沈鼓公司压缩机培训

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叶轮强度计算自动划分网格图
32
叶片应力分布图
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通过PRO-ANSYS接口 做叶轮强度分析
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叶轮的加工
利用从意大利、美 国引进的 SREGENT-1200H 和T-35五座标联动 数控加工中心,应 用美国北方工程公司NREC数控软件,选择刀 具、走刀工艺路线、切削用量、进行三维数学 计算、三维实体造型等数控编程,在锻件盘料 上铣制加工出三元流动叶轮叶片。
Φ700、Φ800、Φ900、Φ1000、Φ1100、Φ1200、 Φ1300、Φ1400、 Φ1500 每一直径又分成10种型式: B(50o),Q(38o),F(27o), H , L , V(高效二元),T(宽 三 元),U(窄三元),DHK(半开式),SVK(高能 头) 每一直径的一种型式又分成8~10种宽度b2 , 基本级数据库有 12×10×(8~10)个基本级 (流量范围 3.5m3/min--3500m3/min,基本级压比< 3.5)。 经过20余年努力,沈鼓制造并验证了几乎全部基本级。
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离心压缩机结构及关键部件
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离心压缩机的结构组成
压缩机主机主要由定子、转子及支撑轴承、 推力轴承、轴端密封等组成。
定子包括机壳、隔板、密封、平衡盘密封等 转子包括主轴、叶轮、隔套、平衡盘、轴套、螺 母、联轴器等
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离心压缩机实体图
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压缩机转子
压缩机的转子是压缩机的主要工作部 件,包括主轴、叶轮、轴套、轴螺母、隔 套、平衡盘和推力盘等。
力,这种力必须平衡掉。平衡盘
就是利用其两侧的压差来平衡轴
向力的零件。平
衡盘只平衡部分轴向力,其余
轴向力由推力轴承来承担。这
部分残余轴向力对保证转子运
转的稳定有积极的作用。
平衡盘
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推力盘及其它零件
平衡盘只平衡掉部分轴向力,其余轴向 力由推力轴承来承担。部分残余轴向力是通 过推力盘传给推力轴承的。
轴套是保护轴不被伤害的零件。 隔套是保护轴不被伤害并能使叶轮轴向 定位的的零件。 轴螺母是轴上零件定位后的锁定零件。
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2MCL806转子实体造型
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转子动力学
压缩机转子动力特性分析软件包RBSP 转子—轴承系统的动力分析采用有限元法,使力学 模型更完善,计算精度更高,数值稳定性更好。 轴承的动力特性系数由理论分析计算,再通过实验 和试车的振动测试参数识别为依据加以修正,有较 好的针对性和可靠性。 力学模型考虑了轴段、叶轮的转动惯量、陀螺力矩、 轴向压力、齿轮啮合力、联轴器等多种因素,对平 行多轴转子,考虑了弯曲振动和扭转振动的耦合作 用,计算手段更为先进。 轴承参数数据库BPDB。
该材料的力学性能控制:
屈服强度σs 为 686~800MPa 极限强度σb 为 784~980MPa 延伸率ψ为 45% 硬度为 HB255~294
(SSC 抗力),采用了特殊的热
处理工艺来控制其强度性能
并赋予材料高的 SSC 抗力。
该材料具有高的强度性能及良
好的塑性及韧性,还具备高的疲劳
强度。此外,根据叶轮的服役环境,
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主轴
主轴的作用是支持旋转零件及传递扭矩。转子上的 轴套、隔套等是通过过盈热装在主轴上,叶轮是通过过 盈热装在主轴上,传递扭矩方式是通过过盈或键,其它 零件则通过螺纹固定在轴上。
主轴的轴心线确定了各旋转零件的几何轴线。
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平衡盘
在多级离心压缩机中,由于
每级叶轮两侧的气体压力不等,
使转子产生了指向低端的轴向
按能量转变的方式不同,通常分为两大类: 1. 容积式压缩输送气体的机械 1) 活塞式压缩机 2) 回转式压缩机,包括滑片式、螺杆式、罗茨式、叶式、 膜式、涡旋式、滚动活塞式等。 2. 透平式压缩输送气体的机械 1) 按压力分类: 通风机:排气压力低于 1500 毫米水柱以下
2
压缩机的分类
鼓风机:排气压力低于 1500 毫米水柱以上 至 3.5 大气压以下
1 11 .47 H3 36
( 14 7. 6)
780
664
4
3
5
11 83 .5
2
1
6
3
一段进 气口 最终出气口
B
A
18 .5
16 .2
16 .2
13.5
12
12
10 .5
1 0.5
20
C
