离心压缩机润滑油系统

（3）负荷 根据负荷选用润滑脂是保证润 滑的关键之一。润滑脂锥入度的大小关系到 使用时所能承受的负荷。负荷大应选用锥入 度小（稠度较大）的润滑脂。如果既承受重 负荷又承受冲击负荷，应选用含有极压添加 剂的润滑脂，如含有二硫化钼的润滑脂。 （4）特殊部位的要求 机械工作环境的不 同，应选用不同的润滑脂，在潮湿环境下应 选用具有抗水性能的润滑脂；在尘土较多的 环境下，可选用浓稠的含有石墨的润滑脂； 在含酸的环境下可选用经基脂；如对密封有 特殊要求，应选用钡基脂。
3、润滑油的性能指标 （1）粘度：表示油品流动性大小的指标。 粘度越小，流动性就越好；粘度越大，流动 性就越差。粘度的常见单位是厘斯（cSt）。 （2）运动粘度：表示液体在重力作用下流 动时内摩擦力的量度，其值为相同温度下液 体的动力粘度与其密度之比，在国际单位制 中以mm2/s表示。 （3）粘度指数：表示油品的粘度随温度变 化的特性。粘度指数越大，油品的粘度随温 度的变化越小。通过加大粘度指数可以提高 油品在不同温度下使用性能。一般以VI表示。
单端面螺旋槽式机械密封 原理与结构：动、静环之间依靠轴的高速旋 转产生相对运动，在密封油的作用下形成油 膜；动环的密封端面上有螺旋状牙槽对封油 起泵送循环作用；外侧浮环对封油起限流保 压作用；在隔离室内注入干净的新氢，防止 循环气污染封油。
压力侧

螺旋形牙槽
干气密封：干气密封是二十世纪六十年代末期从 气体动压轴承的基础上发展起来的一种新型非 接触式密封。该密封利用流体动力学原理，通 过在密封端面上开设动压槽而实现密封端面的 非接触运行。由于密封非接触运行，因此密封 摩擦副材料基本不受PV值的限制，适合作为高 速、高压设备的轴封，在压缩机应用领域，干 气密封正逐渐替代浮环密封、迷宫密封和油润 滑机械密封 。烯烃工厂的离心式压缩机全部 采用英国的约翰克兰公司的这一密封形式。
压缩机决不允许在临界转速上运行，在 压缩机的转速控制系统中，临界转速的±5% 区域均不允许停留。
离心式压缩机的轴端密封
离心式压缩机的轴端密封是指将压缩机内部 介质与外部环境相隔离，防止机内介质 向机体外泄漏的一种装置。 离心式压缩机的轴端密封主要有以下几种型 式： 轴向密封：浮环密封、阻塞密封 径向密封：单端面螺旋槽式机械密封、 干气密封
（4）密度：表示在规定温度下的单位体积 内所含物质的质量。一般以KG/L或kg/m3表 示。 （5）倾点：用温度表示油品在储运和使用 时的低温流动性的指标。倾点越低，油品的 低温性就越好。在某种程度上也表示了油品 脱蜡精制的深度。以℃表示。 （6）闪点：用温度表示油品在高温下蒸发 性及着火危险性的指标。一般来说，闪点越 高，油品的使用温度也越高，油品中混入汽 油或柴油时，闪点会明显降低。以℃表示。
离心压缩机润滑油系统
离心压缩机润滑油系统
一、润滑油介绍 润滑根据其存在状态可分为：固体润滑剂、 气体润滑剂、液体润滑剂、和半固体润滑剂 等。 （一）润滑油 1、定义：润滑油是用在各种类型机械上以 减少摩擦，保护机械及加工件的液体润滑剂。
2、润滑油的作用 （1）润滑减摩：防止机件干摩擦，减少摩 擦阻力，在零件表面形成油膜。 （2）冷却降温：通过润滑油的循环带走热 量防止烧结。 （3）清洁：通过润滑油的流动冲洗 零件工 作表面摩擦产生的金属和其它脏物。 （4）密封：减少外界的污染物进入。 （5）锈防蚀：能吸咐在零件表面防止水、 空气、酸性物质及害气体与零件的接触。 （6）减震缓冲：压缩机运行负荷很大，这 个负荷经过轴承的传递润滑，使承受的冲击 负荷起到缓冲的作用。
但是在运行中由于平衡盘等密封件的磨损、 间隙的增大、轴向力的增加、推力轴承的负 荷加大，或润滑油量的不足，油温的变化等 原因，使推力瓦块很快磨损，转子发生窜动， 静动件发生摩擦、碰撞、损坏机器。为此压 缩机必须设置轴向位移保护系统，监视转子 的轴向位置的变化，当转子的轴向位移达到 一定规定值时就能发出声光讯号报警和联锁 停机。 常见的轴向位移保护器的类型 （1）电磁式（2）电触式（3）电涡流式 （4）液压式
图 4 -9
