空分配套用离心式压缩机课件.ppt

1、杭州杭氧透平机械有限公司空分配套用离心式压缩机空分配套用离心式压缩机基本级。基本级。中间级：带有叶轮、扩压器、弯道、回流器的整级中间级：带有叶轮、扩压器、弯道、回流器的整级 末级：带有叶轮、扩压器、蜗壳的整级末级：带有叶轮、扩压器、蜗壳的整级多轴型多轴型 双轴：最多四级双轴：最多四级 三轴：最多六级三轴：最多六级 四轴以上：苏尔寿做过十级的四轴以上：苏尔寿做过十级的单轴等温型单轴等温型 单轴多级、筒型、杯型单轴多级、筒型、杯型 深冷法的空气分离设备中，必须配套有各种用途的压缩机。可以粗分为深冷法的空气分离设备中，必须配套有各种用途的压缩机。可以粗分为压送原料空气的空压机，压送产品氧气的氧压机，

2、压送产品氮气的氮压压送原料空气的空压机，压送产品氧气的氧压机，压送产品氮气的氮压机三大机组，在内压缩流程和液体设备中还有对循环气体进行增压的循机三大机组，在内压缩流程和液体设备中还有对循环气体进行增压的循环压缩机。其他还可能有仪表空气压缩机，氩气压缩机，氦气压缩机等。环压缩机。其他还可能有仪表空气压缩机，氩气压缩机，氦气压缩机等。变压吸附制氧、制氮，也必须配套有压送原料空气的空压机，压送产品变压吸附制氧、制氮，也必须配套有压送原料空气的空压机，压送产品氧气的氧压机（制氧），压送产品氮气的氮压机（制氮）。氧气的氧压机（制氧），压送产品氮气的氮压机（制氮）。液体设备，需配套有压送原料空气的空压机和

3、循环增压机。液体设备，需配套有压送原料空气的空压机和循环增压机。单轴等温型单轴等温型 MANMAN的的RIKRIK及及RIKTRIKT机型机型 四门子的四门子的SISI机型机型 杭氧透平的杭氧透平的4TYD4TYD机型机型 沈鼓的机型 多轴型多轴型 四门子的四门子的VKVK机型机型 阿特拉斯机型阿特拉斯机型 卡梅隆机型卡梅隆机型 英格索兰的机型英格索兰的机型 杭氧透平的杭氧透平的4TYC4TYC 沈鼓的沈鼓的SVKSVK机型及机型及DHDH机型机型单轴双缸机型单轴双缸机型 MANMAN的机型的机型 四门子机型四门子机型 杭氧透平的机型杭氧透平的机型 沈鼓的机型 多轴型多轴型 日本日本IHIIH

4、I的机型的机型 单轴双缸机型单轴双缸机型 杭氧透平的机型杭氧透平的机型 沈鼓的机型 多轴型多轴型 阿特拉斯机型阿特拉斯机型 英格索兰的机型英格索兰的机型 埃利奥特的机型埃利奥特的机型 日本日本IHIIHI的机型的机型单轴机型单轴机型 陕鼓的机型陕鼓的机型 沈鼓的机型 多轴型多轴型 MANMAN的机型的机型 四门子的机型四门子的机型 杭氧透平的杭氧透平的4TYC4TYC 沈鼓的沈鼓的SVKSVK机型及机型及DHDH机型机型 原料空气压缩机是空分设备必须配备的，它是空分设备工艺流程中原料空气压缩机是空分设备必须配备的，它是空分设备工艺流程中的第一个动设备。的第一个动设备。根据空分工艺流程的要求，原

5、料空气压缩机一般均采用等温型根据空分工艺流程的要求，原料空气压缩机一般均采用等温型 ，具，具有比较高的等温效率（有比较高的等温效率（65%65%）。在一级进口设置了进口导叶，由气动或电动的执行机构控制。对流在一级进口设置了进口导叶，由气动或电动的执行机构控制。对流量进行调节，调节范围：量进行调节，调节范围：75105%75105%。原料空气压缩机的冷却器，采用叠片式或高螺纹管式，气走壳程冷原料空气压缩机的冷却器，采用叠片式或高螺纹管式，气走壳程冷却水走管程。湿空气冷却器还带有气水分离器。气体冷却器中卧式布置却水走管程。湿空气冷却器还带有气水分离器。气体冷却器中卧式布置较多。较多。典型结构：典型

