1、The Teaching Plan Made By Jiang Hongye 天然气集输设备天然气集输设备2022年年7月月21日日1The Teaching Plan Made By Jiang Hongye 天然气集输设备天然气集输设备2022年年7月月21日日2The Teaching Plan Made By Jiang Hongye 天然气集输设备天然气集输设备2022年年7月月21日日3 从气井中开采出来的天然气，常带有一部分液从气井中开采出来的天然气，常带有一部分液体（水和凝析油）和固体杂质（如岩屑粉尘）等。体（水和凝析油）和固体杂质（如岩屑粉尘）等。这些杂质不仅腐蚀管道、设备、
2、仪表，而且还可以这些杂质不仅腐蚀管道、设备、仪表，而且还可以堵塞阀门、管线影响正常生产。因此，从井场来的堵塞阀门、管线影响正常生产。因此，从井场来的流体必须在集气（油）站进行脱除机械杂质和处理，流体必须在集气（油）站进行脱除机械杂质和处理，然后才能进入输气干线。另外，天然气在经过长输然后才能进入输气干线。另外，天然气在经过长输管道到达末站（城市门站）等时，由于管线内腐蚀管道到达末站（城市门站）等时，由于管线内腐蚀等原因，不可避免的含有机械杂质，必须进行脱除。等原因，不可避免的含有机械杂质，必须进行脱除。The Teaching Plan Made By Jiang Hongye 天然气集输设备
3、天然气集输设备2022年年7月月21日日41.1 天然气分离的方法：天然气分离的方法：相分离相分离 在一定的压力和温度下，气液混合物将形成一在一定的压力和温度下，气液混合物将形成一定比例和组成的液相和气相，即相分离。定比例和组成的液相和气相，即相分离。机械分离机械分离 用机械分离的方法把液相（或固相）和气相分用机械分离的方法把液相（或固相）和气相分开，称之为机械分离。开，称之为机械分离。1、概述、概述The Teaching Plan Made By Jiang Hongye 天然气集输设备天然气集输设备2022年年7月月21日日51.2 天然气分离的基本目的：天然气分离的基本目的：从气流中分
4、离掉液体和固体；从气流中分离掉液体和固体；从油流中分离掉气体和固体以及游离水；从油流中分离掉气体和固体以及游离水；利用相对密度的差异将混合的液体分离成两种利用相对密度的差异将混合的液体分离成两种或三种流体等。或三种流体等。The Teaching Plan Made By Jiang Hongye 天然气集输设备天然气集输设备2022年年7月月21日日61.2 四个操作要求（功能）：四个操作要求（功能）：油和气或气和液的基本油和气或气和液的基本“相相”的分离；的分离；脱除气相中所夹带的液沫（雾状）；脱除气相中所夹带的液沫（雾状）；脱除液相中所包含的气泡；脱除液相中所包含的气泡；从分离器内分别引
5、走已经分离出来的气相和液从分离器内分别引走已经分离出来的气相和液相，不允许它们彼此有重新夹带掺混的机会。相，不允许它们彼此有重新夹带掺混的机会。The Teaching Plan Made By Jiang Hongye 天然气集输设备天然气集输设备2022年年7月月21日日7四个部分（段）：四个部分（段）：基本相分离段基本相分离段流体从管线进入分离器，首先通过流体从管线进入分离器，首先通过基本基本“相相”分离段，使流体带有的能量得到控制或消减；分离段，使流体带有的能量得到控制或消减；重力沉降段重力沉降段使气体和液体的流量能保证流体在分使气体和液体的流量能保证流体在分离器内的速度经常在最大的允
6、许线性速度以内，以便它离器内的速度经常在最大的允许线性速度以内，以便它们得到分离和沉降；们得到分离和沉降；除雾段或聚集段除雾段或聚集段减少气体的紊流，使气体中夹带减少气体的紊流，使气体中夹带的液沫聚集、分离出来；的液沫聚集、分离出来；液体收集和引出段液体收集和引出段使已分离的液（固）和气相不使已分离的液（固）和气相不再彼此重新夹带，掺混，将它们分别地引走。再彼此重新夹带，掺混，将它们分别地引走。分离器中的压力用压力控制阀来保持。分离器中的压力用压力控制阀来保持。The Teaching Plan Made By Jiang Hongye 天然气集输设备天然气集输设备2022年年7月月21日日8
7、2、重力式两相分离器、重力式两相分离器2.1 重力沉降分离原理重力沉降分离原理 重力沉降是分散相液滴在重力作用下，与周围气体发重力沉降是分散相液滴在重力作用下，与周围气体发生相对运动，并实现分离的过程。生相对运动，并实现分离的过程。液滴的重力沉降速度是指液滴相对于周围流体的沉液滴的重力沉降速度是指液滴相对于周围流体的沉降运动速度。降运动速度。影响重力沉降的因素很多，有颗粒的形状、影响重力沉降的因素很多，有颗粒的形状、大小、密度、流体的种类、密度、粘度等。大小、密度、流体的种类、密度、粘度等。液滴颗粒的沉降速度液滴颗粒的沉降速度ggLgdW3)(40阻力系数阻力系数 是雷诺数是雷诺数Re的函数的
