离心式压缩机的平面布置与管道设计
第四讲_离心式压缩机_第9节_与管路联合工作及工况调节
第九节 与管路联合工作及工况调节
与管路联合工作及工况调节
4.9.1 离心压缩机装置特性 4.9.2 离心压缩机的串并联 4.9.3 离心压缩机的工况调节
离心压缩机装置特性
和离心泵相同
•通过压缩机的气体流量=管道气体流量 •压缩机增压ΔP=管路阻力降 •工作点：压缩机性能与管路特性 •工作点变化：节流、旁路、切割叶轮、
END
能曲线 优点：操作方法简单
方便，最经济
离心压缩机的工况调节
⑷ 转动进口导叶（进气预旋调的工况调节
离心压缩机的工况调节
⑸ 转动扩压器叶片 原理：改变扩压器叶片角减小冲击损失 目的：改变机器喘振点，扩大压缩机稳定工况范围 优点：操作方法简单 缺点：经济性差
➢ 阀全开时：
ps pa ps Qs曲线1
➢关小调节阀：
ps 、pd 进气压力曲线2 曲线向左下方移动，ps Qs曲线3
➢进一步关小：
ps 、pd 进气压力曲线4 曲线向左下方移动，ps Qs曲线5
进口就节流调节实际上是改变了压缩 机的性能曲线。
离心压缩机的工况调节
⑶ 改变转速调节 原理：改变压缩机性
离心压缩机的串并联
⑵ 离心压缩机的并联
应用场合： ① 增加供气量； ② 气量很大，一台困难 ③ 用气量变动，利用台数控制
并联特性： ①总流量增加，但单台流量…… ②若并联后管路阻力系数增大……
离心压缩机的工况调节
合理选择压缩机，应该使压缩机能在设计工况附近操作， 因为这时压缩机的效率最高。但由于生产上工艺参数不可避免 的会有变化，所以经常需要对压缩机进行手动或自动调节，使 压缩机能适应生产要求，改变工况点，以保持生产系统稳定。
变转速等
化工生产车间布置设计
(3)在管廊上方有空冷器时 ①如泵的操作温度为340℃以下则泵布置 在管廊外侧，泵出口中心线伸出管廊距柱中 心线0.6m，泵的驱动机在管廊内侧。 ②如泵的操作温度等于或大于340℃，则 泵布置在管廊外侧(包括泵的驱动机)，泵出 口中心线距管廊中心线3m。 (4)管廊内两排泵对称布置时，中间通道宽 度不应小于2m，两台泵之间的最小净距为
（5）设备布置尽量采用露天布置或半露天框架 式布置形式，以减少占地面积和建筑投资。比较 安全而又间歇操作和操作频繁的设备一般可以布 置在室内。 （6）要为工人操作创造良好的采光条件，布置 设备时尽可能作到工人背光操作，高大设备避免 靠窗布置，以免影响采光。 （7）要最有效地利用自然对流通风，车间南北 向不宜隔断。放热量大，有毒害性气体或粉尘的 工段，如不能露天布置时需要有机械送排风装置 或采取其他措施，以满足卫生标准的要求。 （8）装置内应有安全通道、消防车通道、安全 直梯等。
2．泵距和基础标高
（1）泵距 小型泵0.75～1.2m 中型泵1.5～2.1m 大型泵1.5～2.7m
（2）泵设备基础标高一般在0.3m。
3. 管廊下多泵的布置
(1)有多台泵的装置，泵宜在管廊下成排 布置，泵出口中心线取齐。
(2)在管廊上无空冷器时，泵在管廊内侧 ，泵出口中心距管廊柱中心0.6m。
化工厂房平面型式：
一般有长方形、L型、T型和П型。
2.4厂房的宽度
一般单层厂房宽度不宜超过30m，多 层 厂 房 宽 度 不 宜 超 过 24m ， 厂 房 常 用 宽 度 有9m、12m、14.4m\15m、18m和24m。厂 房中柱子布置既要便于设备排列和工人操 作,又要有利于交通运输。
在进行车间布置时，要考虑厂房安全 出入口，一般不应少于两个。如车间面积 小，生产人数少，可设一个，车间门向外 开。
大型氨制冷系统(离心压缩机)设计技术条件-2023最新
大型氨制冷系统（离心压缩机）设计技术条件1、范围本文件规定了大型氨制冷系统压缩机、氨制冷系统及其配套设备的设计条件及技术要求。
本文件适用于蒸发温度-40℃及以上，水冷冷凝或空冷冷凝的大型离心式氨制冷系统。
2、规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。
其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T 9237《制冷系统及热泵安全与环境运行》GB/T 17213《工业过程控制阀》GB/T 4213 《气动调节阀》IEC 60534《Industrial-process control valves》GB/T 150.1~150.4《压力容器》GB/T 151《热交换器》TSG 21《固定式压力容器安全技术监察规程》NBT 47012《制冷装置用压力容器》HG/T 20580《钢制化工容器设计基础规范》GB/T 20801《压力管道规范工业管道》GB 18218-2018《危险化学品重大危险源辨识》GB 36894-2018《危险化学品生产装置和储存设施风险基准》GB/T 3215-2019 《石油、石化和天然气用工业离心泵》GB 18613《中小型三相异步电动机能效限定值及能效等级》HG/T 20570.5《泵的系统特性计算和设备相对安装高度的确定》HGJ 532《化工管道过滤器》ANSI/FC170-2《Control Valve Seat Leakage》AGMA 6011《Specification for High Speed Helical Gear Units》GB 8542《透平齿轮传动装置技术条件》GB/T755《旋转电机定额和性能》GB/T30254《高压三相笼型异步电动机能效限定值及能效等级》GB50016-2010《建筑设计防火规范》SH/T 3206-2019 石油化工设计安全检查标准GB/T 4208-2017 《外壳防护等级（IP代码）》GB/T 6075《机械振动在非旋转部件上测量评价机器的振动》IEC 61131 《Programmable controllers》GB/T 15969 《可编程序控制器》ISA75.01.01《Flow Equations for Sizing Control Valves》MSS SP-61-2013《Pressure Testing for valves》以上标准以最新标准为准。
离心式压缩机.课件
3）润滑油冷却器：润滑油冷却器用于返回油箱的油温有所升高的润滑油 冷却，以控制油温升高。油冷器一般配置两台，一台使用，一台备用， 当投用的油冷器冷却效果不能满足要求时，要切换至备用的油冷器， 将停用的油冷器清洗后备用。
3、检查联轴节。 4、拆卸联轴节，检查其不平衡性。 5、检修或更换密封。 6、消除油膜涡动对轴承影响 7、设法使压缩机运行条件偏离喘振点。
8、气体带液体或杂质侵入
8、更换密封、排放积水。
9、叶轮过盈量小，在工作转速下消失。 9、消除叶轮与轴装配过盈小的缺陷。
离心式压缩机故障
压缩机 喘振
1、运行点落入喘振区或离喘 振线太近。