6、结构：（1 1），），单轴等温型单轴等温型 （2 2），），整体齿轮型整体齿轮型 4 采用了简支梁的结构，转子动力学特性十分优良采用了简支梁的结构，转子动力学特性十分优良4 采用剖分结构使得维护十分方便采用剖分结构使得维护十分方便4 叶轮的线速度较低，故噪音较小叶轮的线速度较低，故噪音较小4 机壳结构复杂，制造成本较高机壳结构复杂，制造成本较高4 每级压比较低，故获得相同的压力需要更多的级每级压比较低，故获得相同的压力需要更多的级4叶轮材料：高强度不锈钢或合金纲4叶轮结构：三元、焊接、闭式4扫描无损探伤4动平衡校正、超速试验4无键过盈连接4每级均为轴向进气，进口流场较均匀，有利于级效率的提高

7、4无特别大的复杂零件，使得铸造和加工更容易 4级数可以增减，使得更易适应压力的变化4每级叶轮的线速度均 可达到较高水平，充分 发挥了材料的潜力4齿轮的加工精度要求 较高 4转子动力学设计的难 度较大 4级数有一定的限制 4外泄漏点较多 4自动均压推力轴平行轴式4齿形：渐开线、单斜齿4齿面渗碳淬火4齿轮副配磨、修形，接触精度高4高速轴采用推力环替代止推轴承，能耗低4国内首创：高速齿轮轴与 叶轮之间用端面齿连接4特点：噪音低 寿命长 效率高4自动均压推力轴平行轴式4齿形：渐开线、单斜齿4齿面渗碳淬火4齿轮副配磨、修形，接触精度高4高速轴采用推力环替代止推轴承，能耗低4国内首创：高速齿轮轴与 叶轮之

8、间用端面齿连接4特点：噪音低 寿命长 效率高原料空气压缩机的仪控调节及保安措施原料空气压缩机的仪控调节及保安措施 (1),1),启动及停机操作根据空透生产厂家的操作手册进行操作。启动及停机操作根据空透生产厂家的操作手册进行操作。(2),(2),报警项目报警项目 包括起动联锁、参数越限报警（轻故障）及重故障停车三部分。包括起动联锁、参数越限报警（轻故障）及重故障停车三部分。防喘振装置防喘振装置 (1),(1),以排气量为目以排气量为目 标的入口导叶调节标的入口导叶调节(2),(2),以排气压力为目以排气压力为目 标的超压力调节标的超压力调节 (防喘阀防喘阀)在线轴振动及轴位在线轴振动及轴位 移检

9、测移检测 润滑油压力及温度润滑油压力及温度 控制控制 轴承温度监测控制轴承温度监测控制 机组运行中，应定期检查以下内容：机组运行中，应定期检查以下内容：(1),1),机器内是否有异常声；机器内是否有异常声；(2),2),各各部振动、温度、压力、油箱油位、油过滤器阻力部振动、温度、压力、油箱油位、油过滤器阻力 ；(3),(3),凡有指示的参数必须记录其数值，分折这些数据有无异常变化；凡有指示的参数必须记录其数值，分折这些数据有无异常变化；(4),(4),注意油箱内的油面不得低于允许的最低油面注意油箱内的油面不得低于允许的最低油面 (5),(5),定期检验油的品质，必要时应更换新油；定期检验油的品

10、质，必要时应更换新油；(6),(6),定期打开油箱放油阀，观察是否有水排出，若有水排出，应查定期打开油箱放油阀，观察是否有水排出，若有水排出，应查 明原因，加以消除。明原因，加以消除。一般地，考虑到到整个空分的能耗，在分馏塔上塔中部抽出的产品一般地，考虑到到整个空分的能耗，在分馏塔上塔中部抽出的产品氧气，压力不超过氧气，压力不超过2020KpaKpa（G G），），如此低的压力无法将氧气送到用氧点。如此低的压力无法将氧气送到用氧点。就需要氧气压缩机来提高氧气的压力。就需要氧气压缩机来提高氧气的压力。一般来讲，转子动力学特性优越的单轴型是氧气透平压缩机的首选。一般来讲，转子动力学特性优越的单轴型

11、是氧气透平压缩机的首选。氧透的设计、制造、安装、控制、运行都是以人身和设备安全为目氧透的设计、制造、安装、控制、运行都是以人身和设备安全为目标的。标的。氧气在压缩和输送过程中的流速、温度有严格的控制，所以氧透每氧气在压缩和输送过程中的流速、温度有严格的控制，所以氧透每段的压比都不是很高段的压比都不是很高 ，一般情况下每二级为一段，等温效率低于等温型，一般情况下每二级为一段，等温效率低于等温型压缩机压缩机,为为 50%60%50%60%。在一级进口设置了进口导叶，由气动执行机构控制。对流量进行调在一级进口设置了进口导叶，由气动执行机构控制。对流量进行调节，调节范围：节，调节范围：75100%(7