8、函数)(Re)0ggWdffThe Teaching Plan Made By Jiang Hongye 天然气集输设备天然气集输设备2022年年7月月21日日92.2 碰撞分离（聚结）原理碰撞分离（聚结）原理 碰撞分离就是利用碰撞作用把在沉降分离中未能碰撞分离就是利用碰撞作用把在沉降分离中未能除去的较小的液滴除去。除去的较小的液滴除去。油气分离器中完成碰撞分离作用的部件叫除雾器。油气分离器中完成碰撞分离作用的部件叫除雾器。除雾器内气体的通道是曲折的，携带着油雾的气除雾器内气体的通道是曲折的，携带着油雾的气体进入除雾器，在其中被迫绕流时，由于油雾的密度体进入除雾器，在其中被迫绕流时，由于油雾的
9、密度比气体大，惯性大，比气体大，惯性大，油雾不完全随气流改变运动方向油雾不完全随气流改变运动方向，于是被碰撞到经常润湿的结构上被吸附。这些油雾不于是被碰撞到经常润湿的结构上被吸附。这些油雾不断被吸附积蓄，沿结构垂直面流下。断被吸附积蓄，沿结构垂直面流下。The Teaching Plan Made By Jiang Hongye 天然气集输设备天然气集输设备2022年年7月月21日日102.3 动量改变分离原理动量改变分离原理 流体中不同密度的各相有不同的动量。如果流体中不同密度的各相有不同的动量。如果两相流突然改变方向，较大动量的重流体微粒，两相流突然改变方向，较大动量的重流体微粒，不能象轻
10、的流体那样迅速转向，所以就要产生分不能象轻的流体那样迅速转向，所以就要产生分离。流动中的两相分离，通常采用离。流动中的两相分离，通常采用动量法动量法，如分，如分离器的进口初级分离部分就是利用改变动量实现离器的进口初级分离部分就是利用改变动量实现分离的典型例子。分离的典型例子。The Teaching Plan Made By Jiang Hongye 天然气集输设备天然气集输设备2022年年7月月21日日112.4 重力式两相分离器的分离过程重力式两相分离器的分离过程图图1 卧式分离器示意图卧式分离器示意图The Teaching Plan Made By Jiang Hongye 天然气集输
11、设备天然气集输设备2022年年7月月21日日12图图2 立式分离器示意图立式分离器示意图The Teaching Plan Made By Jiang Hongye 天然气集输设备天然气集输设备2022年年7月月21日日13图图3 常规过滤分离器示意图常规过滤分离器示意图The Teaching Plan Made By Jiang Hongye 天然气集输设备天然气集输设备2022年年7月月21日日142.5 卧式与立式分离器的比较卧式与立式分离器的比较 分离器重力沉降部分中液滴下沉方向看，在立式分离器中分离器重力沉降部分中液滴下沉方向看，在立式分离器中两者相反，在卧式分离器中两者相互垂直。
12、在卧式分离器两者相反，在卧式分离器中两者相互垂直。在卧式分离器中，液滴更易于从气流中分出，因而卧式分离器适合于处中，液滴更易于从气流中分出，因而卧式分离器适合于处理带液量较大的流体。理带液量较大的流体。在卧式分离器中，气液界面面积较大，集液部分液体中所在卧式分离器中，气液界面面积较大，集液部分液体中所含有的气泡易于上升至气相空间，即所得的液体中含气量含有的气泡易于上升至气相空间，即所得的液体中含气量少。此外，卧式分离器还有单位处理量成本低，易于安装、少。此外，卧式分离器还有单位处理量成本低，易于安装、检查、保养、易于制成撬装式等优点。检查、保养、易于制成撬装式等优点。The Teaching
13、Plan Made By Jiang Hongye 天然气集输设备天然气集输设备2022年年7月月21日日15 立式分离器占地面积小，适合于处理含固体杂质较多的油气立式分离器占地面积小，适合于处理含固体杂质较多的油气混合物，可以在底部设置排污口定期排放和清除固体杂质。混合物，可以在底部设置排污口定期排放和清除固体杂质。卧式分离器处理含固体杂质较多的油气混合物时，由于固相卧式分离器处理含固体杂质较多的油气混合物时，由于固相杂质有杂质有4560的静止角，故在分离器底部沿长度方向需设的静止角，故在分离器底部沿长度方向需设置几个排放口。置几个排放口。卧式分离器具有较小的液体波动容量。卧式分离器具有较小