3）工艺系统 按规定时间和路线，检查工艺系统各部位的 温度、压力、液面的指示值，发现偏离及时调节，确保工 艺系统正常运行。
离心式压缩机的使用维护
4）主机 主机是检查维护的主体，要按规定时间，严格检 查各轴承的振动、瓦温、回油情况、转速和轴位移的指示 情况，如发现偏离操作指标规定的范围，要采取有效措施， 排出故障因素，使主机运行正常。
径向轴承是影响其安全工作和 使用率的关键零件之一，常用 可倾瓦轴承，可倾瓦支撑轴承 包括沿中心线 剖分的圆柱形轴承套和五个可 倾斜的扇形轴瓦，瓦块可以使 转子偏心，可以优化轴承瓦块 上的载荷分布情况，并且形成 更好的油楔。
油锲倾斜块式径向轴承
1．瓦块 2.上轴承套3.螺栓4.圆柱销5.下轴承套 6．定位螺钉 7.进油节流圈
移大波动 不好，压比变化大。
离心式压缩机叶轮
2、叶轮 叶轮又称工作轮，是压缩机的最主要的部件。叶轮随主轴高速旋转，对气
离心压缩机入口管道系统直管段参数的确定
离心 式压缩 机 在 石 油化 工装 置 中普 遍应 用 ， 而
流量计 来说 ， 小 变形 的速度 剖面 图作为 临界要求 ， 最 例如 ，Ｌ 孑 板或测 流 嘴。等 速 流 分 布 的档 案 资料 是 通 过 长而 直 的管道 流程和 流量计 上游 的层流 均衡器测 得 的 ｊ 。直管 的长 度 是 一 个 关 于上 述 直 管 道 系 统 结 构和孔 板 （ 流 嘴 ） 径 与 管道 直 径 的 比值 的 函 测 直 数 。流量 计量精 确 度 的要 求 是 完 全合 理 的 ， 且 已 并
且 属于较 大型 的转 动 设 备 ， 为装 置 提 供 动力 。流体 分 布特性是 一个 关 于 压缩 机 上游 管道 结 构 的 函数 ， 其 入 口管 道 的设 计计算 和直 管段 长度 与布置直 接影 响 到压缩机 的性 能和 效率 。但 在 实 际 设计 时 ， 口 人
管 道的布置 通 常被忽 视 ， 面 就 其人 口管 道设 计 及 下
（ ａｔ ｈｎ ｅｉｎＢａ ｃ ， ｈｎ ｅ ｏ ｕ ｎ ｉ ｅｉ ｏｓｒｃｏ ｏ ，Ｑｎ ｄｏ ２ ６ ７ ，Ｃ ｉａ Ｅ ｓ Ｃ ｉ Ｄ ｓ ｒｎｈ Ｃ ｉ Ｐ ｔ ｌ ｍ Ｅ ｇｎ ｒ ｇＣ ｎｔ ｔ ｎＣ ． ｉｇ ａ ６ ０ １ ｈｎ ） ａ ｇ ａ ｒｅ ｅ ｎ ｕｉ
流程 中管件 的直径 Ｐ一 管 道直 径 随着 ／值 的增 大 ， ３ 按假 设 要 求 布置 的直 管 长度 也 随之增长 ， 因是 ： 对 于 一定 值 管 道 直径 ， 板 原 相 孔 尺寸 增大就 要求 更 均匀 的速 度 分 布 ， 以直 管 的长 所 度就 随之增 大 了。 以下 简要 概括 了直管 流程对 于各
道标准非常有限， 因此本文试 图通过特性实验管道 现行 的标 准 Ａ ＭＥ Ｐ ｗ ｒ ｅｔ ｏ ｅＰ Ｃ １ Ｓ ｏ ｅ ｓ Ｃ ｄ Ｔ ． Ｔ ０得 到 流
离心式压缩机方案
6.2.7离心式压缩机安装方案（一）、工程概况220万吨/年蜡油加氢装置有循环氢压缩机组一台，为离心式压缩机，构造型式为径向剖分筒形离心式压缩机，单段压缩；压缩机由3.5MPa背压式蒸汽轮机驱动，汽轮机调速器采用电子调速器，为指导该压缩机旳施工，特编制此原则方案。
（二）、编制根据1、《化工机器安装工程施工及验收规范（离心式压缩机）》(HGJ205-92)；2、《乙烯装置离心压缩机组施工技术规程》(SHJ519-91)3、《压缩机、风机、泵安装工程施工及验收规范》(GB50275-1998)；4、《机械设备安装工程施工及验收通用规范》（GB50231-1998）5、《石油化工设备基础施工及验收规范》(SH3510-)；6、《石油化工设备安装工程质量检查评估原则》SH3514-；7、《石油化工施工安全技术规程》SH3505-1999；8、《石油化工工程建设交工技术文献规定》SH3503-；（三）、施工准备1、设备开箱完并报检合格，随机带资料文献齐全；2、基础验收、交接完，有关施工资料齐全；基础上安装基准线、定位线及标高线已标定，麻面已铲凿，垫铁窝已处理；3、厂房范围内地下工程完毕，场地平整，地面已硬化；4、压缩机棚施工完，吊车满足使用规定；6、临时用电、用水已具有，消防设施符合规定；7、工具准备齐全、性能满足安装规定；8、安装、检查使用旳测量及检查用仪表、仪器准备齐全，精度符合原则，检查合格并在有效有效期内。
（四）、施工工艺环节及控制1、施工工艺环节(见下页)2、施工工艺及控制（1）施工图纸会审设计图纸到位后，由监理单位、总承包单位、设计单位、施工单位进行设计交底和图纸会审。
设计交底规定设计单位将图纸旳设计规定及所执行旳原则、规范加以明确，保证设计规定与实际施工紧密结合；图纸会审规定各方将设计图纸中存在旳问题及早暴露，及时加以修改、纠正，从而防止在现场实行中导致障碍，影响工程进展，使得质量目旳无法实现。
离心式压缩机包装标准
离心式压缩机包装标准离心式压缩机是一种广泛应用于石油、化工、冶金、纺织等工业领域的设备，其性能和质量对整个生产过程具有重要的影响。
为了确保离心式压缩机的安全运输和使用，制定合适的包装标准至关重要。
本文将介绍离心式压缩机包装标准的相关内容。
1. 离心式压缩机包装标准的目的和范围：离心式压缩机包装标准的目的是为了规范离心式压缩机的包装过程，确保设备在运输过程中不受损坏，并方便用户在安装和使用过程中的操作。
本标准适用于各种型号、规格的离心式压缩机。
2. 离心式压缩机包装的一般要求：（1）离心式压缩机的包装应符合国家相关法律法规和标准，如GB 50160《石油化工企业设计防火规范》、SH 3012《石油化工管道布置设计通则》等。
（2）包装材料应具有足够的强度、耐磨性和耐腐蚀性，以保护离心式压缩机免受运输过程中的损坏。
（3）包装过程应严格遵循操作规程，确保离心式压缩机在运输过程中不受机械撞击、振动和挤压等。
3. 离心式压缩机吸气管道、排气管道、润滑油及封油管道的设计要求：（1）吸气管道和排气管道的设计应符合离心式压缩机的工作原理和性能要求，确保气体流动的顺畅和设备的正常运行。
（2）润滑油及封油管道的设计应考虑到设备的润滑和密封性能，确保设备在运行过程中的可靠性和稳定性。
4. 离心式压缩机支吊架设置要求：（1）吸气和排气管道支吊架的设计应考虑到管道重量、设备振动等因素，确保管道系统的稳定性和安全性。
（2）分支管支架的设计应满足管道连接的牢固性和可靠性，以便于操作和维护。
5. 离心式压缩机的包装检验：离心式压缩机在出厂前应进行严格的包装检验，确保设备在运输过程中不受损坏。
包装检验内容包括：外观检查、尺寸检查、重量检查、材质检查等。
总之，离心式压缩机的包装标准涵盖了设备的运输、安装、使用等多个方面，对于确保设备的正常运行和安全具有重要意义。
在实际操作过程中，应严格按照包装标准进行操作，以降低设备在运输和使用过程中的风险。