12、5100%(一般情况下一般情况下,不允许导叶负预旋不允许导叶负预旋)。氧气能够帮助其它物质燃烧，我们称它为助燃物质。燃烧与氧气能够帮助其它物质燃烧，我们称它为助燃物质。燃烧与引起氧化过程所需的热量与氧气有关，这种热量是由氧化反应产引起氧化过程所需的热量与氧气有关，这种热量是由氧化反应产生的。氧气量多，物质能更好地燃烧。生的。氧气量多，物质能更好地燃烧。物质于纯氧中比在空气中更容易燃烧，氧气含量越纯，则着物质于纯氧中比在空气中更容易燃烧，氧气含量越纯，则着火点越低。因此，只要物质着火产生的热量能够维持高于这种物火点越低。因此，只要物质着火产生的热量能够维持高于这种物质燃点的环境温度，燃烧就能持续

13、。质燃点的环境温度，燃烧就能持续。氧气压力越高，物质着火温度越低。如果氧气压力变为约氧气压力越高，物质着火温度越低。如果氧气压力变为约3.03.0MPaMPa，着火温度大约比常压下降着火温度大约比常压下降100100。凡与氧气接触的金属表面，均采用化学稳定性好，不易氧化凡与氧气接触的金属表面，均采用化学稳定性好，不易氧化的材料制造。的材料制造。压缩机机身、隔板用铸铁件，对氧气流道及密封腔表面压缩机机身、隔板用铸铁件，对氧气流道及密封腔表面镀铜。镀铜。密封器采用燃点极高的铜镍合金。密封器采用燃点极高的铜镍合金。转子、叶片扩压器、以及氧气、氮气、氧氮混合气和进转子、叶片扩压器、以及氧气、氮气、氧氮

14、混合气和进油的管道、氧气阀门、冷却器（换热元件用铜制造）、过滤油的管道、氧气阀门、冷却器（换热元件用铜制造）、过滤器、膨胀节，以及凡与氧气接触的其它辅助设备均采用不锈器、膨胀节，以及凡与氧气接触的其它辅助设备均采用不锈钢制造。钢制造。用于氧气的密封垫片和填料用不含有机物的弹性材料制用于氧气的密封垫片和填料用不含有机物的弹性材料制造。造。低压氧气垫片采用包氟式垫片，高压氧气垫片采用缠绕低压氧气垫片采用包氟式垫片，高压氧气垫片采用缠绕式垫片。式垫片。铸铁件机加工过程中保持无油状态。铸铁件机加工过程中保持无油状态。氧压机出厂前，压缩机、冷却器、过滤器和阀门等部机凡与氧氧压机出厂前，压缩机、冷却器、过

15、滤器和阀门等部机凡与氧气接触的表面都经严格的脱脂处理，并清洗干净，经由进口的专用气接触的表面都经严格的脱脂处理，并清洗干净，经由进口的专用仪器油份分析仪化验确认合格后再行组装。仪器油份分析仪化验确认合格后再行组装。机内充入氮气并经密封后才能出厂。机内充入氮气并经密封后才能出厂。现场最终安装前，除对上述设备的含油量进行复验外，还要对现场最终安装前，除对上述设备的含油量进行复验外，还要对氧气管道和其它辅助设备进行上述的脱脂及清洗处理。以保证全部氧气管道和其它辅助设备进行上述的脱脂及清洗处理。以保证全部氧气通道干净无油。氧气通道干净无油。氧压机中，氧气的最高温度发生在各段排气蜗壳处。设氧压机中，氧气

16、的最高温度发生在各段排气蜗壳处。设计者将采取必要的手段限制各段的温升。计者将采取必要的手段限制各段的温升。同时在各要害部位设置温度测点进行监控。当冷却水量同时在各要害部位设置温度测点进行监控。当冷却水量不足、冷却器排气温度或蜗壳温度过高时，系统发出报警，不足、冷却器排气温度或蜗壳温度过高时，系统发出报警，提醒调整冷却水量或采取其他措施。提醒调整冷却水量或采取其他措施。当蜗壳温度超过连锁设定值时，系统认为氧压机处于事故当蜗壳温度超过连锁设定值时，系统认为氧压机处于事故状态，自动紧急打开放空阀，关闭氧气进出口阀，同时向机状态，自动紧急打开放空阀，关闭氧气进出口阀，同时向机内喷入氮气，停车，避免事故

