GBT石油及天然气工业用往复压缩机课件.ppt

1、石油及天然气工业用往复压缩机GB/T20322-2006赵为民 本标准基于往复压缩机的制造方和用户积累的知识和经验。本标准的目标是提供一个采购规范以便于一般的石油和天然气工业设施用往复压缩机的制造和采购。 本标准的目的是规定设计和结构的最低要求，以使设备适合于要求的目的。当前能源节约倍受关注并在设备的设计、应用和运行的所有方面已变得日趋重要。所以，制造方和用户宜在这些环节中积极追求创新的能源节约方法。宜彻底调查并提出可能带来能量利用率提高的替代方法。这对新设备投标尤其适用，因为采购选择的评估将日趋基于整个产品寿命期的总费用而非仅仅采购费用。 本标准规定了石油及天然气工业用气缸有油润滑或无油润滑

2、的往复压缩机及其驱动机的最低要求。 本标准适用于中、低速压缩机并用于关键设施的压缩机，以及相关的润滑系统、控制、仪表、中间冷却器、后冷却器、脉动抑制装置和其他辅助设备。本标准不适用于整体燃气发动机驱动的压缩机、组装式高速可分离发动机驱动的气体压缩机、带用作十字头单作用筒型（汽车型）活塞和排气压力在0.9MPa或以下的机械设备或仪表空气压缩机。本标准也不适用于燃气发动机和汽轮机驱动机。设计准则:本标准涉及的设备(包括辅助设备)的设计和制造应有最少20 年使用寿命和至少3年无障碍运行。 内容包含：许用速度、许用排气温度、活塞杆和气体负荷、临界转速内容包含：压缩机气缸 、气阀和卸荷器 、活塞、活塞杆

3、和活塞环 、 曲轴箱、曲轴、连杆、轴承和十字头 、接筒 、填料箱和 压力填料 、铭牌和转向箭头 材料应符合相应的国家标准或公开的行业、学会标准，除了数据表或本标准要求外，对规定运行条件，结构的材料应符合制造厂标准。 内容包含：承压件、铸件、锻件、焊接结构型气缸和气缸盖、铸件和锻 件的修复、焊接、低温设施 内容包含：压缩机机身润滑、气缸和填料润滑 内容包含：驱动器、联轴器和防护罩、减速传动装置、皮带传动、安装 板、 中间冷却器和后冷却器、空气吸入过滤器、专用工具内容包含：控制系统、仪表和控制仪表盘、报警和停机、电气系统、 振动和位移探测器内容包含：机身润滑管路、注油器管路、冷却剂管路、仪表管路、

4、 工艺流程管路 内容包含：设计方法、脉动抑制装置、脉动抑制装置用支撑 本标准还提供了以下各种资料：l数据表和核对表l要求流量、制造厂的额定流量和无负偏差l活塞杆和径向跳动l灰铸铁件或球墨铸铁件的修补l显示关键功能典型逻辑图的实例l卖方图样和资料要求l图和示意图l脉动和振动控制的研究l压缩机气体管路设计的准则和声波模拟分析的准备l确定低通滤波器尺寸的准则l压缩机部件要求耐硫化氢材料l报警和停机系统与ISO 13707:2000 的技术性差异及其原因许用速度： 压缩机在规定使用条件下运行时，应保持转速不超出制造厂规定的额定转速，以使能少维修和无故障运行。最大许用平均活塞速度和最大许用转速可由采购方

5、规定，经验表明对于给定使用条件，速度不宜超出规定极限。许用排气温度： 规定压力下输送规定流体时，制造厂设计的设备允许的最高连续温度。除非另有规定和一致同意，最大预计排气温度应不超过150。此极限适用于所有给定的运行和负荷条件。卖方应将预期和绝热排气温升都提供给采购方。临界转速 压缩机卖方应进行必需的横向和扭转振动的分析研究，要求证实在规定运行速度范围内任何规定负荷中可能阻碍整个机组运行的任何横向和扭转振动已被消除。卖方应告知采购方加速或减速时所出现的从零到跳闸转速或同步转速间所有临界转速。 活塞杆和气体负荷： 对压缩机运动部件在任何一档规定运行负荷下，综合活塞杆负荷应不超过制造厂最大许用连续综

6、合活塞杆负荷。这些综合活塞杆负荷应在每级排气安全阀设定压力和相应每一负荷档最低规定吸气压力的基础上计算。压缩机气缸 ： 最高许用工作压力应超出额定排气压力至少10%或0.17MPa，取大者。最高许用工作压力应至少等于安全阀设定压力，不包括累加。 气缸应合理布置 ，为维修留有操作和拆卸的空间 。 气缸支承应设计成在升温期间和实际运行温度时避免造成不对中和过量的活塞杆径向跳动。 缸套应有过盈配合，并应用可靠的机械方法定位，如销子或台肩。 所有螺柱和螺栓连接的扭矩值应包括在制造厂说明书手册内。 气体主要进出接口和所有其它工艺流程气体接口应为法兰式或机加工的和螺柱连接的，并应适合于缸最高许用工作压力。