D
GD
G
D
G
D
G
D
GD
GD
GD
G
E
F
C
A
20
9
8
8
7
6
6
5 .5
5 .5
φ1 00 φ4 50 一段出气口 二段进 气口 循环气进口 φ3 66 φ1 00
6
压缩机的应用
石油炼制
下图为 140 万吨/年的焦化装置用 2MCL458 离心压缩机。
催化装置富气压缩机
装置产量为:50万吨/ 年~ 140万吨/年 入口压力: 0.11~0.14 MPa 入口温度:30~45℃ 出口压力: 1.1~1.4 MPa 入口流量: 6000Nm3/h ~ 25000Nm3/h 气体分子量为:23 ~30 常用机型有: 2MCL408、2MCL407、 2MCL458、 MCL356+MCL307、 原动机通常为汽轮机
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三、PCL系列长输管线离心压缩机
流量范围:Q=17000—35000m3/h 最高工作压力:Pc=8.5MPa 工作转速:n=4670—10290r/min 轴 功 率:N≤25000KW
该系列压缩机系从意大利新比隆公 司引进技术,单缸内可布置1-3个叶 轮,采用三元流动叶轮技术。结构 紧凑,效率高,单级多变效率最高 可达86%,便于安装和维修,是天 然气、油田气远程输送专用压缩机。
MCL 、 2MCL 、 3MCL 、 DMCL 系 列 。 流量范围: Q=20—3500m3/min 最高工作压力: Pc= 6.0MPa 工作转速:n=4000—18000r/min 轴 功 率:N ≤ 20000KW
该系列压缩机属中、低压系列,可在 单缸内实行单段、两段、三段压缩, 也可从缸内抽气或向缸内加气。单缸 内可布置2-10个叶轮,亦可组成多缸 机组。该系列压缩机系从意大利新比 隆公司引进技术.
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为淮化2.8万Nm3/h空分装置提供的 RR150-4型空压机(在试车台上)
入口压力/温 度(Mpa/℃) 0.1/32 出口压力/温 度(Mpa/℃) 0.61/82.15 流量(干) (Nm3/h) 155500 原动机(KW) 12800(轴) 出厂时间 1998年
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空压机的转子
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DH型离心压缩机
风机的概念和作用
风机是把原动机的机械能转变为气体能量(势 能)的机械。它是对输送气体的机械设备的总称, 包括各种压缩机、鼓风机、通风机。
风机的用途十分广泛,遍及各工业部门。在许 多国家,用风机消耗的总功率与该国家消耗的总功 率的比值来衡量其工业发展水平。
风机在各工业部门中,素有“心脏”设备之称。
1
风机的分类
735
10 50
160
427.5
入口压力/温 度(Mpa/℃) 2.14/40 出口压力/温 度(Mpa/℃) 6.95 流量 (Nm3/h) 246018 原动机 (KW/KV) 3028(汽) 出厂时间 1998年
12
780
( 14 7. 6)
离心压缩机机组介绍
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一、MCL系列--水平剖分结构
压缩机:排气压力超过 3.5 大气压以上 2) 按结构形式分类:
离心式风机、轴流式风机、混流式风机、横流式 风机
除上述分类外,名称上也常用气体的种类来命名, 如氨气压缩机、氢气压缩机、氧气压缩机、富气压缩 机、裂解气压缩机、乙烯压缩机等;也有以使用场合 来命名,如制冷压缩机、高炉鼓风机、冷却塔风机等。
3
压缩机的分类
在使用方面,一 般回转式压缩机适宜 用于低压力,中、小 流量的场合;活塞式 压缩机适宜用于高压 力,中、小流量的场 合;透平式压缩机适 宜用于低、中压力, 大流量的场合。
排气压力 ata
5000
1000
活塞式压缩机
100
离心式压缩机
10
回转式压缩机
0
10
100
进气量 m3/min
轴流式 压缩机 1000 10000
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离心压缩机性能曲线
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压缩机设计
沈鼓是按系列化积木式设计原理进行的。 气体经过叶轮、扩压器、弯道、回流器(见图)完成一级的压 缩,这些级不同的组合方式,就可以满足不同的性能要求,就 像“积木”一样. 使用积木原理设计压缩机,是为了最大限度地满足用户对压缩 机性能及可靠性的要求,同时也相对缩短了交货期。新比隆公 司是按这种设计原理,国际上其他公司也大都采用这种原理。
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二、BCL系列--垂直剖分结构
BCL、2BCL、3BCL系列 流量范围:Q=20—3000m3/min 最高工作压力:Pc=70MPa 工作转速:n=6000—18000r/min 轴 功 率:N≤20000KW
该系列压缩机属中、高压系列,可 在单缸内实行单段、两段压缩,亦 可向缸内加气或从缸内抽气。单缸 内可布置2-10个叶轮,并可组成多 缸机组。该系列压缩机系从意大利 新比隆公司引进技术。