离心式压缩机技术规定
规章制度：________ 离心式压缩机技术规定单位：______________________部门：______________________日期：______年_____月_____日第1 页共23 页离心式压缩机技术规定1.1范围本规定连同订货合同书/询价书和数据表一起提出对离心式压缩机及辅助设备等在设计、制造、检验、试验等方面的基本要求。
1.2工程特殊要求“工程特殊要求”是根据用户特殊要求或现场的特殊要求以及特定工程设计基础数据对本通用规定有关条款所作的修改，作为本通用规定的附件。
当“工程特殊要求”与本规定发生矛盾时，以“工程特殊要求”为准。
1.3准和规范1.3.1下列标准和规范及附件A列出的标准和规范的最新版应构成本规定的一部分：·API617一般炼油厂用离心式压缩机·或JB/T6443离心压缩机(根据具体工程的要求选用)·API613炼油厂用特殊用途齿轮箱·API614特殊用途的润滑油，密封油及调节油系统·API670振动、轴位移和轴承温度监控系统·API671炼油厂特殊用途联轴器1.3.2卖方必须使其设计、制造、检验和试验等符合规定的标准和规范以及有关的法规要求。
1.3.3当买方的数据表/工程规定与规定的标准和规范或法规要求有偏离时，卖方应及时将偏离内容提交买方供确认。
1.4数据表及相关规定第 2 页共 23 页1.4.1买方数据表给出基本的工艺数据和特殊要求。
1.4.2装置通用工程规定与离心式压缩机组的设计、制造、检验、试验等有关的相关专业工程技术规定，在工程设计中必须遵守执行。
1.4.3当卖方不能接受买方数据表或工程技术规定的某些条款时，卖方应及时通知买方，列出偏差表并推荐可选的设计以征求买方意见。
1.5卖方图纸和资料要求1.5.1卖方应按买方采购申请单要求的图纸和资料的项目和进度分期分批提交图纸和资料。
具体要求将在合同中进一步明确。
空分装置离心式空压机空气管道设计
空分装置离心式空压机空气管道设计摘要：近年来，随着社会的发展，我国的现代化建设的发展也有了很大的改进。
国民经济的发展,空分装置的规模日趋大型化,离心空压机组作为空分装置的核心设备,为其提供原料气及能量,处理量亦随之向着大流量、高压力、高转速、大功率的方向发展。
因此,在空压站的设计中,合理布置离心空压机组及相关管道,对减少后期维护成本、减少能耗等方面非常重要。
关键词：空分装置；离心式空压机；空气管道设计引言离心式空压机是整个空分装置核心设备之一。
原料空气经过滤后，由离心空压机压缩至一定压力后送空分装置下阶段工序处理。
目前国内空分装置朝着大型化方向发展，离心式空压机的空气处理流量较大，进出口管道基本在DN1000以上，并且由于空压机出口一般不设置后冷却器，空压机出口空气温度较高，则空压机空气管道设计过程中，需综合考虑管道振动、管道补偿以及管口力、力矩等因素，管道合理、准确设计，对于离心式空压机稳定运行起到关键作用。
1空气入口管道的设计离心式空压机空气入口管道与空压机为水平连接，管道设置有检查人孔。
入口管道与空压机入口间设置有膨胀节（橡胶材质），从而减少空压机自身振动对入口管道带来的影响。
入口管道一般为碳钢材质，为防止后续生产过程中，入口管道内部锈渣吸入空压机，对空压机造成损坏，入口管道安装时，管道内表面需进行严格的除锈，管道内壁需光滑清洁，表面应显示均匀金属光泽，除锈等级不低于Sa3。
如投资允许，空压机入口管道宜选用不锈钢材质。
2空压机的管道设计离心空压机上方及四周的管道,不能妨碍压缩机的吊装及维修,管道不应布置在转子抽出范围内。
2.1气路系统管道设计 2.1.1吸人口管道设计在压缩机的吸人口管道上一般都需要安装空气过滤器。
空气通过空气过滤器进人压缩机时,在满足进口管道应力以及压缩机管嘴允许受力的条件下,管道要尽量地短而直,这样可以减少进口阻力,吸气管总长度不宜超过25米。
管道设计时要按优先考虑采用自补偿的方式,当无法满足时,方可采用补偿器。
SEPD 离心式压缩机配管设计规定
设计标准SEPD 0113-2002实施日期2002年3月26日中国石化工程建设公司离心式压缩机配管设计规定第 1 页共 6 页目 次 1 总则 1.1 目的 1.2 范围 1.3 引用标准 2 配管设计 2.1 一般要求 2.2 吸气管道 2.3 排气管道 2.4 润滑油及封油管道 3 支吊架设置 3.1 吸气和排气管道支吊架 3.2 分支管支架1 总则1.1 目的 为了统一石油化工装置离心式压缩机的配管设计，特编制本标准。
1.2 范围1.2.1 本标准规定了石油化工装置离心式压缩机配管的一般要求，吸气管道、排气管道、润滑油及封油管道的设计，以及支吊架设置等要求。
1.2.2 本标准适用于石油化工装置离心式压缩机的配管设计。
1.3 引用标准使用本标准时，应使用下列标准最新版本。
GB 50160 《石油化工企业设计防火规范》SH 3012 《石油化工管道布置设计通则》SEPD 0112 《往复式压缩机配管设计规定》2 配管设计2.1 一般要求2.1.1 离心式压缩机配管设计应符合GB 50160和SH 3012中有关压缩机的管道布置要求。
2.1.2 配管设计应符合工艺管道和仪表流程图（以下简称PID）与制造厂图纸中有关管道流程的设计要求。
2.1.3 管道的走向，支吊架和补偿器的设置均应考虑到减少机械设备管嘴的受力和力矩。
2.1.4 压缩机吸气和排气管道的布置应通过应力分析确定，使压缩机吸气和排气管嘴所受作用力和力矩，小于其允许值，并使其叠加的合力和合力矩亦小于其允许值。
2.1.5 管道和阀门布置，应不妨碍设备检修且便于操作。
2.1.6 在满足管道热补偿和机械允许受力的条件下配管应采用最短运行路线和最少数量的管件。
2.1.7 应采用或参照已有成功运行经验的管道布置实例。
2.1.8 离心式压缩机壳体有垂直剖分型和水平剖分型两种基本形式：a) 垂直剖分型压缩机，其前面不得有管道及其他障碍物；b) 水平剖分型压缩机，其上方不得有管道及其他障碍物。
浅析空分装置压缩机厂房、设备布置及配管设计
浅析空分装置压缩机厂房、设备布置及配管设计作者：张涛来源：《名城绘》2020年第04期摘要：空分装置离心式压缩机是空分装置核心设备之一，而厂房、设备平面布置和配管设计是压缩机厂房设计的重要内容本文就离心压缩机厂房、设备布置及管道设计注意要点进行简要论述。
关键词：压缩机厂房;设备布置;配管设计一、空分装置压缩机厂房、设备布置设计空分装置离心式压缩机动力来源通常采用电力驱动或蒸气透平，两种形式需结合项目所在地区特点从经济性、可靠性等方面考虑进行设备选型。
压缩机厂家根据用户提供的各项工艺条件确定压缩机型号并提供相关压缩机安装图纸。