7、 气阀和卸荷器 ：气阀平均气体速度应按如下计算：v 平均气体速度，单位为m/s ；A 气缸端或有关端的活塞有效面积，单位为cm2；F 阀片实际升程、气阀开启周长和吸气或排气阀数量的乘积，单位为cm2；Cm活塞平均速度，单位为m/s 。mcFA气阀和卸荷器设计应适合于规定的所有气体的运行。 当规定卸荷时，应通过阀片顶开装置或柱塞式卸荷器来完成。 活塞、活塞杆和活塞环 ： 可从活塞杆上拆卸的活塞应采用台肩和锁紧螺母设计或多层贯穿螺栓设计连接到活塞杆上。 空心活塞(单体或多体)应能自行放气 。 MPA 活塞组件重量，单位NMR 活塞组杆重量，单位ND 气缸内径，单位mmW 支承环总宽度，单位mm 对

8、无油润滑运行，非金属支承环的支承负荷不应超过0.035N/mm2 支承负荷是根据整个活塞组件重量加上一半活塞杆重量再除以所有支承环120弧度投影面积(0.866DW，此处D为活塞直径和W为所有支承环总宽)所得。对有油润滑运行，如果采用非金属支承环，根据相同准则，支承环上支承负荷应不超过0.07N/mm2。 (/2)(0.866)MMLD WPARB曲轴箱、曲轴、连杆、轴承和十字头 ： 曲轴应整体锻造(但可以有可拆卸平衡重的构造) 。 曲柄销轴承和主轴承应采用可更换的精镗轴瓦(轴套) ，对机身名义额定功率150kW或以下的压缩机主轴承，可采用圆锥滚子轴承。 连杆为带可拆卸大头盖的锻钢件。 曲轴箱

9、应提供安全装置以防止迅速的压力升高。 机身名义额定功率大于150kW卧式压缩机的十字头应为钢制的。对机身名义额定功率在150kW或以下采用JB/T 9104规定的QT600-3级球墨铸铁是可接受的。 中体和曲轴箱、中体和接筒、及接筒和气缸之间应使用金属对金属连接，配有适当的密封胶。 接筒 ： 型式“A”：短单室接筒，仅用于油被带出(在刮油填料和压力填料处)并无碍的有油润滑设施。气缸用合成油润滑时不应采用该结构。注：型式“A”用于非可燃或非危险气体。 型式“B”：长单室接筒，用于无油润滑设施或数据表上规定的。它应有足够长度以防止油带出。活塞杆应无交替进入曲轴箱(中体)和气缸压力填料的部分。活塞杆

10、应配以防火花材料和最好剖分结构的挡油盘，便于活塞杆填料装拆。 型式“C”：长/长双室接筒，设计成以容纳可燃、危险或有毒气体。活塞杆应无交替进入气缸压力填料、中间密封填料和刮油填料的部分。两室之间应提供分段填料。如必需，该分段填料的润滑措施和有规定时密封气体的注入措施，应由卖方提供。 型式“D”：长/短双室接筒， 设计成以容纳可燃、危险或有毒气体。活塞杆应无交替进入中间密封填料和刮油填料的部分。两室之间应提供分段填料。如必需，该分段填料的润滑措施和规定时密封气体的注入措施，应由卖方提供。填料箱和压力填料 ： 所有刮油器、中间密封和气缸压力填料应为带耐腐蚀箍簧的扇形分瓣环。 填料法兰应用不少于4根

11、螺栓连接到气缸座或气缸上。介质为可燃、危险和有毒气体时，法兰应为钢制的。填料组件额定压力应至少达到气缸最高许用工作压力。 对可燃、危险和有害气体的运行，压力填料组件应在活塞杆下配置共用的放气和排液口 活塞杆和所有相邻静止部件之间应有适当的径向间隙，以防止活塞支承环产生最大允许磨损时会相互接触。 铭牌和转向箭头 ： 铭牌应牢靠地固定在压缩机机身、每个压缩机气缸和任何辅助设备主体上醒目之处。 转向箭头应铸在或固定在每个旋转设备的主要元件上的醒目位置。 机身铭牌上应标有卖方名称、机器系列号、制造年份、压缩机机身尺寸和型式、行程和额定转速。需要时还可标有采购方的项目或标签号。 承压件 ： 对承压零件材

