huán)與軸套之間形成油膜而產(chǎn)生節(jié)流降壓阻止機內(nèi)與機外的氣體相通。由于是油膜起主要作用，所以又稱為油膜密封。整個機械密封由一套雙端面主機械密封和一套單端面輔助機械密封組成，如圖3－3－53所示。CRANE28型螺旋槽氣體密封結(jié)構(gòu)

螺旋槽的型式如下圖所示壓縮機結(jié)構(gòu)4、軸承：離心壓縮機上的軸承分徑向軸承和止推軸承兩種。徑向軸承的作用是承受轉(zhuǎn)子重量和其他附加徑向力，保持轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動中心和氣缸中心一致，并且在一定轉(zhuǎn)速下正常旋轉(zhuǎn)。圖8五油鍥傾斜塊式徑向軸承1．瓦塊2.上軸承套3.螺栓4.圓柱銷5.下軸承套6．定位螺釘7.進油節(jié)流圈壓縮機結(jié)構(gòu)止推軸承的作用是承受轉(zhuǎn)子的軸向力，限制轉(zhuǎn)子的軸向轉(zhuǎn)動，保持轉(zhuǎn)子在氣缸中的軸向位置。其可分為米契爾軸承和金斯伯雷軸承。金斯伯雷止推軸承1.底環(huán)2.上水準塊3.下水準塊4.止推瓦塊壓縮機結(jié)構(gòu)1、主軸壓縮機的關(guān)鍵部件，他是主要起到裝配葉輪、平衡盤、推力盤的作用，是轉(zhuǎn)子部分的中心部位壓縮機結(jié)構(gòu)2、葉輪葉輪又稱工作輪，是壓縮機的最主要的部件。葉輪隨主軸高速旋轉(zhuǎn)，對氣體做功。氣體在葉輪葉片的作用下，跟著葉輪作高速旋轉(zhuǎn)，受旋轉(zhuǎn)離心力的作用以及葉輪里的擴壓流動，在流出葉輪時，氣體的壓強、速度和溫度都得到提高。按結(jié)構(gòu)型式葉輪分為開式、半開式、閉式三種，在大多數(shù)情況下，后二種葉輪在壓縮機中得到廣泛的應用。離心壓縮機結(jié)構(gòu)葉輪組成及種類：按葉輪結(jié)構(gòu)型式閉式葉輪：性能好、效率高；由于輪蓋的影響，葉輪圓周速度受到限制。半開式葉輪：效率較低，強度較高。雙面進氣葉輪：適用于大流量，且軸向力平衡好。壓縮機結(jié)構(gòu)3、平衡盤平衡盤又名卸荷盤，壓縮機的平衡盤一般裝載汽缸末級的后面，他的一側(cè)受末級的氣體壓力，另一側(cè)受常與機器的吸氣室相通，平衡盤的外圓上一般都有迷宮密封裝置使盤兩側(cè)維持壓差。4、推力盤

推力盤主要承受推力軸承的軸向力，由光潔度很高的不銹鋼板材經(jīng)線切割制造而成。其兩側(cè)分別為推力軸承的正副止推塊。推力盤有的設(shè)置在壓縮機的高壓端，有的設(shè)置在機組的壓縮機的兩段之間離心式壓縮機的喘振和臨界流速

1、喘振任何離心壓縮機按其結(jié)構(gòu)尺寸，在某一固定的轉(zhuǎn)速下，都有一個最高的工作壓力，在此壓力下有一個相應的最低的流量。當離心壓縮機出口的壓力高于此數(shù)值時，就會產(chǎn)生喘振。離心壓縮機給定壓力下，流量小于最小喘振流量給定流量下，壓力大于最高喘振壓力喘振發(fā)生的條件：

離心壓縮機發(fā)生喘振時，機組開始強烈振動，伴隨發(fā)生異常的吼叫聲，而且是周期性地發(fā)生；機殼相連接的出口管線也隨之發(fā)生較大的振動進口管線上的壓力表指針大幅度擺動；出口止回閥處發(fā)生周期性的開和關(guān)的撞擊聲響主電動機的電流表指針大幅度的擺動；在操作儀表上，流量表等也發(fā)生大幅度的擺動喘振發(fā)生的現(xiàn)象：離心壓縮機喘振對壓縮機的迷宮密封損壞較大，由于密封的損壞，將使?jié)櫥透Z入流道，影響冷卻器和冷凝器的效率。嚴重的喘振很容易造成轉(zhuǎn)子軸向竄動，燒壞止推軸瓦，葉輪有可能被打碎。極嚴重時，可使壓縮機遭到破壞，會損傷齒輪箱、壓縮機的管線和設(shè)備等。喘振發(fā)生的危害：離心壓縮機的喘振防止壓縮機喘振的發(fā)生的措施：

1.防止進氣壓力低、進氣溫度高和氣體分子量減小等；

2.防止管網(wǎng)堵塞使管網(wǎng)特性改變；

3.要堅持在開、停車過程中，升、降速度不可太快，并且先升速后升壓和先降壓后降速；

4.開、關(guān)防喘振閥時要平穩(wěn)緩慢。關(guān)防喘振閥時要先低壓后高壓，開防喘振閥時要先高壓后低壓。離心壓縮機的喘振壓縮機喘振發(fā)生后的應急措施：