在进行压缩机布置设计前需确定空压机入口过滤器的摆放位置，通常空压机入口过滤器的布置需结合全厂其他装置的布置情况，结合全年风向以保证过滤器入口吸入空气质量为原则确定空压机入口过滤器的布置方向，当空压机入口过滤器空气吸入口及排出口方向确定后空压机入口即朝向空气过滤器，整个空压机布置方向也基本确定。
厂房的长度、宽度的确定需根据压缩机厂家提供的设备安装图纸要求，通常情况下压缩机的级间冷却器需考虑抽芯检修的空间，在压缩机的设备安装图中通常会标出，压缩机布置时需要在厂房墙面与压缩机间留出足够的距离以满足级间冷却器的抽芯检修。
同时在压缩机厂房布置时需考虑压缩机操作检修平台的设置空间且压缩机基础与厂房基础需脱开以确保压缩机运行时产生的震动不影响厂房结构，一般情况下压缩机与厂房之间至少应留有2.5米的净距以满足压缩机检维修的要求。
厂方的宽度应能够与厂房桥式起重机跨度相匹配，如采用标准跨度28.5m的桥式起重机时厂房的跨度则可按30m考虑。
而压缩机厂房起重机安装高度的确定可根据厂家提供的压缩机检修部件的最大起吊高度确定起重机的安装高度，起重机安装高度计算方法如下图：桥式起重机的起吊重量需满足压缩机最大检修部件的起吊要求。
在压缩机厂房布置时还应留有检修区域用于压缩机部件的临时放置，检修区域需靠近厂房检修大门，大门外道路与装置主运输道路连通便于运输车辆进出厂房。
离心压缩机组的管道设计
３”
２”
８０
３ ５
８”
６”
５ ６ ０ ０
１” ３ ３ ０ ０ ２ ２
４” ３”
２”
１ ２ ０ ０ ２ ． ３～ ２ ． ５ ７ ５ ０
２ ６ ０
平衡气管包括 一次平衡和二次平衡 （ 缓冲气） 管路 。 平衡盘下游的压力， 一般 认为等于缸体的入 口压力， 但实际上回气管路中压力损失， 当平衡盘密封 间 隙增大 时， 回气管气流速度加大， 压力损失就越大 ， 两端压差值 也大， 因而必
Ｖ（ ｍ ／ ｓ ｅ Ｃ）
流通 量
Ｌ ／ ｍ ｉ ｎ
５ ０ ５ Ｏ ３ ４ ７ ０
２ ７ ９ ０ ２ １ ９ Ｏ １ ６ ６ ０
（ 一） 进油管计算 原则 各润滑油点和密封油 的耗油量 ， 根据有关 资料确定后， 在计算 管径 时要 把油量加一个系数 ， 推荐值为 １ ． ３。因为在进 油管路 上有调压装置， 富裕 的 大流 量便 于调 压 ， 同时也 为 了保证 管 路流 速 不 至过 大 。流 速见 表 １ 。 表１ 润 滑和 密封 油管线 的管路击 见 格 与流速
３Ｇ Ｃ３ 级
倍进行选择管径。见表２ 。 回油管的支管和总管必须有４％ 的坡度 （ Ａ Ｐ Ｉ ６ １ ４ 规定） ， 个别也有取２ ． ５ 在回油支 管上必须有视镜和测温螺孔 ， 采用叠片或膜盘联轴器联接时，
输送无毒 、 非可燃流体介质， 设计压 力小于或者等于１ ． ０ ＭＰ ａ ， 并且设计
须限制平衡气管路 中的气流速度， 这个速 度必须限制在 １ ０ －２ ０ ｍ ／ ｓ ｅ ｃ 。如果 超过２ ０ ｍ ／ ｓ ｅ ｃ， 就要 考虑一系列影 响， 如平衡 盘下游压力升 高， 引起轴 向力 的增加 ， 进气温度变化等。除一次平衡气管路必须限制管速外， 其余 的平衡 气管 、 充气管、 排火炬管路也要考虑 ， 流速一般 也限制在２ ０ ｍ ／ ｓ ｅ ｃ。 ３ 离心压缩机的工程气管路设计 ３ ． １ 工业管道的Ｇ Ｃ 分类 工业管道是指企业 、 事业单位 所属 的用于输送工艺介质的工艺管道 ， 公 用工程管道及其他辅助管道。 划分 为： Ｇ Ｃ１ 级、 Ｇ Ｃ ２ 级、 Ｇ Ｃ ３ 级。 离心压缩 机压力 管道需按工业管道 的Ｇ Ｃ 分类 ，作为压力管道用材料 的设计选材依 据。 １ 符合下列条件之一的工业管道为Ｇ Ｃ １ 级： （ １ ） 输送Ｇ Ｂ ５ ０ ４ ４ — ８ ５ 《 职业接触 毒物 危害程度分级》 中规定的毒性程度
浅谈离心式压缩机配管设计
（ １ ） 多 台并联压 缩 机 的各入 口管道应 从 总管 的顶 部接 出 。 （ ２ ） 当吸人 介质 为饱 和 气体 时 ， 人 口管道 应 保温 或伴 热 。 （ ３ ） 可燃 气体压 缩机人 口应设 置切 断阀 ， 切断 阀应为 闸阀 。 氢 气压 缩机人 口
１ 、 压缩 机 入 口管 道 的一 般设 计要 点 （ １ ） 压缩机 组应尽量 靠 近上游设 备 ， 使 压缩机 入 口管 道短 而直 ， 所用 弯头最 少。
（ ２ ） 压缩机吸人气体可能夹带液体或易产生凝液时， 应在人 口管道上设置 分液罐或分液包 。 分液罐或分液包后的管道应予保温。 （ ３ ） 压 缩机 人 口管 道上 应设 置人 孔或 可拆 卸短节 ， 以便 在 开机前 安 装临时
振动 。
离心 式压缩 机壳 体有 两种基 本形 式 ： 垂 直 剖分型 用于 高压 ， 水 平剖分 型用 于 低压 或 中压 。 垂 直剖 分型压 缩机 前 面不得 有管 道及其 他 障碍物 ， 水 平剖 分型
压缩机上部不得有管道和其他障碍物 如果必须设置管道 ， 应采用法兰连接 ， 以 便 拆卸 。 （ １ ） 进出口管道的布置， 在满足热补偿和允许受力的条件下， 应尽量减少弯 头 数量 ， 以减 少压 降 。
（ ２ ） 离心 式压缩 机、 轴 流式压 缩机进 出 口管 嘴一般 朝下 ， 压缩机 壳体 中心支 撑。 机 器运 行 中 ， 自机器 中分 面至 出 口法 兰 向下的 热胀量 均应 由管 道上 设置 的 补 偿器 吸 收
（ ２ ． ４ ） 管 线配 管有 问题 ， 管线过 柔 ， 自振频 率 过小 ， 管线 也容 易振 动 。 （ ２ ． ５ ） 与 此管 线相 连 的其他 管 线振 动 ， 引 起此管 线 振动 （ ３ ） 问题 处理 经过审 定与项 目经理 沟通 ， 决定派配 管设 计人与 应力设计 人到 现场详 细了
大型空分装置压缩机组的布置及配管
大型空分装置压缩机组的布置及配管摘要：随着煤化工装置的日趋大型化，空分装置随之大型化，这对配套的压缩机组提出了更高的要求，本文对某项目配套的100000Nm³/h国产压缩机组的布置及配管进行分析。
关键词：压缩机组；布置；配管引言对于空分装置中离心式压缩机的布置和配管，必须综合考虑离心式压缩机的使用环境、布置型式等因素。
1 压缩机组的布置1.1 压缩机厂房对于大型离心式压缩机，考虑到其检维修部件重量较大、运行过程中产生的噪声较大等因素，应布置在压缩机厂房内。
而对于小型离心式压缩机，考虑其检维修部件重量较小、运行过程中产生噪音相对较小，可露天布置。
在满足生产、方便维修和符合环境保护的条件下，压缩机厂房推荐设计成敞开或半敞开式（半敞开式可设计成操作平台以下敞开，平台以上封闭或部分封闭的方案）。
设计成封闭式或敞开式厂房，应结合当地气象条件采取相应措施。
如神华宁煤项目空分装置的建设地点为银川市，地处北方多风沙、冬季寒冷，此时应选用封闭式厂房。
1.2 压缩机组及其附属设备的布置此套空分装置的压缩机组由空气压缩机、空气增压机、汽轮机、油站和高位油箱等组成。