12、料的使用应受下表所示的最高许用工作压力的限制。 铸件 ： 承压铸件、灰铁铸件应符合JB/T 6431的规定，钢铸件应符合GB/T 11352的规定。 球墨铸铁件应符合JB/T 9104的规定。锻件 ： 承压零件锻件应符合JB/T 6908的规定。 焊接结构型气缸和气缸盖： 所有焊接结构型气缸应按照无限期的疲劳寿命进行设计。 焊接准备后，板缘应按照JB 4730用磁粉或液体渗透检测进行检验。 清理或背面清根和再次焊后热处理后，焊缝的可达表面应进行磁粉或液体渗透检测。 承压焊缝应为全焊透焊缝，除非采购方制造前另有认可。 铸件和锻件的修复： 承压零件实施重要修复前，卖方对显示缺陷范围的简图、建议的修

13、复方法、使用的材料、焊接工艺程序和建议的证明修复效果的试验或重试范围应提交采购方认可。所有这样的修复应形成文件作为采购方的永久记录。 对非承压部件的修复，卖方可按其内控品质工艺程序进行。这些程序可在制造厂供采购方备查。 重要焊补后和液压试验前，整个铸件或锻件应给予焊后热处理以确保应力释放及焊缝和母材二者力学性能的连续性。 灰铸铁或球墨铸铁件可以在JB/T 6431或JB/T 9104中规定的范围内用堵塞来修复；但不宜用焊接来修复。 焊接： 管路和承压零件的焊接以及任何不同金属的焊接和焊补，应由合格的操作者按经评定的程序来实施和检验，施焊人员及程序评定应符合压力设计规范或其它公认标准的要求。 低

14、温设施： 为避免脆裂，低温设施用的材料和结构应与相应规范和数据表上规定的其它要求相一致。采购方应指定有关预期运行条件的最低设计金属温度。对于运输、安装和投产期间可能出现的情况，卖方和采购方应共同确定必需的预警措施。 压缩机机身润滑： 压力润滑系统应按JB/T 4365-1997第4章的规定设计和供货。 润滑系统至少应有：一个带吸入粗滤器的油泵，一套供油和回油系统一个油冷却器(需要时)，一个全流量过滤器和必需的仪表。 主、辅助油泵都应以大于需要总油量20%来定大小。 机身润滑系统的额定压力应不小于1.0MPa。 气缸和填料润滑 ： 采购方应指明对压缩机气缸和填料润滑是每点单柱塞式或单元分配式机械

15、注油器系统。 泵的流量设计应允许有100%增量和25%减量。压缩机运行时泵流量应为可调的。 气缸内腔和填料应设润滑点(或多个润滑点)。应尽可能在接近每个润滑点处，提供不锈钢整体双球单向阀。单向阀、管道和管件额定压力应为注油器的最高许用工作压力。 注油器对每个润滑点应有可视油流动的显示器。 当压缩机运行时，到每个点的供油速率应单独可调。 驱动器： 为了使飞轮和传动联轴器能有合适大小的规格，在传动装置中的最大振动扭矩应不超过对应的最大压缩机负荷扭矩的25%，且在传动的啮合中不应存在任何反向扭矩。 对电机驱动机组，电机额定值在任何规定运行条件下应不小于要求最大功率(包括传动装置和联轴器的损失)的11

16、0%。 电机的设计应符合GB/T 4208，GB 3836.1-2000和GB 755的规定。 汽轮机驱动机按采购方指定应执行JB/T 6764或JB/T 6765。 联轴器和防护罩 ： 挠性联轴器或联轴器组应参照JB/T 9559或其它公认的标准。 应将轴、键槽尺寸(如有)及由于端部浮动和热效应的轴端移动的资料提供给联轴器的卖方。 联轴器对轴接合处应设计和制造成能使传递功率至少等于联轴器的功率额定值。 所有可能对人身有危险的运动零件都应提供防护罩。 减速传动装置： 齿轮传动装置应符合GB/Z 19414的规定。由整体泵润滑的齿轮传动装置，应提供一个带自动启动的电驱动备用泵。油压降到最低许用值

17、前，备用泵系统应能防止启动。皮带传动： 皮带传动应限于额定功率不大于150kW。 安装板： 有规定时，设备应提供基板、滑撬、底板或导轨。 设备直接安装在与安装板组成整体的机加工金属表面时 , 这表面应加工成平面，并平行于其它安装表面，平行度不大于在0.15mm/m。 压缩机零件(如曲轴箱或中体)宜配备垂直调节螺钉。 中间冷却器和后冷却器： 有规定时，卖方应提供压缩机每级之间的中间冷却器。这种冷却器应为水冷管壳式、空冷式或采购方指定和卖方认同的其它型式。 按数据表上采购方指定的，水冷管壳式中间冷却器和后冷却器应根据GB 151的要求设计和制造。 除非另有规定，每个中间冷却器后应提供液体分离和收集