17、的扩大。内喷入氮气，停车，避免事故的扩大。此外，还将限制流经管道和阀门的氧气流速，避免混入氧此外，还将限制流经管道和阀门的氧气流速，避免混入氧气中的杂质与流道的过分磨擦生热。气中的杂质与流道的过分磨擦生热。杭氧的氧压机本身的结构足以防止轴承用润滑油向压缩杭氧的氧压机本身的结构足以防止轴承用润滑油向压缩机内泄漏。机内泄漏。此外，还通过排烟机保持油系统内一定的真空度，并在此外，还通过排烟机保持油系统内一定的真空度，并在轴承箱口充入一定压力的惰性气体进行密封，防止润滑油和轴承箱口充入一定压力的惰性气体进行密封，防止润滑油和油气的外漏。油气的外漏。对于压缩机两端的轴孔处，通过与两轴端的一组密封腔对于压

18、缩机两端的轴孔处，通过与两轴端的一组密封腔相通的密封管路、相应的仪表和阀门控制氧混合气、氮相通的密封管路、相应的仪表和阀门控制氧混合气、氮混合气以及混合气进口氧气的差压，确保压缩机轴端无氧混合气以及混合气进口氧气的差压，确保压缩机轴端无氧气外漏。气外漏。对于机体的剖分面，涂上不可燃的密封涂料防止漏氧。对于机体的剖分面，涂上不可燃的密封涂料防止漏氧。此外，通过下层防火墙上的两台通风机防止由辅助设备意外此外，通过下层防火墙上的两台通风机防止由辅助设备意外泄漏的氧气浓度过高泄漏的氧气浓度过高 采用绝缘型联轴器防止压缩机转子感应轴电流。采用绝缘型联轴器防止压缩机转子感应轴电流。通过地线接地释放管道、冷

19、却器可能感应的电荷。通过地线接地释放管道、冷却器可能感应的电荷。设置防火墙，把全部氧气设备、管道、阀门用阻燃材料构成设置防火墙，把全部氧气设备、管道、阀门用阻燃材料构成的墙体与外界隔离。因此在氧压机运转期间，工作人员均在的墙体与外界隔离。因此在氧压机运转期间，工作人员均在危险区外，避免意外的人伤事故发生。危险区外，避免意外的人伤事故发生。钎焊技术在高压比氧压机制造上的应用钎焊技术在高压比氧压机制造上的应用 4电动机增速机压缩机（或工业汽轮机压缩机）4每段压缩后设一冷却器，冷却器设在压缩机下方4框架式基础，双层布置4机械运转平稳，运转周期长 4设置气量调节 机构，适宜变 负荷运行4设置防火墙，作

20、安全隔离 产品氮气在分馏塔上塔顶部抽出，压力比氧气更低，一般在产品氮气在分馏塔上塔顶部抽出，压力比氧气更低，一般在5 5KpaKpa（G G）左右，如此低的压力无法将氮气送到用氮点。就需要氮气压缩机来提左右，如此低的压力无法将氮气送到用氮点。就需要氮气压缩机来提高压力高压力.氮气透平压缩机一般均采用等温型氮气透平压缩机一般均采用等温型 ，具有比较高的等温效率，具有比较高的等温效率（63%63%）。在一级进口设置了进口导叶，由电动或气动执行机构控制。对流在一级进口设置了进口导叶，由电动或气动执行机构控制。对流量进行调节，调节范围：量进行调节，调节范围：75105%75105%。高纯度氮气的特征高

21、纯度氮气的特征 氮气为窒息性气体，空气中氮气浓度过大，会造成人体呼吸困难氮气为窒息性气体，空气中氮气浓度过大，会造成人体呼吸困难甚至窒息死亡。甚至窒息死亡。一般来讲，结构简单、安装方便的整体齿轮型压缩机（等温型）一般来讲，结构简单、安装方便的整体齿轮型压缩机（等温型）是氮气透平压缩机的首选。是氮气透平压缩机的首选。4每级均为轴向进气，进口流场较均匀，有利于级效率的提高 4无特别大的复杂零件，使得铸造和加工更容易 4级数可以增减，使得更易适应压力的变化4每级叶轮的线速度均 可达到较高水平，充分 发挥了材料的潜力4齿轮的加工精度要求 较高 4转子动力学设计的难 度较大 4级数有一定的限制，最多可到