如萬一出現(xiàn)“旋轉(zhuǎn)失速”和“喘振”，首先應立即全部打開防喘振閥，增加壓縮機流量，然后根據(jù)情況進行處理。若是因進氣壓力低、進氣溫度高和氣體分子量減小等原因造成的，要采取相應措施使進氣氣體參數(shù)符合設(shè)計要求；如是管網(wǎng)堵塞等原因，就要使管網(wǎng)暢通，使管網(wǎng)特性優(yōu)化；如是操作不當引起的，就要嚴格規(guī)范操作。離心壓縮機的喘振“喘振”現(xiàn)象產(chǎn)生的原因圖1離心式壓縮機特性曲線圖2喘振現(xiàn)象示意圖離心式壓縮機的特性曲線及喘振現(xiàn)象防喘振控制方案（1）固定極限流量法對于工作在一定轉(zhuǎn)速下的離心式壓縮機，都有一個進入喘振區(qū)的極限流量QB，為了安全起見，選定壓縮機吸入流量的最小值QP，且有QP＜QB。

圖3防喘振旁路控制防喘振控制方案（2）可變極限流量法

圖4防喘振曲線圖4上的喘振極限線是對應于不同轉(zhuǎn)速時的壓縮機特性曲線的最高點的連線。只要壓縮機的工作點在喘振極限線的右側(cè)，就可以避免喘振發(fā)生。

防喘振安全操作線近似為拋物線，其方程可用下列近似公式表示在時，工況是安全的。經(jīng)過換算，上述不等式可寫成如下形式?p—進口管路流量孔板前后壓差a、b—與壓比、溫度、孔板流量計的孔板系數(shù)有關(guān)的參數(shù)，通過熱工計算和實驗取得。K—氣體絕熱指數(shù)圖5變極限流量防喘振控制方案

該方案控制器FC的給定值是經(jīng)過運算得到的，因此能根據(jù)壓縮機負荷變化的情況隨時調(diào)整入口流量的給定值，而且由于這種方案將運算部分放在閉合回路之外，因此可像單回路流量控制系統(tǒng)那樣整定控制器參數(shù)。變極限流量控制防喘振控制在實際應用中壓縮機的喘振線是由廠家提供的，在做防喘振調(diào)節(jié)器時，常加入一定的安全裕度后作為防喘振控制器的喘振控制線。當防喘振控制器的測量值大于設(shè)定值時，防喘振閥始終處關(guān)閉狀態(tài)；當測量值小于設(shè)定值時，控制器開啟防喘振閥到一定開度，防止壓縮機喘振發(fā)生，確保機組安全。評價固定極限流量防喘振控制結(jié)構(gòu)簡單、運行安全可靠、投資費用較少。不適用于轉(zhuǎn)速不恒定的的壓縮機；當轉(zhuǎn)速很低時，流量的裕度大，能量浪費很大?？勺儤O限流量防喘振控制適用于工作轉(zhuǎn)速經(jīng)常變化的壓縮機。臨界轉(zhuǎn)速水平放置的軸都存在一定的臨界轉(zhuǎn)速，它是軸本身的一種特性。當軸還沒有旋轉(zhuǎn)時，由于重力的作用，軸向下彎曲（雖然彎曲量很?。澢D(zhuǎn)動過來后，仍然是彎曲的。由于軸在轉(zhuǎn)動，彎曲也不斷出現(xiàn)，表現(xiàn)出來就是振動，稱為自振。離心壓縮機軸本身和軸上安裝的零件，由于制造安裝的原因，轉(zhuǎn)子的重心和轉(zhuǎn)動中心不可能在同一中心線上重合，由于中心偏差，轉(zhuǎn)動起來就有一個離心力，此離心力使轉(zhuǎn)子發(fā)生振動。振動的次數(shù)決定于轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)動一次就振動一次，所以叫強迫振動。離心壓縮機當自振和強迫振動的頻率相等時，叫共振。共振時的壓縮機轉(zhuǎn)速叫作臨界轉(zhuǎn)速。對一臺離心壓縮機來說，臨界轉(zhuǎn)速不止一個，轉(zhuǎn)速最低的一個叫作第一臨界轉(zhuǎn)速。通常臨界轉(zhuǎn)速由制造廠確定。在產(chǎn)品樣本中，常給出了第一臨界轉(zhuǎn)速和第二臨界轉(zhuǎn)速，作為運轉(zhuǎn)時的參考。離心壓縮機離心壓縮機在第一臨界轉(zhuǎn)速以下運轉(zhuǎn)的壓縮機，應使工作轉(zhuǎn)速低于臨界轉(zhuǎn)速的70%，即：

1.4工作轉(zhuǎn)速臨界轉(zhuǎn)速在第一和第二臨界轉(zhuǎn)速之間運轉(zhuǎn)的壓縮機稱為柔性軸

1.4第一臨界轉(zhuǎn)速工作轉(zhuǎn)速0.8