压缩机
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
Propak Systems Ltd.
储气库压缩机培训
压缩机 元件组成
典型往复式压缩机
• 主要元件：
– – – – – – 压缩机机身-安装曲轴的地方 十字头中体&十字头 活塞杆和活塞 气缸 气阀 泄荷器
拐的数量取决于用户的需要或者说取决于电机功率
Typical Reciprocating Compressor
泄漏
• 填料并不能阻止气体泄漏到机身，进而泄漏到大气.曲轴箱中的轴 封和呼吸阀都是对大气敞开的。 • 泄漏一点点甜气到大气是可以接受的，但是酸性气体就是不允许， 我们需要通过吹扫的方式将所有的气体都放空到安全区域。
定距腔并带有盘根吹扫的选项
• JGZ和JGU也有长中体定距腔的可供选择，定距腔可以有足够的 空间加入吹扫系统
浇注气缸的材料(Stage 1 and 2)
• 灰铸铁 Gray Iron – ASTM A278 Class 40 – 安全系数– 10.0 – 用户很多小的气缸 • 韧铁Ductile Iron 80-55-06 – ASTM A536 – 安全系数– 10.0 – Used for many small cylinders
• 韧铁Ductile Iron 60-40-18 (1st Stage Cylinder)
– – – – ASTM A395 安全系数– 5.0 表面处理(Ion Nitriding) 大部分标准气缸的典型材料
渗碳处理
• Ariel会对有60-40-18和锻钢材料进行渗碳处理 • 渗碳的好处Benefits of Ion Nitriding
• PFVCP 是通过启动方式打开HE的余隙，开启仪表风压力是70125psi。设计为故障开FO。 • PFVCP 不管是开还是管，都能压缩机运行时开启或者关闭。
孔板余隙
• 在气阀底部增加容积/余隙。增加的这个余隙是固定的直到孔板拆 除 • 孔板只能人工拆除，并且只有压缩机关机状态下完成。
End Deactivation (Suction valve removal)
MAWP and RDP 定义
• 根据API-618，最高允许工作压力（MAWP）应该大于最高操作 压力的25psi或者大于最高操作压力10%。 • Ariel也遵循了最高操作压力RDP，因此最高允许操作压力与最高 允许工作压力也就是25psi和10%之间的差距。 • 安全阀的设计必须按照气缸最高操作压力RDP来设计保护气缸， 这样能够保证气缸压力不会超过最高工作压力 • MAWP 0-275 psig 275 and up RDP MAWP – 25 psig MAWP / 1.1
• 如果没有吹扫也可以独自的通道泄漏出去。
Distance piece protected by a purge system
• 10-15psi干气或者仪表风高于放空的压力注入定距腔室（10 SCFH 标准)，然后从填料放空管线放出来，保持定距腔室的正压，腔室 的正压从而可以成功阻止工艺气泄漏的情况下进入曲轴箱。
– 降低转速能够有效的对处理量进行控制 – 带变频器的马达或者发动机都能够降低转速 注明：CNPC 储气库压缩机（长庆实验站压缩机除外）都是运 行在固定的转速（995RPM)，因此只有通过余隙容积的控制 来达到对流量的控制。对流量控制还有一个就是回流调节， 但是回流调节对功率来说是不节能的。稍后的章节介绍回流 控制调节。
曲轴
• 压缩机的曲轴是将驱动器的功率通过转动的方式传递到压缩机
• 通过连杆瓦把曲轴和连杆连接在一起
连杆
• 连杆、十字头，十字头销都在中体里面 • 曲轴转动进而带动连杆运动，再通过十字头的导向作用把转动能 转化成往复的线性能。 • 每一个连杆都是独一无二的，它必须安装到它正确的位置，因为 每一个连杆的重量都不一样，通过计算进行配重分配，其重量都 会在连杆上能看到。通常都是打钢印到连杆上。
十字头和平衡螺母
• 每一个十字头重量是不一样的，因为在研磨过程中重量也会发生 变化。 • 十字头平衡螺母：它的重量也不是一样的，通过调节重量来达到 压缩机最终转动时的系统平衡。 • 十字头和平衡帽的选择决定于最小不平衡载荷和达到转动时的最 小振动
组装
滑履
活塞杆
活塞
十字头中体，活塞杆和活塞
• 双腔室中体： 它能够避免从填料那边漏过来的气体到曲轴箱机身里面
First stage cylinders with VVCP
Variable Volume Clearance Pocket
余隙头
• 余隙头可以在机组运行时进行手动调节，调节余隙头步骤如下：
– 松开锁紧手柄Loosen the locking handle – 顺时针转动螺纹来减小余隙，逆时针是增加余隙。 – 锁紧锁紧手柄
Head End Bypass
• 增加法兰接口将进口和出口连接起来，也就是旁通，将排气旁通 回到吸气缓冲罐，只有靠近活塞杆的吸气阀和排气阀进行作用.
