加氢裂化装置氢压缩机的主要参数课件.ppt

1、加氢裂化装置新氢压缩机的主要参数加氢裂化装置新氢压缩机的主要参数 厂名 处理量 新氢压缩机操作参数 机器 备 注 -流量 入口压 出口压入口配置 茂名 80 21470 1.2 19.3 40 2X60%三井 南京 80 21470 1.2 19.3 40 2X60%三井 辽阳化纤公司 100 29233 2.396 19.3 40 2X60%吉林化学工业公60 16000 2.4 13.82 40 2X60%Dress-lan镇海炼化 80 20850 1.2 19.23 40 2X60%沈气厂 氢气在往复式压缩机中的压缩 氢气在往复式压缩机中的压缩，一般具有以下特点：?可通过多级压缩实现较

2、大的压力比：?限制每一压缩级的出口温度不超 135?尽量采用无油或少油润滑?控制活塞平均速度不大于 3.5m/s?在多级压缩的往复式压缩机中，要采取级间 回流的控制手段，使每级压力比尽量接近 设计值 新氢压缩机配置方案新氢压缩机配置方案 根据装置所需的新氢量，在选择新氢压缩机时，通常有三种方案可供选择 260%350%，2100%。方案 方案（一）方案（二）方案（三）项目 260%350%2100%1 操作方式 正常时 2 台同时操作，一台故障后，装置降量操作 正常时，两台并联操作，一台故障时，另一台投入，装置不降量。正常时，一台操作，一台备用 2 备用率 无备用 一台备用 50%一台备用 1

3、00%3 驱动电机 功率需求按总量 60%，容量中等 功率需求按总量 50%，容量最小 功率需求按总量 100%，容量最大 4 操作可靠性 取决于机器质量，但由于无备用，在一台故障时，装置需降量 有备用机组，故障后可迅速切换，保证装置处理量 有备用机组，故障后，可迅速切换，保证装置处理量。5 占地面积 最小 最大 大 6 投资 最少 大 大 在选择配置方案时，还应考虑以下因素。1）压缩机的排量控制及调节 新氢压缩机可以通过设置固定式或可变式余隙腔及入口卸荷的方式实现排量控制。通过固定式（或可变式）余隙腔可实现约10%左右的排量控制。通过入口卸荷可使具有二列一级缸的压缩机实现0%、25%、50%

4、、75%、100%的排量控制、对只有一列一级缸的压缩机可实现0%、50%、100%的排量控制。以260%的方案为例，通过 10%余隙腔及入口卸荷控制，可实现所示的操作工况的组合：2台60%配置方案 工 况 A机 B机 总排量 1 60%60%120%2 54%（余隙腔开）60%114%3*54%（余隙腔开）54%（余隙腔开）108%4 30%（入口卸荷）60%90%5 54%（余隙腔开）30%（入口卸荷）84%6 60%0 60%工况3为正常工况，总量的8%每台为总量的4%用于压力控制回流力控制回流 2）某些装置要求新氢压缩机在某一中间压力下抽出部分氢气，这将对压缩机级压缩比的选择提出要求。3

5、）为了使操作中当运行余隙腔调节及入口卸荷调节时，压缩机级压缩比能保持在设计值，新氢压缩机还需设置级间回流控制系统。新氢压缩机的级间调节新氢压缩机的级间调节 新氢压缩机的级间调节新氢压缩机的级间调节 单台配置方案的优化单台配置方案的优化 无论采用何种配置，对单台机的选型均需考虑级压缩比的合理分配，总列数及每级的气缸数。近年来往复式压缩机多采用卧式对称平衡型。压力比：从限制每级出口温度不超过135的条件，每级的压力比一般均小于 3。总列数：在确定总压缩级数及级压力比以后，根据每列为一个气缸的原则确定总列数，考虑到压缩机动力平衡的要求，采用偶数列是理想的。每级气缸数：由每级要求的入口流量计算出的气缸