空气压缩机宜布置在被抽吸的设备附近，其附属设备宜靠近机组布置；而吸风口应布置在有害气体及固体尘埃散发源的全年最小频率风向的下风侧，且与散发碳氢化合物（尤其是乙炔）等有害气体发生源应有一定的安全距离。
压缩机组采用外置式气体冷却器，根据压缩机管口的朝向布置气体冷却器，由于空压机的管口均朝下，其配套的气体冷却器布置在空压机的下方，这样布置即节省空间有有利于级间管道的布置。
空气增压机为六级压缩其配套有五个气体冷却器，因增压机管口多且朝向不同，其气体冷却器布置在增压机下方放置在平台上且抽新区均朝向压缩厂房的检修区域。
离心式压缩机、驱动机等均为高速运转机械，轴承、轴瓦处转动摩擦发热，为防止轴承、轴瓦超温烧损，保证机组正常运行，必须设置润滑油系统，通常称为油站。
大型离心式压缩机运行过程中存在的问题分析
大型离心式压缩机运行过程中存在的问题分析发布时间：2022-11-07T06:53:03.926Z 来源：《工程管理前沿》2022年13期7月作者：徐磊[导读] 离心式压缩机在石油化工、煤化工等工业生产中应用广泛徐磊中国石油哈尔滨石化分公司维修车间摘要：离心式压缩机在石油化工、煤化工等工业生产中应用广泛，是重要的化工气体压缩运输设备，如裂解气压缩机、乙烯压缩机、丙烯压缩机、合成气压缩机及二氧化碳压缩机等，都是离心式压缩机。
如果因压缩机喘振、超速等原因引发联锁停机，会导致物料回流循环增加能耗或放火炬，造成重大经济损失和环境污染危害，因此，防止压缩机喘振对于保护压缩机高效运转和安全稳定运行意义重大。
基于此，本篇文章对大型离心式压缩机运行过程中存在的问题进行研究，以供参考。
关键词：大型离心式压缩机；运行问题；对策分析引言离心式压缩机是一种实现连续运输和高转速的节能设备，依靠高速旋转的叶片带动气体产生离心力并完成做功。
离心式压缩机的出现和发展晚于往复式压缩机，但目前在许多领域，已逐渐代替往复式压缩机而成为了主要的动力机械，特别是在重大化工生产、气体传输和液化等领域得到了广泛的应用。
1相关概述1.1离心式压缩机构造离心压缩机结构可细分两部分即静子和转子，其中，静子结构有隔板、机壳、级间密封等；转子包括大量旋转零件，如平衡盘、叶轮、主轴等。
机械具体构造如下：（1）水平轴向部分型。
静子有密封、焊接机壳；转子包含联轴器、推力盘、隔套、轴套、叶轮。
（2）垂直径向部分型。
静子为隔板、内机壳、端盖、机壳；转子与水平轴向构造相同。
（3）整体齿轮增速。
静子有型环、扩压器、蜗壳、齿轮箱体；转子包括叶轮、联轴器、低速齿轮轴、低速齿轮、高速齿轮。
1.2离心式压缩机的运行原理离心压缩机的工作原理是:旋转叶轮，使气体高速运转；气体继续产生离心力；气体在叶轮内部循环；气体通过旋转叶轮获得循环速度；压力增大；压缩气体连续产生；以及例如，在运输过程中，为了保证产品质量，它受到具有以下特点的压缩气体的保护:密度低、结构紧凑、非常轻等。
MTO装置产品气压缩机的布置和优化
271 引言离心压缩机气量大，结构简单紧凑，运转平稳，操作可靠，有着广泛的应用。
其驱动方式有变频电机驱动和蒸汽透平驱动2种。
蒸汽透平机可以充分利用厂区的高压蒸汽作为动力，节省能源。
本文结合甲醇制烯烃（MTO）装置中产品气压缩机的设计方法进行论述。
2 压缩机组设备布置和管道设计2.1 压缩机组的设备布置在山东聊城30万t/aMTO项目中，产品气压缩机采用UOP工艺包设计方法，产品气经过用两个气缸、四级压缩对产品分离塔和高压脱丙烷塔来的气体分别进行压缩。
压缩机及其附属设备的布置首先应该满足《GB50160 石油化工企业设计防火规范》的要求。
该MTO产品气压缩机输送的气体为烃类，属于甲类气体，因此在设备布置的过程中，要满足规范中甲类可燃气体压缩机厂房距离其他设备的最小间距。
另外，单机功率大于等于150kW的甲类气体压缩机厂房不宜与其他甲、乙和丙类房间公用一栋建筑；压缩机上方不得布置甲、乙和丙类工艺设备，但自用高位润滑邮箱不受此限制。
该MTO产品气压缩机最大压缩功率为900kW，故采用半封闭式厂房独立布置，同时顶部设置自然通风口，高位油箱布置在压缩机厂房南侧墙外合适高度。
产品气压缩机组各设备地面层的布置见图1，3个段间缓冲罐布置在压缩机厂房北侧，3个段间冷凝器布置在厂房东侧，南侧留出足够抽芯空间。
润滑油站布置在压缩机框架下地面西侧位置，东侧留出空间，作为压缩机及透平驱动机的维修吊装空间。
表面冷凝器布置在透平下方，保证与其距离最短，南侧留出空间，作为表冷器的抽芯和吊装空间。
注水盘、干气密封盘布置在8.6m平面压缩机北侧，在北侧留出空间做为检修通道。
所有设备集中布置，方便操作，同时留出足够的操作检修空间。
厂房长宽为27m×13m。
图1 产品气压缩机组各设备地面层布置压缩机二层平台的高度，主要由以下几个方面确定：1）进出口连接管线与地面的净空要求，主要考虑进口管线上集液包的安装高度和尺寸要求；2）进口管线直管段长度要求；3）出口管线要经由压缩机北侧小管廊送往设备，综合考虑管廊最小净空的要求；4）蒸汽透平机的高度；5）润滑油/封油能靠重力流回油槽中。
离心压缩机组的管道设计
离心压缩机组的管道设计摘要：阐述空分装置配套的主空气离心压缩机组的管路设计分类，叙述了离心压缩机管道设计的一般程序。
关键词：管道润滑油管路工程气管路1 引言离心压缩机组的配管主要分为润滑油管路和工程气管路和公用工程的工程水管路等几个部分。
在管道设计中有不同是设计方法和设计原则。
2 离心压缩机润滑油管路、平衡气管路设计润滑油管路包括润滑油进出口管路和密封油进出口管路。
这些管路在设计时必须按其流量和流速进行管径计算。
离心压缩机组的总油量（m3/h或l/min）=原动机如汽轮机油量（轴承耗油量+正常控制油量+瞬时控制油量×30%）或电机油量+压缩机油量（支撑轴承耗油量+止推轴承耗油量）+齿轮耗油量（一）进油管计算原则各润滑油点和密封油的耗油量，根据有关资料确定后，在计算管径时要把油量加一个系数，推荐值为 1.3 。
因为在进油管路上有调压装置，富裕的大流量便于调压，同时也为了保证管路流速不至过大。
流速见表1。
（二）回油（排油）管计算原则各润滑油点回油管和总回油管中的油量都不允许充满管内，一般认为油和气各占一半，因此在计算回油管管径时，必须按各润滑点的进油量增加一倍进行选择管径。
见表2。
回油管的支管和总管必须有4 %的坡度（api 614规定），个别也有取2.5 % 。
在回油支管上必须有视镜和测温螺孔，采用叠片或膜盘联轴器联接时，其护罩的回油管可有可无，视压缩机轴承箱回油孔大小而选择。
（三）平衡气管路平衡气管包括一次平衡和二次平衡（缓冲气）管路。
平衡盘下游的压力，一般认为等于缸体的入口压力，但实际上回气管路中压力损失，当平衡盘密封间隙增大时，回气管气流速度加大，压力损失就越大，两端压差值也大，因而必须限制平衡气管路中的气流速度，这个速度必须限制在10- 20m/sec。