• 可以在压缩机运行状态下远程开或者关。
吹扫系统
注明：所有CNPC的储气库压缩机 都没有吹扫管线
吹扫系统
• 目的
– 防止工艺气体泄漏进入压缩机机身 – 保护人身安全 – 室内环境
十字头和十字头销
• 十字头一般是灰铸铁、球Hale Waihona Puke Baidu铸铁、 铸造青铜组成（取决于型号） 十字头于连杆一起合作把曲轴的转动能转化成往复能传递到活塞
• 十字头销是用来连接十字头和连杆
• Other parts such as the end caps and the through bolt are shown • 其他部件-十字头销盖帽、连接螺丝。
处理量控制的装置
• • • • • •
VVCP – Variable Volume Clearance Pockets PFVCP – pneumatic fixed volume clearance pocket HCA – high clearance assemblies (valve spacer) End Deactivation – remove H.E. Suction Valves SVUL – Suction valve unloaders H.E. Bypass
• 拆除尾端的吸气阀将气缸的双作用改为单作用，这样气体压缩只 有从靠近活塞杆端部的活塞进行压缩。
• 如果双作用气阀改为单作用气阀，最好是拆除外端的吸气阀，拆 除靠近活塞杆端的吸气阀会造成振动过大及杆负荷不平衡。
Suction Valve Unloader
• SVUL吸气阀卸荷器实际就是讲吸气阀锁定了常开状态，因此尾 端的气阀完全无效，将气缸由双作用变为单作用。 • SVUL 吸气阀卸荷器的开启是通过70-100psi的仪表风，可以在压 缩机运行时远程遥控开启或者关闭。
端部最小的余隙空间
头端部的最小余隙空间
• 余隙容积是有一部分气体在活塞冲程过程中始终都是残留在那个 空间中，这部分空间的气体在吸气过程中的会一个再膨胀的过程。
尾部最小的余隙空间
Crank End Clearance
增加余隙的效率
• 再膨胀的冲程回程中，当气缸的压力减小到稍微比吸气压力低的 时候，进气阀由于入口缓冲罐或管线的压力高于气缸压力产生的 压力差而被推开，.吸气体积比和冲程的百分比是成正比的（主要 指气体进入气缸）。 • 通过增加余隙，容积效率（VE）减小非常明显;因此通过控制余 隙来控制气体进入气缸的进和出是非常明显的。 • 效率的关联 – 增加重新膨胀的期间 – 减小了吸气阀开启的时间 (Lower VE) – 降低了进入气缸的流速 – 降低了功率消耗
填料水冷
• 水冷填料盒的条件是高活塞线速度和气缸压力高，冷却填料盒通 常是用来去除活塞杆本体的热量及在高压力下/高活塞线速度下与 填料摩擦产生的热量。
气缸设计
气缸设计
• 基于ASME ASME VIII Div 1 • 气缸没有U钢印的，因为气缸不是压力容器，Ariel只是按照 ASME的标准来设计。
– 增加穿戴保护（类似油漆保护）和增加硬度 – 延长疲劳寿命。 – 抗腐蚀保护
The Ion Nitriding process
• 渗碳是在一个大容器里面完成，气缸材料接高压直流电的负极， 容器壁通正极，工艺气（N2，H2和CH4有效控制的进入容器里面， 通过高电压，N2氮气分解电离进入冲击影响气缸表面，表面形成 一氮化二铁 （白色）。 • 典型的白色层通常在0.001-0.003“厚，但是有效深度为0.006”0.008“深，低于该深度时，材料表面还是无变化的。
• 活塞杆和活塞杆可以是铸铁、灰铸铁或合金钢制造而成（取决于 型号）
• 双作用气缸同时在气缸两端压缩或吸收气体
处理量控制
• 为什么需要对量进行控制？
– 减小流量/消耗的功率 – 工口的改变 – 活塞杆负荷/温度变化
影响处理量的因素
• 余隙容积
– 增加余隙容积空间来减小容积效率和减小气体流速
• 驱动的转速
机身和十字头中体