6、直径，再综合考虑总的级数，列数及动力平衡，确定每级的缸数。新氢压缩机对每级出口温度的严格要求（小于135），使制造厂在考虑配置方案时应综合考虑压力比的分配及总的列数，从动力平衡的角度选择偶数列的布置较为理想。压缩级数及列数压缩级数及列数 偶数列的气缸布置对机架受力和偶数列的气缸布置对机架受力和力矩的影响力矩的影响 压缩级数及列数 目前工业上应用的往复压缩机从2列到10列，每列间相隔相同的角度。为减少往复及旋转质量惯性力的影响可应用以下方法：.对2列，4列90o布置，8列45布置的采用配重。.4列180、6列60、8列90布置可不需要配重，所有往复惯性力全部平衡。曲轴箱列数设计曲轴箱列数设计 压

7、缩级数及列数 从设计角度，最佳的方案是所有各列的往复部分的质量相等，或相对的二列往复部分质量相等，最低的要求是使相对的二列往复部分质量尽可能接近，并采用较重的活塞、在十字头上加配重。意大利NUOVO Pignone公司H型机架的数据 架型号架型号 HA HB HD HE HF HG 额定功率额定功率 kW 8001600 12503750 23009440 380019000 450022500 700035000 转速转速max r/min 1200 800 700 600 480 430 行程行程 mm 180 210230 240280 240330 320420 360450 曲柄拐数

8、曲柄拐数 24 26 28 210 210 210 HHE压缩机数据表压缩机数据表 型号 HHE-FB HHE-VE HHE-VG HHE-VL 综合活塞力kg 13608 27216 47628 81648 气体力kg 16329.6 32659.2 56700 99792 活塞杆直径mm 57.15(2.25”)76.2(3”)101.6(4”)127(5”)曲轴直径mm 171.45(6.75”)228.6(9”)279.4(11”)330.2(13”)行程mm 8.5,10”12”11”13”12”15”12”16”额定转速rpm 500 428 333 333 最高转速rpm 600

9、 500 375 375 最大线速度m/s 5.08 4.657 4.445 4.511 气缸列数(1)、2、(3)、4 16 110 110 最大单列轴功率 503.35kW 1155.8kW 1938.8kW 2565.2kW 最大轴功率kW 2625 5280 8850 17195 2列机重量kg 13923 21546 27125 43772 每增1 列重量kg 8526 7258 10433 14515 2列机占地mm 57912134 7747 2413 8128 2591 9017 2972 每增1 列占地mm 5791524 7747 635 8128 673 9017 788

10、 压缩机工作原理压缩机工作原理 分体机身 整体机身 整体浇铸的大机型机身整体浇铸的大机型机身 曲轴拐数设计曲轴拐数设计 压缩机的三个曲拐之夹角为120度 对称平衡式需要一个虚拟曲拐来平衡其它三个曲拐 对置式曲轴结构对置式曲轴结构 对置式结构加大了压缩机的承载能力，并可实现奇数列布置 对置式与对称平衡式的比较对置式与对称平衡式的比较 曲轴曲轴 短垮距多支撑提高整体刚性短垮距多支撑提高整体刚性 十字头名称由来十字头名称由来 十字头销 连杆 活塞杆 十字头体 滑板 衬圈 小头瓦 夹块上紧十字头夹块上紧十字头 N N F F 液压上紧拉力器液压上紧拉力器 液压口 拉杆螺母 拉杆螺栓 上紧螺母 活塞杆

11、法兰 液压上紧十字头液压上紧十字头 液压上紧十字头液压上紧十字头 中体滑道中的十字头中体滑道中的十字头 小型机用 超级螺母 上紧 模锻连杆模锻连杆 模锻连杆模锻连杆 铝镁合金轴承铝镁合金轴承 薄壁瓦滑动轴承薄壁瓦滑动轴承 整体铝镁合金低摩擦高强度 钢基巴氏合金强度低易剥落 润滑油孔 润滑油孔 轴瓦的性能比较 巴氏合金 承受能力 所需润滑油过主轴瓦和连杆大头瓦 滤器进度厚度mmPSI%U钢基巴氏合金层0.061000-160010040-60铜基巴氏合金0.007-0.0112525铜基薄层巴氏合金0.002-0.003150-17510多金属薄层巴氏合金Micro300-50010吕合金基薄层