如果超过20m/sec ，就要考虑一系列影响，如平衡盘下游压力升高，引起轴向力的增加，进气温度变化等。
除一次平衡气管路必须限制管速外，其余的平衡气管、充气管、排火炬管路也要考虑，流速一般也限制在20m/sec 。
离心式压缩机布置设计要点
石 油化 工企 业 设 计 防火 规 范 （ 以下 简 称 《 火 防 规 》 将 可 燃 气 体 压 缩 或压 缩 机 房 单 独 列 为 ４项 释 ）
放 源 中的 １项 ， 此其 与其 他 工 艺 设 备之 间 的 防火 因
中 图分 类 号 ： Ｈ ５ Ｔ ４２ 文 献 标 识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０ ４—８０ （ ０ １ ０ ０ ２ １０ ９ １２ １ ） ６— ０ ６—０ ５
Ｋｅ ｉ ｔ ｏ ｓｇ ｏ ｎｔ ｉｕｇ ｌＣｏ ｐ ｅ ｓ ｒ Ｌａｙ ｕｔ ｙ Ｐｏ ｎ ｓ ｆ ｒ Ｄｅ ｉ ｎ ｆＣｅ ｒｆ ａ ｍ ｒ ｓ ｏ ｏ
Ｄｅ ． ０１１ ｃ２
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化肥 设计
Ｃｈｅ ｉａ ｒｉ ｚ ｒＤｅ ｉｎ ｍ ｃ ｌＦｅ ｔ ｉｅ ｓｇ ｌ
第４ ９卷
第 ６期
２ ・ ６
２１ 年 １ ０１ ２月
离 心 式压 缩机 布 置设 计 要 点
方 纲
４０２ ） ３ ２３ （ 中国五环工程有限公 司 ， 湖北 武汉
Ｆ ＡＮ Ｇ Ｇａ ｇ ｎ
（ ｈｎ ｈ ａ ｎ ｉ ｅｉｇ Ｃ ｍ ａ ｙ Ｌｄ ，Ｗｕ ａ ｕ ｅ ４ ０ ２ Ｃ ｉａ Ｃ ｉａ Ｗｕ ｕ ｎＥ ｇ ｎ ｒ ｏ ｐ ｎ ｔ． ｅ ｎ ｈｎＨ ｂｉ ３ ２ ３ ｈｎ ）
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第47卷第8期2019年4月广 州 化 工Guangzhou Chemical Industry Vol.47No.8 Apr.2019离心式压缩机的平面布置与管道设计井维健(中石化广州工程有限公司,广东 广州 510000)摘 要:离心式压缩机是石油化工装置重要的机械设备,压缩机组的设备平面布置和管道设计是装置工程设计的重要内容㊂结合某公司150万吨/年连续重整装置离心式压缩机的管道设计过程,介绍了压缩机厂房结构㊁压缩机组设备平面布置㊁压缩机管道设计㊁汽轮机管道设计等压缩机管道设计的要点和注意事项㊂着重从管道柔性设计㊁应力分析计算㊁管道支吊架设计等方面对汽轮机入口管道的设计进行了探讨㊂关键词:平面布置;管道设计;应力分析 中图分类号:TH45 文献标志码: 文章编号:1001-9677(2019)08-0109-04作者简介:井维健(1986-),男,工程师,主要从事石油化工管道设计工作㊂Plain Layout and Pinging Design of Centrifugal CompressorJING Wei-jian(Guangzhou Petrochemical Engineering Corporation,Sinopec,Guangdong Guangzhou510000,China)Abstract:Centrifugal compressor is an important mechanical equipment in petrochemical plant.The plain layout and pinging design of compressor are important contents of plant engineering design.Based on the piping design process of centrifugal compressor in a company’s1.5million t/a continuous catalytic reforming unit,the main points of compressor piping design were introduced,such as compressor plant structure,compressor unit equipment plain layout,compressor and steam turbine piping design.The design of steam turbine inlet pipe was mainly discussed from the aspects of piping flexible design,stress analysis,piping support and hanger design,etc.Key words:plain layout;pinging design;stress analysis离心式压缩机是石油化工装置中发挥着极为重要的核心作用,因具有结构简单㊁处理量大㊁运转平稳㊁操作可靠㊁输送气体不受油污染等优点而在石油化工企业中得到广泛应用㊂压缩机组设备的平面布置和管道设计水平直接关系到装置建设投资和装置投产能否长期㊁高效㊁安全㊁平稳运行[1]㊂本文以某公司150万吨/年连续重整装置为例,对离心式压缩机组的设备平面布置和管道设计进行了探讨㊂1 压缩机厂房结构本装置压缩机输送的介质氢气为甲类火灾危险性可燃气体,厂房的防火间距必须符合‘石油化工企业设计防火规范“GB50160和‘爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范“GB50058的规定㊂厂房型式采用半敞开式,该型式厂房既可适应所在地区较温和的气候环境,又具有通风良好的优点,假如发生可燃气体泄漏,气体可以较快的速度扩散,有利于防火防爆㊂根据压缩机的结构特点确定厂房采用双层布置,分别为地面层和EL+8100层㊂为防止氢气的积聚,二层楼板采用钢格板结构,并在厂房顶部设置通风设施㊂二层平台设有检修承重区和吊装孔,检修承重区平台的载荷应能承重机组检修件的最大重量,吊装孔的大小应使压缩机组最大检修件自由出入,并考虑吊车死点㊂厂房的高度很大程度上取决于吊车的轨顶标高,轨顶标高的大小应满足压缩机安装㊁检修时吊车可自由行车,不受阻碍,本压缩机厂房的高度最终确定为15.5m㊂压缩机厂房结构与压缩机组设备布置与管道设计有着密切关系㊂合理规划压缩机厂房可以方便设计并有效节省投资㊂2 压缩机组的平面布置图1 压缩机厂房地面层的设备布置Fig.1 Equipment layout of ground floor of compressor plant110 广 州 化 工2019年4月图2 压缩机厂房二层平台设备布置Fig.2 