• 铸铁的机身 用于安装曲轴和主轴瓦，同 时也为十字头的中体和气缸 提供了中间支撑 • 间隔条 间隔条是通过螺栓来支撑机 身顶部，这个螺栓是带有O 型圈用来防止飞溅的油渗出
机身和十字头中体
• 对于小型的压缩机来说，机身 和十字头中体可能就是整体铸 造出来的，它可能就不需要间 隔条 • 这铸铁的强度必须要满足支撑 气缸和活塞杆等重量，同时还 要满足驱动产生应力的载荷及 活塞杆承受的最大负荷。
润滑系统
曲轴箱润滑元件
• • • • •
过滤器Strainer 油泵Oil Pump 油压调节（逆流阀） 油滤Oil Filter 油位显示Oil level sight glass
强制润滑系统
独立的供油系统
Lubrication Distribution Block
• 每一个到气缸润滑系统都会有 润滑油分配块。 • 18的意思就是一个冲程的油量 是0.018立方英寸. • T&S意思就是这个分配块是两 个出口还是一个出口，一个出 口会有两个冲程的油量都最终 从一个出口出来。 • A single outlet will have twice the displacement as both ends will be routed to a single connection.
• 污染
– H2S – 酸性氢类 – 对污染要求比较高的场合
标准的定距腔和填料
• 压力填料盒的密封设计是通过一些列的填料密封环来降低压力， 而且降低到最后的压力是能够控制的水平，因此，填料密封并不 是说100%密封的，有一些气体是沿着活塞杆出来，有些是通过填 料泄漏出来。 • 上图是标准的JGZ和KBUStandard for JGZ and JGU.这个标准的定 距腔是没有吹扫系统的。
Pocket Closed
65% VE
Pocket 50% Open
26% VE
Variable Volume Clearance Pocket
• CNPC储气库所有压缩机一级都标配有余隙头（西南油田一级配 有FVCP） • VVCP通常都是安装在一级气缸，通过控制一级吸气的流量从而 达到控制整个机组的流量。 在二级或三级安装VVCP去控制量的 效率是很低的。
• 所有的VVCP铭牌上都会显示最大行程（一般都是英寸）或显示 多少圈的话余隙开XX%，这样操作者很容易就进行操作。 • 对于VVCP的最大行程是3”和24圈，如果操作者需要将VVCP打开 50%的话就只需要转动12圈或者是从关闭位置松开1.5”即可。
Pneumatic Fixed Volume Clearance Pocket
Lubrication Distribution Block
Lube Oil Type
Ariel Recommendation on Compressor Frame Oil
• 矿物质油 • 运行温度下的最低粘度至少60SUS(10cST)Minimum viscosity at operating temperature is 60 SUS (10 cST) • 标准推荐的油为：SAE 40 (ISO 150 grade) • 低灰或者无灰级Low ash or no ash • 添加不能有腐蚀或者腐蚀倾向，不能对轴瓦材料有同化作用。Oil additives must not be corrosive to lead or copper based bearing materials
储气库压缩机培训
压缩机 元件组成
典型往复式压缩机
• 主要元件：
– – – – – – 压缩机机身-安装曲轴的地方 十字头中体&十字头 活塞杆和活塞 气缸 气阀 泄荷器
拐的数量取决于用户的需要或者说取决于电机功率
Typical Reciprocating Compressor
泄漏
• 填料并不能阻止气体泄漏到机身，进而泄漏到大气.曲轴箱中的轴 封和呼吸阀都是对大气敞开的。 • 泄漏一点点甜气到大气是可以接受的，但是酸性气体就是不允许， 我们需要通过吹扫的方式将所有的气体都放空到安全区域。
定距腔并带有盘根吹扫的选项
• JGZ和JGU也有长中体定距腔的可供选择，定距腔可以有足够的 空间加入吹扫系统