12、进氏合金0.005-0.001500010飞轮置于压缩机与电机之间飞轮置于压缩机与电机之间 电动机 电机冷却器 压缩机 带盘车功能的飞轮 对置式布局和单支承电机对置式布局和单支承电机 曲拐的均分度设计使能耗降到最低 HHE载荷的均衡分布减小了对驱动器的冲击 对称平衡式的负荷不均衡性靠很大的飞轮加以克服 曲轴夹角的均分度设计曲轴夹角的均分度设计 05101520253035400510152025303540无计划停车原因统计表无计划停车原因统计表?36%的事故率?40%以上的维修费用?间接引起活塞环的损坏?间接引起活塞杆的损坏?间接引起活塞杆填料的损坏 气阀的损坏引起气阀的损坏引起 影响气阀可

13、靠性的因素主要有 腐蚀：在阀板、弹簧上极小的蚀点均可引起疲劳破坏。温度：阀板、弹簧等所使用材料的温度极限。对颗粒的容忍性：气流中携带的颗粒会引起泄漏和运动部件的疲劳。非金属材料对颗粒的容忍性较好，因为颗粒可嵌在其上面不影响可靠性。差压：高的差压如果和高的温度组合则易造成阀板的变形 冲击：阀板对阀座的冲击速度过大会造成“冲击疲劳”，其值和材料及阀的设计有关。脉动：如果阀在打开的位置下，阀板在阀座和导杆间来回颤抖，这将减小可靠性。?PEEK 是 Poly-Ether-Ether-Ketone 的缩写 阀片材料阀片材料 阀片材料分子结构比较阀片材料分子结构比较 金属分子结构 PEEK分子结构?重量轻

14、 为金属阀片的六分之一,减少惯性力和冲击力及磨损,使用寿命增加.?耐腐蚀 几乎所有种类的工艺气体,包括100%H2S和低于3%的氯气或 HCL 100%HCO等各种酸性气体.?承受气体中液体和渣质?大升程?peek阀片最大允许升程为 3.56mm,?钢阀片最大允许升程为1.788mm,?可减少气体流经气阀的阻力,并提高使用寿命.抗冲击疲劳性高 抗饶裂疲劳性高 PEEK材料特点材料特点 操作温度 操作压力 操作差压 环型阀 218?C 210Kg/cm2 105Kg/cm2 POPPET 218?C 280Kg/cm2 140Kg/cm2 PEEK的材料特性的材料特性 环状阀环状阀 POPPET

15、阀阀 POPPET阀的阀芯 Magnum阀阀 活塞杆填料活塞杆填料 活塞杆填料工作原理活塞杆填料工作原理 斜切口三瓣式填料环斜切口三瓣式填料环 开放式水道填料盒开放式水道填料盒 封闭水道填料盒封闭水道填料盒?小“O”型圈,更换方便?封闭水套紧贴密封圈,冷却效果好 模锻连杆和大小头瓦模锻连杆和大小头瓦?连杆是高强度模锻钢制造.?大头瓦材料为铝镁合金(同主轴瓦),上下两半结构,可加垫调节?小头瓦为青铜瓦套?小头瓦内有螺旋线油槽用于建立油膜润滑十字头销?衬套是可更换零件?孔口式卸荷器?柱塞式卸荷器?余隙腔式卸荷器 卸荷器的类型卸荷器的类型 压缩机的流量控制压缩机的流量控制 入口缓冲器 出口缓冲器 入