18、设备 空气吸入过滤器： 对从大气吸气的空气压缩机，卖方应提供一个适合于户外安装的干式空气吸入过滤消声器。若有要求，采购方应说明要求的特殊设计细则。 专用工具： 拆卸、安装或维修机组的专用工具，应包括在报价单内并作为机器原始供货的一部分与整个说明书一起提供，便于它们的使用。 控制系统： 恒速机组的气量控制通常将由吸气阀卸荷、余隙腔、旁路(内置或外置)或这些方法的综合来达到。 变速机组的气量控制通常是通过转速控制来完成 仪表和控制仪表盘： 有规定时，应提供仪表盘，并应包括卖方提供的设备用所有安装在仪表盘上的仪表。 安全阀应设在不高于最高许用工作压力运行，但不低于下表中所列值。 报警和停机： 报警和

19、停机至少应包括列于下表中的情况。 电气系统： 电气部件和它们的安装应符合 GB 3836.1-2000 振动和位移探测器： 应具有以下各个功能： a) 连续振动测量； b) 报警； c) 停机。管路设计和接口制造、试验及检验应按照GB 50235的规定。 辅助系统管路材料的最低要求 II 组III 组IV 组(蒸汽)(冷却水、空气(润滑和控制油)1.0MPa)系统非可燃/无毒可燃/有毒无缝不锈钢(见11.2.5)无缝不锈钢(见11.2.5)所有阀门相应压力级相应压力级相应压力级碳钢碳钢相应压力级不锈钢(见11.2.4)预制连接件螺纹、承插焊螺纹、承插焊DN40或法兰或法兰预制连接件螺纹、承插焊

20、DN50或法兰表6 管路材料的最低要求I 组(辅助流程流体)类别碳钢管道（小口径）无缝不锈钢无缝不锈钢不锈钢无缝不锈钢管子无缝无缝无缝管件和接头锻制相应压力级锻制相应压力级锻制相应压力级法兰法兰法兰承插焊或法兰不锈钢法兰不锈钢法兰碳钢螺纹 采购方应指定对脉动和振动控制的设计方法。采购方还应指明什么时候现有的压缩机和其相关的管路系统拟包括在声学模拟中 通常使用以下技术之一。设计方法1：通过利用专利和/或经验的分析技术设计的脉动抑制装置的使用，不要求声学模拟分析。设计方法2：通过利用经过证实的声学技术连同管路运行和锚定系统(夹紧结构和间隔)的力学分析的脉动抑制装置的使用，脉动控制以达到振动响应的控

21、制。管路设计中应考虑热挠度的影响。设计方法3：如同于设计方法2，但另外利用压缩机气缸、压缩机集气管和相关管路系统包括规定的声学和机械系统响应之间干扰。另外，本方法包括压缩机气阀和气道的干扰的声学作用的研究和压缩机性能的验证。 采购方应指定对脉动和振动控制的设计方法。采购方还应指明什么时候现有的压缩机和其相关的管路系统拟包括在声学模拟中 通常使用以下技术之一。设计方法1：通过利用专利和/或经验的分析技术设计的脉动抑制装置的使用，不要求声学模拟分析。设计方法2：通过利用经过证实的声学技术连同管路运行和锚定系统(夹紧结构和间隔)的力学分析的脉动抑制装置的使用，脉动控制以达到振动响应的控制。管路设计中

22、应考虑热挠度的影响。设计方法3：如同于设计方法2，但另外利用压缩机气缸、压缩机集气管和相关管路系统包括规定的声学和机械系统响应之间干扰。另外，本方法包括压缩机气阀和气道的干扰的声学作用的研究和压缩机性能的验证。附录A： 数据表和核对表附录B： 要求流量、制造厂的额定流量和无负偏差 附录C： 活塞杆和径向跳动 附录D： 灰铸铁件或球墨铸铁件的修补 附录E： 显示关键功能典型逻辑图的实例 附录F： 卖方图样和资料要求 附录G： 图和示意图附录H： 主要零部件的材料 附录I： 将工艺流程气体泄漏降至最低的接筒放气、排液及充气系统 附录J： 往复压缩机专用名词附录K： 检验员用表附录L： 典型安装板的布置 附录M： 脉动和振动控制的研究 附录N： 压缩机气体管路设计的准则和声波模拟分析的准备 附录O： 确定低通滤波器尺寸的准则 附录P： 压缩机部件要求耐硫化氢材料 附录Q： 报警和停机系统 .附录R： ISO 13707:2000 的引用文件和参考文献目录 附录S： 与ISO 13707:2000 的技术性差异及其原因