浇注气缸的材料(Stage 1 and 2)
• 灰铸铁 Gray Iron – ASTM A278 Class 40 – 安全系数– 10.0 – 用户很多小的气缸 • 韧铁Ductile Iron 80-55-06 – ASTM A536 – 安全系数– 10.0 – Used for many small cylinders
• 韧铁Ductile Iron 60-40-18 (1st Stage Cylinder)
– – – – ASTM A395 安全系数– 5.0 表面处理(Ion Nitriding) 大部分标准气缸的典型材料
渗碳处理
• Ariel会对有60-40-18和锻钢材料进行渗碳处理 • 渗碳的好处Benefits of Ion Nitriding
• PFVCP 是通过启动方式打开HE的余隙，开启仪表风压力是70125psi。设计为故障开FO。 • PFVCP 不管是开还是管，都能压缩机运行时开启或者关闭。
孔板余隙
• 在气阀底部增加容积/余隙。增加的这个余隙是固定的直到孔板拆 除 • 孔板只能人工拆除，并且只有压缩机关机状态下完成。
End Deactivation (Suction valve removal)
MAWP and RDP 定义
• 根据API-618，最高允许工作压力（MAWP）应该大于最高操作 压力的25psi或者大于最高操作压力10%。 • Ariel也遵循了最高操作压力RDP，因此最高允许操作压力与最高 允许工作压力也就是25psi和10%之间的差距。 • 安全阀的设计必须按照气缸最高操作压力RDP来设计保护气缸， 这样能够保证气缸压力不会超过最高工作压力 • MAWP 0-275 psig 275 and up RDP MAWP – 25 psig MAWP / 1.1
• 如果没有吹扫也可以独自的通道泄漏出去。
Distance piece protected by a purge system
• 10-15psi干气或者仪表风高于放空的压力注入定距腔室（10 SCFH 标准)，然后从填料放空管线放出来，保持定距腔室的正压，腔室 的正压从而可以成功阻止工艺气泄漏的情况下进入曲轴箱。
– 降低转速能够有效的对处理量进行控制 – 带变频器的马达或者发动机都能够降低转速 注明：CNPC 储气库压缩机（长庆实验站压缩机除外）都是运 行在固定的转速（995RPM)，因此只有通过余隙容积的控制 来达到对流量的控制。对流量控制还有一个就是回流调节， 但是回流调节对功率来说是不节能的。稍后的章节介绍回流 控制调节。
曲轴
• 压缩机的曲轴是将驱动器的功率通过转动的方式传递到压缩机
• 通过连杆瓦把曲轴和连杆连接在一起
连杆
• 连杆、十字头，十字头销都在中体里面 • 曲轴转动进而带动连杆运动，再通过十字头的导向作用把转动能 转化成往复的线性能。 • 每一个连杆都是独一无二的，它必须安装到它正确的位置，因为 每一个连杆的重量都不一样，通过计算进行配重分配，其重量都 会在连杆上能看到。通常都是打钢印到连杆上。
十字头和平衡螺母
• 每一个十字头重量是不一样的，因为在研磨过程中重量也会发生 变化。 • 十字头平衡螺母：它的重量也不是一样的，通过调节重量来达到 压缩机最终转动时的系统平衡。 • 十字头和平衡帽的选择决定于最小不平衡载荷和达到转动时的最 小振动
组装
滑履
活塞杆
活塞
十字头中体，活塞杆和活塞
• 双腔室中体： 它能够避免从填料那边漏过来的气体到曲轴箱机身里面
First stage cylinders with VVCP
Variable Volume Clearance Pocket
余隙头
• 余隙头可以在机组运行时进行手动调节，调节余隙头步骤如下：
– 松开锁紧手柄Loosen the locking handle – 顺时针转动螺纹来减小余隙，逆时针是增加余隙。 – 锁紧锁紧手柄
Head End Bypass
• 增加法兰接口将进口和出口连接起来，也就是旁通，将排气旁通 回到吸气缓冲罐，只有靠近活塞杆的吸气阀和排气阀进行作用.