后弯、前弯和径向叶轮 (c )径 向 式
(a )后 弯 式 (b )前 弯 式
压缩机工况变化时的特性曲线
为了防止当压缩机工况发生变化时发生喘振 现象，机组中须采取反喘振措施。即从压缩机出 口旁通—部分气流直接进入压缩机的吸入口，加 大它的吸入量，从而避免喘振现象的发生。 目前，在离心式压缩机上均采用独立的反喘 振系统。系统根据出入口压力、温度计算出当前 工况下的入口流量并与系统中的当前工况喘振流 量进行比较，从而控制反喘振控制阀的开度。
轴在共振时的临界转速在理论上有无穷多个， 可分为一阶、二阶、三阶……。工作转速高于一 阶临界转速(nc1)的轴称为挠性轴，低于一阶临 界转速的轴称为刚性轴。 烯烃工厂所有的泵均为刚性轴，不需要考虑 临界转速的影响。压缩机则全是挠性轴，由于高 于一阶的其他阶次临界转速都远高于工作转速， 所以实际运行中只考虑一阶临界转速，我们常说 的临界转速也只指一阶临界转速。
一般来说，反喘振控 制器具有以下特点： 反喘振控制阀为快开慢 关型。 控制系统将设计喘振线 （图中黑线，制造工 厂运用多点回归法计 算）提前10%为实际 控制线（图中红线）， 再提前10%为控制阀 动作线（图中蓝线）。
也就是说，入
口实际流量点一旦进入蓝线左侧，反喘 振控制阀就开始打开，并根据离红线的 横坐标距离确定开度，到达红线时控制 阀全开。 每发生一次喘振，反喘振控制阀动作线就 提前10%至校正动作线（图中绿线）。 只有复位后才回归原位。
（二）润滑脂 1、定义：是将稠化剂分散于液体润滑剂中 所形成的一种稳定的半固体。 2、作用：润滑脂涂于机械摩擦部位，在机 械表面形成一定强度的油膜，以减小摩擦磨 损，还可以防止金属氧化，填充机件空隙， 防止漏气、漏油、漏水，保证设备正常运转。
3、润滑脂的选用要根据机械的工作温度、 运转速度、负荷大小、工作环境和供脂方式 的不同，综合考虑，一般应考虑以下四个方 面的因素： （1）温度 温度对润滑脂的影响很大，环 境温度高和机械运转温度高的，应选用耐高 温的润滑脂，一般润滑脂的是温度都应低于 其滴点20~30摄氏度。 （2）转速 高速运转的机件温升高，温升 快，易使润滑脂变稀而流失，使用时应选用 稠度较大的润滑脂。
（3）机组静动件碰撞，机器破坏。 （4）密封破坏，尤其是氧气压缩机，严重 时大量气体外逸，引起爆炸恶性事故。 为此，设置防喘振保护系统。目前大型 压缩机组都设有手动和自动控制系统。即可 自动和手动打开回流阀或放空阀，确保压缩 机不发生喘振现象。
关于离心式压缩机的几个概念
喘振
所谓喘振是指当离 心式压缩机的入口流 量低于一特定值时压 缩机的能量头不足以 克服背压而在气道内 形成的一种周期性往
四、机械保护系统 1、轴向位移保护 离心式压缩机产生轴向位移，首先是由于有 轴向力的存在。而轴向力的产生过程如下： 在气体通过工作轮后，提高了压力，使工作 轮前后承受着不同的气体压力。如果所有叶 轮同向安装，则总轴向力相当可观。 从机组设计、制造、安装方面为了平衡压缩 机的轴向力，通常采取了： （1）设置平衡盘 （2）设置止推轴承 （3）采用双进气叶轮（4）叶轮背靠背安装。
内浮环
清洁油进口 外浮环
污油出口
清洁油出口
阻塞密封：常用于低压、低转速且工艺介质 可以与密封介质混合的工况。 密封原理：气体阻塞密封完全是利用梳 齿密封层次减压的原理。
密封气体
抽气
径向密封
所谓径向密封是指将介质在轴向的泄漏通过 一定的结构转变为径向的泄漏，并在径 向进行密封。其典型的结构形式是机械 密封式。目前在压缩机上使用较多的单 端面螺旋槽式机械密封、干气密封等均 是在机械密封的基础上加以改进而来。
2、机械振动保护 离心压缩机是高速运转的设备，运行中产生 振动是不可避免的。但是振动值超出规定范 围时的危害很大。对设备来说，引起机组静 动件之间摩擦、磨损、疲劳断裂和紧固件的 松脱，间接和直接发生事故。对操作人员来 说，振动噪音和事故都会危害健康。故此， 压缩机必须设置机械振动保护系统，当振动 达到一定规定值时，就能发出声光讯号报警 和联锁停机。