Equipment layout of second floor of compressor plant本装置压缩机组主要包括离心式压缩机㊁汽轮机以及附属设备:润滑油站㊁高位油箱㊁干气密封装置㊁蓄能器㊁热井㊁凝结水泵㊁排气安全阀㊁空冷器等㊂根据工艺流程㊁装置平面布置情况和机组厂家图纸资料,压缩机组设备的平面布置见图1和图2㊂2.1 离心式压缩机和汽轮机的布置离心式压缩机组集中布置在厂房一端,便于管道设计和开工后设备的管理与维护㊂根据离心式压缩机组中心线与厂房柱列线的位置关系,离心式压缩机组在厂房内的布置可分为纵向布置和横向布置,综合考虑本装置压缩机厂房场地情况㊁机组相关资料及管道布置等因素,本装置压缩机采用纵向布置㊂各台压缩机组中心线处在同一轴线上,机组中心线的定位应与其它相关设备的位置综合考虑㊂各台压缩机之间的距离应能满足压缩机和汽轮机安装㊁检修和维护所需的空间,特别要保证压缩机转子有足够的抽芯空间㊂压缩机和汽轮机采用联合底座安装在混凝土基础上,混凝土基础高度与厂房二层平台高度一致㊂压缩机的基础高度是根据压缩机的构造形式和布置特点确定的,既需要满足设备自身的安装㊁检修所需的净空要求外,还应满足管道布置的要求㊂同一厂房内各台离心压缩机的基础高度宜相同,机组的基础标高均为EL+8100㊂2.2 机组附属设备的布置润滑油站布置在压缩机附近地面层并位于机组回油总管一侧,油站周围应留有足够的操作㊁检修和维护空间,特别应为管壳式油冷却器留有足够的抽芯空间㊂高位油箱的作用是当油泵出现故障㊁突然停汽㊁停电时,保证在惯性作用下转动轴承的润滑油供给㊂润滑油的供给是在自身重力作用下进行的,所以高位油箱的安装高度须满足压缩机厂家的相关要求㊂高位油箱宜布置在压缩机厂房外,否则易阻碍吊车行车或导致压缩机厂房高度增加㊂根据制造厂提供高位油箱的安装要求,将高位油箱布置在压缩机厂房外EL+ 18000平台㊂热井和凝结水泵用来实现汽轮机蒸汽冷凝水的回收利用,按照流程顺序将它们布置在汽轮机附近的地面层,热井的安装高度应大于凝结水泵的必需气蚀余量,并须满足热井凝结水出口管嘴到泵入口管嘴的管道布置 步步低”要求㊂干气密封装置㊁蓄能器㊁汽轮机仪表架等位于在二层平台,靠近压缩机和汽轮机布置㊂空冷器和两级射汽抽汽装置布置在厂房西侧的管桥顶层平台㊂3 压缩机的管道设计 根据压缩机图纸资料,压缩机的进出口管嘴为下进下出㊂进出口管道从管嘴垂直下至地面合适标高,经过地面去至压缩机厂房西侧的管桥㊂压缩机管道沿地面布置的优点是:(1)管道支吊架设置方便;(2)进出口管道的阀门和仪表操作和检修方便;(3)防震效果好㊂但该布置方式给厂房地面层设备的布置㊁操作㊁检修以及人员通行等带来了诸多不便[2]㊂压缩机是对受力要求严格的设备,要保证压缩机的长期安全运行,必须使压缩机进出管嘴的受力不应大于压缩机厂家所要求的允许值㊂若压缩机厂家未提供管嘴受力允许值,可以参考API-617(美国石油学会标准)的相关规定㊂在压缩机管道设计过程中,一般应首先考虑自然补偿的方式来满足管嘴的受力和力矩要求㊂通过调整管道的走向,适当增加管道柔性从而降低管嘴受力和力矩㊂在满足管嘴允许受力和热补偿的条件下,管道应短而直,从而降低管道压降损失并节约工程投资㊂支吊架的合理设计对减小压缩机管嘴的力和力矩有着重要作用㊂本装置压缩机进出口管道合理的设置了刚性支架㊁可变弹簧支吊架㊁止推支架等从而保证了压缩机管嘴的力和力矩在允许范围内㊂4 汽轮机的管道设计4.1 汽轮机管道的柔性设计本装置压缩机的驱动机为凝汽式汽轮机,通过将蒸汽的热能转化为机械能来驱动压缩机㊂汽轮机是高转速机器,在机械结构方面,既要预留机器的膨胀裕度,又要保持转动部件的余隙紧凑㊂如果管道对汽轮机的作用力超过了机器所能承受的范围,机壳就会发生变形,从而影响定子和转子的同心和间隙,导致机组剧烈振动,甚至连锁停车㊂汽轮机管道工作温度㊁工作压力高,易产生较大的管道热胀位移和位移荷载㊂汽轮机受力的敏感性和管道的应力特点对汽轮机管道的柔性设计提出了很高要求[3]㊂在汽轮机管道设计过程中,要根据工程设计经验和装置的实际情况通过改变管道的走向㊁调整支吊架型式与位置等方法来增加管道的柔性㊂使汽轮机管道能够利用自身的柔性吸收管系的热胀和汽轮机管嘴附加位移,防止发生以下问题:(1)汽轮机产生过大的应力和变形,影响机器的正常运行;(2)管道连接部位发生泄漏;(3)管道发生破裂;(4)管道支架破坏㊂但是管道柔性设计通常需要较大的拐弯和更多的弯头,往往会受压缩机厂房空间的限制㊂另外还会带来管道压力损失增大㊁管道振动㊁材料费用和施工费用增加等问题[4-5]㊂4.2 汽轮机入口管道的应力分析计算按照国家现行标准SH/T3041的规定,汽轮机入口管道应采用计算机分析方法进行详细柔性设计㊂管道应力分析计算采用国际通行的CAESAR II管道应力分析软件㊂不同工况下,汽轮机入口管嘴的力和力矩计算结果见表1㊂为了保证汽轮机安全运行,在不同工况下,管道作用于汽轮机管嘴的力和力矩均应小于汽轮机管嘴所允许承受的力和力矩㊂NEMA SM23(美国电气制造商协会标准)是目前被广泛引用的标准,NEMA SM23对汽轮机管口受力的限制如下:任一管道作用于汽轮机管嘴的力和力矩应满足以下不等式的条件:0.673F+0.737M⩽197De(1)式中:F 作用于管嘴的合力,NF=(Fx2+Fy2+Fz2)0.5(2)式中:Fx㊁Fy㊁Fz 作用于Z㊁Y㊁Z三个方向的分力,N第47卷第8期井维健:离心式压缩机的平面布置与管道设计111 M 作用于管嘴的合力矩,N㊃mM =(Mx 2+My 2+Mz 2)0.5(3)式中:Mx ㊁My ㊁Mz 作用于Z㊁Y㊁Z 三个方向的分力矩,N㊃mDe 管嘴的当量直径,cm当公称直径DN 不大于20cm 时,取De =DN ;大于20cm 时,取De =(40+DN )/3㊂表1 不同工况下汽轮机入口管嘴的应力计算结果Table 1 Stress calculation results of turbine inlet nozzle underdifferent working conditionsFx /NFy /N Fz /N Mx /(N㊃m)My /(N㊃m)Mz /(N㊃m)HYD -40-3470-36149330169OPE 1511-1536-1950272550978130OPE 1648-1632-2057282553978252SUS42-195575759285-851按照NEMA SM23标准推荐的计算方法对汽轮机入口管嘴力和力矩进行校核,结果见表2㊂分析可知,本装置汽轮机入口管道的设计能使汽轮机管嘴的力和力矩均满足NEMA SM23设计规范的要求㊂表2 汽轮机入口管嘴校核结果Table 2 Checking results of inlet nozzle of steam turbine合力F /N合力矩M /(N㊃m)综合值允许值HYD 615115025247OPE 5150997510818OPE 54941025611257SUS346811753200157604.3 汽轮机入口管道的支吊架设计图3 汽轮机入口管道布置Fig.3 Steam turbine inlet piping layout管道支吊架是管道系统的重要组成部分,管道支吊架具有承受管道荷载㊁限制管道位移㊁控制振动等作用㊂在汽轮机入口管道设计中,合理选择支吊架型式㊁合理设置支吊架的位置是增大管道柔性的有效方法㊂汽轮机入口管道支吊架的设计应以应力分析计算结果为依据,综合考虑支架的受力和工况,并结合使用经验㊁结构要求㊁施工要求等进行设计㊂汽轮机入口管道布置图见图3㊂在汽轮机入口附近水平管段5㊁6㊁7节点处设置弹簧支架,目的是吸收管道热膨胀产生的竖直方向位移,以减小管道热膨胀对汽轮机管嘴产生的力和力矩㊂在与管嘴相连竖直管道的节点8处设置导向支架以防止管道侧向位移而对管嘴产生的力和力矩㊂4.4 汽轮机入口管道布置的其它要求为了保证汽轮机的正常运行,除了进出口管道作用于汽轮机进出口管嘴的力和力矩均应小于管嘴所允许承受的力和力矩外,还需要注意以下几点[6]:(1)在主管道切断阀前应接一个带阀门管道,管道引至压缩机厂房外安全处放空,支管的切断阀靠近主管设置;(2)汽轮机入口管道上应设排凝管道并引至安全处排放;(3)开机前应对汽轮机的机壳㊁转子进行预热,进汽管道的切断阀需设预热旁路阀;(4)为方便试运行前对管道进行吹扫应在靠近汽轮机入口管嘴的管道上设置一个可以拆卸的带法兰短节㊂5 压缩机附属设备的管道设计5.1 润滑油系统管道的设计为保证润滑油的质量,润滑油系统的阀门㊁法兰㊁管子等均应为不锈钢材质㊂回油总管在流动方向上应有4%~5%的向下坡度㊂高位油箱与机组供油总管相连接的管道宜短而直㊂润滑油管道应分段使用法兰连接以便管道去污清洗和酸洗钝化㊂每段管段的空间尺寸不宜大于6m×1m×1m 或4m×2m×2m,弯头不宜多于2个㊂5.2 蒸汽排凝和疏水管道的设计汽轮机进汽㊁排汽管道的低点,主汽门㊁汽轮机机壳以及轴封处均应设置排凝管道㊂管道高点或有气袋的管道高点应设放空㊂高中压蒸汽管道的排凝㊁放空管道应设置双阀,低压蒸汽管道的排凝㊁放空均设置单阀㊂宜按不同压力等级以及经常或启动疏水,将厂房内各点的排凝和疏水分开设立,集中布置㊁排放,力求做到操作方便㊁美观整齐㊂5.3 氮气吹扫管道的设计氮气吹扫管道的管径较小,工艺管道的振动容易传播到小管道上,必须将氮气吹扫管道合理布置,工艺管道与吹扫管道连接处应采取加强措施并合理设置管道支架㊂氮气吹扫管道与工艺管道相连接的位置应尽量避免死角,管道经吹扫后,剩余空气最少㊂氮气吹扫管道的阀门应安装在距离工艺管道最近的位置㊂吹扫出口如排向大气,应通向安全区域㊂氮气吹扫管道应采用三阀组㊂6 结 语结合某公司150万吨/年连续重整装置离心式压缩机的管道设计过程,介绍了离心式压缩机组设备平面布置和和管道设计的重点和难点㊂随着石油化工装置规模的大型化,管道设计人员将迎来更多的挑战㊂如何合理布置压缩机组设备,并按照流程要求和相关规定合理设计压缩机㊁汽轮机及附属设备的管道,从而保证装置长期㊁高效㊁安全㊁平稳运行,这将是管道设计人员面临的重要课题㊂参考文献[1] 张德姜,等.石油化工装置工艺管道设计手册第一篇.设计与计算[M].北京中国石化出版社,2009:1-8.(下转第114页)114 广 州 化 工2019年4月FeS2㊃2H2S+Fe=FeS2+2H2(2)微生物致腐蚀(MIC)导致硫化铁的生成,主要是硫酸盐还原菌(SRB)和造酸菌(APB)协同作用导致H2S的生成,从而产生硫化铁㊂但天然气管道内部发生微生物腐蚀的可能性极低㊂硫化铁层通常附着在管壁上或聚集在管线底部,表现厚而硬㊂硫化铁层增加了管内壁的粗糙度,减小通流面积以及增大压降等的负面影响㊂若管内存在液体会使管内壁表面的硫化铁层松动而脱离,使得管壁母材再次暴露而受到腐蚀[6]㊂1.4.3 腐蚀性元素Cl粉末样品的荧光检测结果表明存在腐蚀性元素Cl,其相对含量微小㊂长期运行的天然气管道内部并非绝对干燥的环境,存在微量的凝结水(如调压㊁节流段)或水蒸气,存在微量Cl-㊂Cl-是活性阴离子,其存在容易阻碍保护性的硫化铁膜的形成,使得管内壁表面发生点蚀㊁孔蚀㊁坑蚀等的局部腐蚀倾向性变大㊂但由于管线钢合金元素低,管材制造时管控较好,均匀性优良,发生点蚀的可能性极小㊂2 讨 论(1)根据测试结果综合分析,清管杂质主要成分为铁的氧化物(主要是Fe2O3,80%以上),以及微量的硫化物(硫化铁)和泥砂等其他杂质,同时存在微量的腐蚀性元素S㊁Cl,但不易造成天然气管道内壁表面的局部腐蚀㊂(2)氧化铁的形成原因是管道在建设时期由于防护不良㊁清管不彻底㊁试压水质等其他原因使水㊁泥土㊁砂等异物残留在管线内所产生的氧化腐蚀,加上管道运行过程中天然气含有微量的水㊁氧等成分造成管道内壁金属氧化所致㊂除此之外,若气体流速过快也易发生冲刷腐蚀,导致金属氧化层脱落㊂虽然管道在设计时考虑了腐蚀余量,但仍需要关注管道服役期间壁厚的变化趋势,以免氧化腐蚀造成管壁局部持续减薄从而降低管道运行安全性㊂后续通过全面内检测,及时查找是否有腐蚀导致管道减薄的情况,并进行开挖确认㊂(3)硫化物的形成原因主要是管线内存在的硫化氢㊁水㊁氧气等有害杂质并与管壁金属发生化学反应所致㊂天然气中微量的腐蚀元素S㊁Cl的存在容易阻碍管内壁保护性膜的形成,使得管内壁表面发生点蚀㊁孔蚀㊁坑蚀等局部腐蚀㊂在管道进行内检测时,对收集的数据进一步分析和确认㊂另外,腐蚀元素S㊁Cl对站场㊁阀室使用不锈钢材质的仪表连接线影响有一定影响,在生产运营时须持续关注其腐蚀情况㊂(4)做好管道杂质粉末的控制㊂3 结 论(1)加强施工阶段的管理,对试压水质提出具体的要求,并严格把好清管关,彻底清除管道存在的泥土及管道内可能遗留的异物,将管道内杂质含量降至最低㊂(2)通过主动控制天然气中内有害杂质的含量方式,有效防止天然气管道内褐色粉末的生产与腐蚀㊂一是从源头开始把关,及时检测上游来气气质的情况,做到管理关口前移;二是做好过滤和排污,及时处理凝析油㊁水㊁铁锈等杂质㊂(3)通过清管的方法定期清除管内的多种杂质,合理安排生产,创造机会加大清管频率,并定期跟踪检验与分析粉末中各元素含量的动态变化趋势,为进一步采取有效预防措施长期积累可信度较高的依据㊂(4)积极推进可视化的内检测仪器,重点关注弯头㊁三通㊁阀门㊁大小头等部位的冲刷磨损壁厚损失状况㊂参考文献[1] JJG823-2014离子色谱仪检定[S].北京:中国质检出版社,2014.[2] JJG629-2014多晶X射线衍射仪检定规程[S].北京:中国质检出版社,2014.[3] 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