22、六级4外泄漏点较多，故多 采用分段密封 4氮透的仪表控制及保安措施与常规的空透类似。氮透的仪表控制及保安措施与常规的空透类似。4因氮气是空分设备的产品，不希望放空。故氮透的防喘振系因氮气是空分设备的产品，不希望放空。故氮透的防喘振系统与空透稍有不同，与氧透类似，是由进口导叶、旁通管路统与空透稍有不同，与氧透类似，是由进口导叶、旁通管路和放空管路组成。和放空管路组成。4作用方式：作用方式：进口氮气衡压控制进口氮气衡压控制 通过进口导叶及旁通阀，完成进口氮气衡压控制。通过进口导叶及旁通阀，完成进口氮气衡压控制。出口氮气超压控制出口氮气超压控制 一般情况下，通过关小进口导叶及打开旁通阀的同时，一般情

23、况下，通过关小进口导叶及打开旁通阀的同时，能够有效地降低氮气排压；如果此二个动作还不能有效地降能够有效地降低氮气排压；如果此二个动作还不能有效地降低氮气排压，再打开放空管路的阀门，将高压氮气放空，直低氮气排压，再打开放空管路的阀门，将高压氮气放空，直至联锁停主机。至联锁停主机。是空分设备液体产品能量的主要来源是空分设备液体产品能量的主要来源 气源来自空分设备内部循环气，为氮气或干空气。很多情况下直气源来自空分设备内部循环气，为氮气或干空气。很多情况下直接进入分馏塔，因此循环压缩机的整个流道的清洁度至关重要接进入分馏塔，因此循环压缩机的整个流道的清洁度至关重要 。气量和压力取决于液体产品冷量的需

24、求。一般来讲，进口压力比气量和压力取决于液体产品冷量的需求。一般来讲，进口压力比较高，接近原料空气压缩机的排压，循环机的排压最高可达到较高，接近原料空气压缩机的排压，循环机的排压最高可达到 9 9 MpaMpa 循环透平压缩机一般均采用等温型循环透平压缩机一般均采用等温型 ，具有比较高的等温效率，具有比较高的等温效率（6065%6065%）。在一级进口设置了进口导叶，由电动或气动执行机构控制。对流在一级进口设置了进口导叶，由电动或气动执行机构控制。对流量进行调节，调节范围：量进行调节，调节范围：75105%75105%。要求具备较小的外泄漏量要求具备较小的外泄漏量 一般来讲，结构简单、安装方便

25、的整体齿轮型压缩机（等温型）一般来讲，结构简单、安装方便的整体齿轮型压缩机（等温型）是循环透平压缩机的首选是循环透平压缩机的首选4每级均为轴向进气，进口流场较均匀，有利于级效率的提高 4压力较高，容积流量一般都比较小而质量流量较大，因此转速很高而功率很大，于是就出现了很细的轴颈承受了很大扭矩的情况。4齿轮的加工精度要求 较高 4转子动力学设计的难 度较大 4级数有一定的限制，最多可到六级4外泄漏点较多，故多 采用分段密封 4 循环压缩机的仪表控制及保安措施与常规的氮透类似。循环压缩机的仪表控制及保安措施与常规的氮透类似。4 因循环气是空分设备的内部介质，任何泄漏及放空，都要以加大原料因循环气是

26、空分设备的内部介质，任何泄漏及放空，都要以加大原料机气量为代价。故它的防喘振系统是由进口导叶、旁通管路和放空管路组机气量为代价。故它的防喘振系统是由进口导叶、旁通管路和放空管路组成。成。4作用方式：作用方式：进口衡压控制进口衡压控制 通过进口导叶及旁通阀，完成进口氮气（干空气）衡压控制。通过进口导叶及旁通阀，完成进口氮气（干空气）衡压控制。出口超压控制出口超压控制 一般情况下，通过关小进口导叶及打开旁通阀的同时，能够有效地降一般情况下，通过关小进口导叶及打开旁通阀的同时，能够有效地降低排压；如果此二个动作还不能有效地降低排压，再打开放空管路的阀门，低排压；如果此二个动作还不能有效地降低排压，再打开放空管路的阀门，将高压循环气放空。将高压循环气放空。4 循环压缩机是空分设备或液体设备的核心机，一般是不允许停机的，循环压缩机是空分设备或液体设备的核心机，一般是不允许停机的，在空分设备出现不大的故障不能正常运行时，循环压缩机就采用全量旁通在空分设备出现不大的故障不能正常运行时，循环压缩机就采用全量旁通的办法维持运行。的办法维持运行。谢谢各位！谢谢各位！