（7）抗氧化安定性：表示油品在使用和储 存过程中，在高温和金属催化下，油品抗氧 化作用的能力。抗氧化安定性越好，油品的 使用寿命就越长。 （8）总碱值：表示在规定条件下，中和存 在于1g油品中全部碱性组分所需的酸量，以 相当的氢氧化钾毫克数表示。是测定油品中 有效添加剂成分的指标，表示内燃机油的清 净性与中和能力。
轴向密封
轴向密封是防止介质沿轴向泄漏到机体外。 浮环密封：常用于中、高压离心压缩机中。这是因 为传统的机械密封在周速大于40m/s、温度高 于200℃以后很难适应。
浮环密封机理
浮环密封属于流阻型非接触式动密封，是 依靠密封间隙内的流体阻力效应而达到阻漏目 的。由于存在间隙，避免了固体摩擦，适用于 高速情况，即可封堵液体，也可封堵气体。
压缩机工况变化时的特性曲线
右下图所示为离心式压缩机的特 性曲线。若压缩机在设计工况A点下 工作时，气流方向和叶片流道方向一 致，不出现边界层脱离现象，效率达 最高值。当流量减小时(工作点向A1移动)， 气流速度和方向均发生变化，使非工作面上 出现脱离现象，当流量减少到临界值(A1)点 时，脱离现象扩展到整个流道，使损失大大 增加，压缩机产生的能量头不足以克服背压 （排气压力），致使气流倒流，倒流的气体 与吸进来的气体混合，流量增大，叶轮又可 压送气体。但由于吸入气体量没有变化，流 量仍然很小，故又将产生脱离，再次出现倒 流现象，如此周而复始。这种气流来回倒流 撞击的现象称为“喘振”，它将使压缩机产 生强烈的振动和噪声，严重时会损坏叶片甚 至整个机组。
浮环密封有下列优点：
1）密封结构简单，比机械密封 零件少。 2）对机器的运行状态并不敏感， 有稳定密封性能。 3）密封件不产生磨损，密封可 靠，维护简单、检修方便。 4）因密封件材料为金属，坚固 耐高温。 5）浮环可以多个并列使用，组 成多层浮动环，能有效的密封 10MPa以上的高压。 6）能用于10000～20000r/min的 高速旋转流体机械，尤其使用于 气体压缩机，其许用速度高达 100m/s以上，这是其他密封所不 能比拟的。
目前，大型机组普遍应用了在线的微机处理 技术，可以通过测量的数据进行采集、存储、 处理、绘图、分析和诊断。为压缩机的运行 维护、科学检修、专业管理提供可靠依据。 另外，我们还针对旋转设备应用手持式 测振仪实行动态检测。
3、防喘振保护系统 离心压缩机是一种高速旋转的 叶片式机械， 它的特性是在一定的转速下运行，随着输气 量的改变，排气压力、功率消耗和效率也会 相应发生变化，当压缩机在某个转速下运行。 压缩机的流量减少到一定程度时，会出现喘 振现象，对于离心式压缩机有着很严重的危 害。造成： （1）压缩机性能恶化，工艺参数大幅波动。 （2）对轴承产生冲击。
离心压缩机安全保护系统
为了保证离心压缩机的安全稳定运行， 必须设置一个完整的安全保护系统。 一、温度保护系统 观察、控制压缩机各缸、各段间的气体 温度、冷却系统温度、润滑系统油温、主电 机定子温度以及各轴承温度，当达到一定的 规定值就发出声光讯号报警和联锁停机。
二、压力保护系统 观察、控制压缩机各缸、各段间的气体 压力、冷却系统压力、润滑系统油压、当达 到一定的规定值就发出声光讯号报警和联锁 停机。 三、流量保护系统 观察、控制压缩机冷却系统水流量，当 达到一定的规定值就发出声光讯号报警。
堵塞
所谓堵塞．即流量已达最大值，如图 中的A2点，此时，压缩机流道中某个最小 截面处的气流速度达到了音速，流量不可 能继续增加。 从堵塞点(最大流量点)到喘振点(最 小流量点)这一范围，称为离心式压缩机的 稳定工作区。它的大小也是压缩机性能好 坏的标志之一。
由右图可看出，压 缩机真正安全的运行区 域是由四部分构成的。 1.脱口转速
2.密封工作最低转速
喘 振 工 况
脱扣转速
密封工作转速
3.喘振工况
4.堵塞工况
堵 塞 工 况
临界转速
转轴的转速达到某一数值时，轴 所受的外力频率与轴的自振频率一致， 将发生共振，此时轴的运转便不稳定而 发生显著的反复变形。严重时将使轴、 轴承、零件甚至于整个机械设备遭到破 坏，轴共振时的转速称为临界转速，常 用nc表示。 转轴的临界转速nc与转轴材料的弹 性特性，轴的形状、尺寸、支承形式以