• 可以在压缩机运行状态下远程开或者关。
吹扫系统
注明：所有CNPC的储气库压缩机 都没有吹扫管线
吹扫系统
• 目的
– 防止工艺气体泄漏进入压缩机机身 – 保护人身安全 – 室内环境
十字头和十字头销
• 十字头一般是灰铸铁、球Hale Waihona Puke Baidu铸铁、 铸造青铜组成（取决于型号） 十字头于连杆一起合作把曲轴的转动能转化成往复能传递到活塞
• 十字头销是用来连接十字头和连杆
• Other parts such as the end caps and the through bolt are shown • 其他部件-十字头销盖帽、连接螺丝。
处理量控制的装置
• • • • • •
VVCP – Variable Volume Clearance Pockets PFVCP – pneumatic fixed volume clearance pocket HCA – high clearance assemblies (valve spacer) End Deactivation – remove H.E. Suction Valves SVUL – Suction valve unloaders H.E. Bypass
• 拆除尾端的吸气阀将气缸的双作用改为单作用，这样气体压缩只 有从靠近活塞杆端部的活塞进行压缩。
• 如果双作用气阀改为单作用气阀，最好是拆除外端的吸气阀，拆 除靠近活塞杆端的吸气阀会造成振动过大及杆负荷不平衡。
Suction Valve Unloader
• SVUL吸气阀卸荷器实际就是讲吸气阀锁定了常开状态，因此尾 端的气阀完全无效，将气缸由双作用变为单作用。 • SVUL 吸气阀卸荷器的开启是通过70-100psi的仪表风，可以在压 缩机运行时远程遥控开启或者关闭。
端部最小的余隙空间
头端部的最小余隙空间
• 余隙容积是有一部分气体在活塞冲程过程中始终都是残留在那个 空间中，这部分空间的气体在吸气过程中的会一个再膨胀的过程。
尾部最小的余隙空间
Crank End Clearance
增加余隙的效率
• 再膨胀的冲程回程中，当气缸的压力减小到稍微比吸气压力低的 时候，进气阀由于入口缓冲罐或管线的压力高于气缸压力产生的 压力差而被推开，.吸气体积比和冲程的百分比是成正比的（主要 指气体进入气缸）。 • 通过增加余隙，容积效率（VE）减小非常明显;因此通过控制余 隙来控制气体进入气缸的进和出是非常明显的。 • 效率的关联 – 增加重新膨胀的期间 – 减小了吸气阀开启的时间 (Lower VE) – 降低了进入气缸的流速 – 降低了功率消耗
填料水冷
• 水冷填料盒的条件是高活塞线速度和气缸压力高，冷却填料盒通 常是用来去除活塞杆本体的热量及在高压力下/高活塞线速度下与 填料摩擦产生的热量。
气缸设计
气缸设计
• 基于ASME ASME VIII Div 1 • 气缸没有U钢印的，因为气缸不是压力容器，Ariel只是按照 ASME的标准来设计。
– 增加穿戴保护（类似油漆保护）和增加硬度 – 延长疲劳寿命。 – 抗腐蚀保护
The Ion Nitriding process
• 渗碳是在一个大容器里面完成，气缸材料接高压直流电的负极， 容器壁通正极，工艺气（N2，H2和CH4有效控制的进入容器里面， 通过高电压，N2氮气分解电离进入冲击影响气缸表面，表面形成 一氮化二铁 （白色）。 • 典型的白色层通常在0.001-0.003“厚，但是有效深度为0.006”0.008“深，低于该深度时，材料表面还是无变化的。
• 活塞杆和活塞杆可以是铸铁、灰铸铁或合金钢制造而成（取决于 型号）
• 双作用气缸同时在气缸两端压缩或吸收气体