催化装置富气压缩机
装置产量为:50万吨/ 年~ 800万吨/年 入口压力: 0.14~0.16 MPa 入口温度:30~45℃ 出口压力: 1.4~1.6 MPa 入口流量: 3000Nm3/h ~ 60000Nm3/h 气体分子量为:33 ~45 常用机型有: 2MCL406、2MCL407、 2MCL456、2MCL457、 2MCL526、2MCL606、 2MCL706、2MCL806 原动机通常为汽轮机
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压缩机的应用
风机广泛用于各种行业,特别是在冶金、石油、 化工、电力、国防、航空以及能源动力等工业部门 获得广泛利用。
这里仅介绍沈阳鼓风机股份有限公司的离心 压缩机产品在石油化工工业的应用。
下面将按照不同的装置进行说明
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压缩机的应用
石油炼制
炼油厂一般有三套装置,即催化裂化装置、延迟焦化和催化重整装置。 下图为 300 万吨/年的催化裂化装置用 2MCL706 离心压缩机。
目前,积木原理设计压缩机已经不能满足要求,逐渐形成 了变化多端的个性化特征设计
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基本级示意图
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压缩机(单轴式)设计技术
(1)、基本级数据库 基本级(积木块)——叶轮、扩压器、弯道、回流器 基本级按叶轮直径区分13档: Φ300 、 Φ350 、 Φ400 、 Φ450 、 Φ520 、 Φ600 、
压缩机机壳有垂直剖分和水平剖分两种形 式,分别用于不同的压力范围。
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机壳
●近年来,压缩机的机壳主要采用焊接结构机壳。
焊接机壳解决了铸造机壳常出现的气孔、夹渣、 裂纹等缺陷而需要反复补焊甚至精加工后报废的 技术关键,不仅保证了压缩机制造质量,而且确 保产品生产周期。我厂焊接机壳的设计和制造技 术都达到了当代世界先进水平。 ●机壳的材料采用16MnR,对于较厚的法兰则采用 16Mn锻件。压缩机的进出风口形状复杂,我们采 用铸造(材料为ZG230-450)后再焊接在主壳体 上的方案。
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压缩机壳体
压缩机机壳是压缩机的工作室,也是压缩 机的骨架,它必须有良好的密封性。
沈鼓在结构设计方面紧跟国际同行业的技 术,尤其是机壳,由铸造壳体转化到焊接机 壳,由整体机壳演化到分体组装式壳体。这 些变化最大限度地减少质量事故,同时还能 大幅度地提高加工质量和效率,节省成本, 保证产品交货期。
充分考虑其腐蚀疲劳、应力腐蚀、
氢脆、磨损抗力、低温韧性和高温
强度等重要性能。
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强度与振动
沈鼓拥有完整的强度与振动计算软件包,计算结果 精确。出厂的几百台压缩机已经证明了软件包的可靠性。 CALC47叶轮强度计算软件包 CMP叶轮强度计算软件包 ANSYS叶轮强度计算软件包
轴系扭振的分析与试验 沈阳鼓风机厂不但具有弯曲临界转速的分析能力, 同样在轴系扭转分析上也有专有软件,并在试验 室建立了扭转试验台,在大庆裂解气压缩机三缸 机械运转试验中成功地进行了轴系的扭振测量, 结果令人满意。
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转子不平衡响应曲线(1)
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转子不平衡响应曲线(2)
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叶轮
叶轮也称为工作 轮。气体在叶轮叶片 的作用下,跟着叶轮 作高速旋转。气体受 旋转离心力的作用, 以及在叶轮里的扩压 流动,使气体通过叶 轮后的压力得到了提 高。
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叶轮材料的防腐蚀考虑
对于含 H2S 和 H2 的气体, 压缩机的叶轮材料选用沉淀 硬化不锈钢 FV520(B),相当 于 ASTM A693 XM-12,并考虑 材料的 H2S 应力腐蚀抗力
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格尔木炼油厂10万吨/年甲醇装置合成气 压缩机 BCL456+2BCL406
入口压力/温 度(Mpa/℃) 2.14/40 出口压力/温 度(Mpa/℃) 6.95 流量 (Nm3/h) 246018 原动机 (KW/KV) 3028(汽) 出厂时间 1998年
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大庆甲醇厂10万吨/年甲醇装置合成气压缩 机 2BCL459
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