16、口过滤器 冷却器 分离器 指指 状状 卸卸 荷荷 器器 柱塞式卸荷器柱塞式卸荷器?柱塞式卸荷器安装在进气阀上?与一个进气阀一起使用.当卸荷器关闭时,进气阀正常工作.当卸荷器开启时,气缸里面的压缩气体通过阀中部的开口流回,排气阀关闭，气缸卸荷。柱塞动作过程柱塞动作过程 孔口式卸荷器孔口式卸荷器?孔口式卸荷器安装在气缸上?下面有一个可更换的机座环.它可以把进气通道全部堵住,此时气缸侧有效地负荷运行.如果阀离开阀座,气缸侧就卸荷 余隙腔卸荷器余隙腔卸荷器?余隙腔卸荷器安装在气缸端盖上?用来开启和关闭余隙腔.当卸荷阀关闭时,余隙腔关 闭,当卸荷阀开启时,余隙腔与气缸腔连在一起,用来减少流量.活塞杆活塞

17、杆-合金钢 AISI 4142,35CrMoV-不锈钢 AISI 410/420，174 PH-滚制螺纹加工工艺-螺纹根部应力限制 在最大允许负荷下,螺纹根部应力值限制在10,000PSI以下(AISI4142和CC450的材料允许抗拉强度力100,000和160,000PSI)-螺纹预(拉)应力为最大允许负荷下应力值的1.5倍.?满足API 要求对应填料处活塞杆硬化处理,采用:-感应硬化 -表面镀铬 -活塞杆表面喷涂硬化技术 TC3-高速高温喷涂高速高温喷涂?原料组份 钨T+碳化物C+钴C+铬C?燃料室温度 2760 oC?喷涂速度 1360 M/S?优点:-涂层高密度,高均匀度,与母体高强

18、度结合 -表面硬度 RC70 -耐腐蚀 辅助系统辅助系统 往复压缩机的辅助系统主要有 入口过滤；进出口缓冲 级间冷却；级间气液分离；润滑及冷却系统等。辅助系统的正确选择对压缩机的安全运转至关重要 保证各级气缸进入的气体是干净的，不含杂质保证各级气缸进入的气体是干净的，不含杂质颗粒及液滴（水滴及油滴）。为了防止气体中颗粒及液滴（水滴及油滴）。为了防止气体中所含之水份在冷却的气缸（套）壁上会冷凝，API618规定进入气缸的冷却水温度应比气体入规定进入气缸的冷却水温度应比气体入口温度高约口温度高约5。因而设置专门的电加热设施。因而设置专门的电加热设施则是必需的。则是必需的。严格要求的级间冷却系统应能

19、使压缩后的气体冷却到规定的入口温度，这不仅是节省压缩功冷却到规定的入口温度，这不仅是节省压缩功率的需要，同时也是保证压缩机正常吸入容积率的需要，同时也是保证压缩机正常吸入容积的要求，在不变的重量流量下，温度高则容积增加，造成各级间的不协调，改变级压力比。增加，造成各级间的不协调，改变级压力比。正确的进出口缓冲罐的设计，可以防止和抑止往复式机器的脉冲效应。润滑和冷却（气缸及盘根）系统则是保证运动机构曲轴，连杆，十字头及活塞和活塞杆正常运转的命脉，D-R公司对往复式压缩机的故障统计，活塞杆盘根，活塞环，支撑环，气缸润滑系统的故障共占37.5%。而活塞环，支撑环及杆盘根的故障，除材料、操作等原因外，均和冷却及润滑系统有关。制造过程中的主要检查?主要零部件材料的化学成份及机械性 能数据?重要零部件的无损探伤检查?水压试验及氮气试验 出厂试验项目出厂试验项目 通常进行无负荷机构运转试验。按规定在拆除进出口气阀的条件下，进行4小时的全速运转试验。试验后，对运动部件进行解体检查。机械运转拆检机械运转拆检 机械运转拆检机械运转拆检