处理量控制
• 为什么需要对量进行控制？
– 减小流量/消耗的功率 – 工口的改变 – 活塞杆负荷/温度变化
影响处理量的因素
• 余隙容积
– 增加余隙容积空间来减小容积效率和减小气体流速
• 驱动的转速
机身和十字头中体
• 铸铁的机身 用于安装曲轴和主轴瓦，同 时也为十字头的中体和气缸 提供了中间支撑 • 间隔条 间隔条是通过螺栓来支撑机 身顶部，这个螺栓是带有O 型圈用来防止飞溅的油渗出
机身和十字头中体
• 对于小型的压缩机来说，机身 和十字头中体可能就是整体铸 造出来的，它可能就不需要间 隔条 • 这铸铁的强度必须要满足支撑 气缸和活塞杆等重量，同时还 要满足驱动产生应力的载荷及 活塞杆承受的最大负荷。
润滑系统
曲轴箱润滑元件
• • • • •
过滤器Strainer 油泵Oil Pump 油压调节（逆流阀） 油滤Oil Filter 油位显示Oil level sight glass
强制润滑系统
独立的供油系统
Lubrication Distribution Block
• 每一个到气缸润滑系统都会有 润滑油分配块。 • 18的意思就是一个冲程的油量 是0.018立方英寸. • T&S意思就是这个分配块是两 个出口还是一个出口，一个出 口会有两个冲程的油量都最终 从一个出口出来。 • A single outlet will have twice the displacement as both ends will be routed to a single connection.
• 污染
– H2S – 酸性氢类 – 对污染要求比较高的场合
标准的定距腔和填料
• 压力填料盒的密封设计是通过一些列的填料密封环来降低压力， 而且降低到最后的压力是能够控制的水平，因此，填料密封并不 是说100%密封的，有一些气体是沿着活塞杆出来，有些是通过填 料泄漏出来。 • 上图是标准的JGZ和KBUStandard for JGZ and JGU.这个标准的定 距腔是没有吹扫系统的。
Pocket Closed
65% VE
Pocket 50% Open
26% VE
Variable Volume Clearance Pocket
• CNPC储气库所有压缩机一级都标配有余隙头（西南油田一级配 有FVCP） • VVCP通常都是安装在一级气缸，通过控制一级吸气的流量从而 达到控制整个机组的流量。 在二级或三级安装VVCP去控制量的 效率是很低的。
• 所有的VVCP铭牌上都会显示最大行程（一般都是英寸）或显示 多少圈的话余隙开XX%，这样操作者很容易就进行操作。 • 对于VVCP的最大行程是3”和24圈，如果操作者需要将VVCP打开 50%的话就只需要转动12圈或者是从关闭位置松开1.5”即可。
Pneumatic Fixed Volume Clearance Pocket
Lubrication Distribution Block
Lube Oil Type
Ariel Recommendation on Compressor Frame Oil
• 矿物质油 • 运行温度下的最低粘度至少60SUS(10cST)Minimum viscosity at operating temperature is 60 SUS (10 cST) • 标准推荐的油为：SAE 40 (ISO 150 grade) • 低灰或者无灰级Low ash or no ash • 添加不能有腐蚀或者腐蚀倾向，不能对轴瓦材料有同化作用。Oil additives must not be corrosive to lead or copper based bearing materials