14、的液体波动容量。立式分离器也有与生产过程无关的某些缺点立式分离器也有与生产过程无关的某些缺点 卸压阀和某些控制器在没有特别的扶梯和平台时，可能卸压阀和某些控制器在没有特别的扶梯和平台时，可能是难以操作维修的；是难以操作维修的；因高度的限制，分离器在搬动时必须从滑橇上拆卸下来。因高度的限制，分离器在搬动时必须从滑橇上拆卸下来。The Teaching Plan Made By Jiang Hongye 天然气集输设备天然气集输设备2022年年7月月21日日16总之，对于正常的油气分离，特别是出现乳总之，对于正常的油气分离，特别是出现乳化、泡沫或高气油比的场合，卧式分离器可能是化、泡沫或高气油比的
15、场合，卧式分离器可能是最经济的。在低气油比的场合，立式分离器工作最经济的。在低气油比的场合，立式分离器工作得最有效，在非常高的气油比场合，（比如在从得最有效，在非常高的气油比场合，（比如在从气体中仅仅需要脱除液体雾沫所使用的气体洗涤气体中仅仅需要脱除液体雾沫所使用的气体洗涤器）也可以使用立式分离器。器）也可以使用立式分离器。The Teaching Plan Made By Jiang Hongye 天然气集输设备天然气集输设备2022年年7月月21日日172.6 两相分离器的外壳及内部构件两相分离器的外壳及内部构件2.6.1 分离器的外壳分离器的外壳 为内部承受压力的容器。它是一个圆形筒体，
16、为内部承受压力的容器。它是一个圆形筒体，其内径及长度的尺寸，根据气体和液体的处理量，其内径及长度的尺寸，根据气体和液体的处理量，以及操作压力和温度等参数来设计确定，两端有以及操作压力和温度等参数来设计确定，两端有通常是椭球形或球形的封头。筒体及封头的壁厚，通常是椭球形或球形的封头。筒体及封头的壁厚，按高压容器设计的要求及方法设计成有足够的厚按高压容器设计的要求及方法设计成有足够的厚度，以承受高的压力。度，以承受高的压力。The Teaching Plan Made By Jiang Hongye 天然气集输设备天然气集输设备2022年年7月月21日日182.6.2 进口转向器进口转向器1.导流
17、档板导流档板 可能是球形盘，平板，角铁，锥形可能是球形盘，平板，角铁，锥形物，或者是任何一种能使液流方向和速物，或者是任何一种能使液流方向和速度快速变化的东西。档板主要是用结构度快速变化的东西。档板主要是用结构支撑加以固定，以承受冲击动量载荷。支撑加以固定，以承受冲击动量载荷。使用半球形或锥形的装置，使用半球形或锥形的装置，其优点是它其优点是它比板或角铁所产生的扰动要小些，从而比板或角铁所产生的扰动要小些，从而减少再夹带或乳化的问题。减少再夹带或乳化的问题。The Teaching Plan Made By Jiang Hongye 天然气集输设备天然气集输设备2022年年7月月21日日192
18、.旋风式进口旋风式进口 应用离心力，分离流体成为应用离心力，分离流体成为油气。这种进口可以是旋风式通道油气。这种进口可以是旋风式通道或者是环绕筒壁的切线流道。这些或者是环绕筒壁的切线流道。这些装置是属于专利性的，使用一个进装置是属于专利性的，使用一个进口喷咀就足以产生一个围绕着内筒口喷咀就足以产生一个围绕着内筒回转大约回转大约6m/s的液流速度，内筒的的液流速度，内筒的直径不大于分离器直径的直径不大于分离器直径的2/3。The Teaching Plan Made By Jiang Hongye 天然气集输设备天然气集输设备2022年年7月月21日日203.波浪破碎器波浪破碎器 在长的卧式分离
19、器内，有必要安装波浪破在长的卧式分离器内，有必要安装波浪破碎器，波浪破碎器不过是一些垂直挡板横跨在气碎器，波浪破碎器不过是一些垂直挡板横跨在气液界面之上并与流动方向垂直。液界面之上并与流动方向垂直。The Teaching Plan Made By Jiang Hongye 天然气集输设备天然气集输设备2022年年7月月21日日214.除沫板除沫板 当气泡从液体中逸放出来时，在气液界面可能形成泡当气泡从液体中逸放出来时，在气液界面可能形成泡沫。在进口处加入化学处理剂就可以使泡沫稳定下来。更沫。在进口处加入化学处理剂就可以使泡沫稳定下来。更为有效的解决办法是迫使泡沫流经一系列倾斜的平行板片为有效
20、的解决办法是迫使泡沫流经一系列倾斜的平行板片或管束，以便于泡沫聚结。或管束，以便于泡沫聚结。The Teaching Plan Made By Jiang Hongye 天然气集输设备天然气集输设备2022年年7月月21日日225.气相整流构件气相整流构件 当液流进入分离器后，在转向器旋当液流进入分离器后，在转向器旋风口或动能吸收器的作用下，进行了初风口或动能吸收器的作用下，进行了初步分离，初分的气相处于紊流状态，对步分离，初分的气相处于紊流状态，对液滴的自然重力沉降不利。液滴的自然重力沉降不利。“整流整流”构件，即在分离器内某一构件，即在分离器内某一长度范围内设置一系列并有适当间距的长度范围
21、内设置一系列并有适当间距的平行薄板，气体通过狭窄的平行间隙时，平行薄板，气体通过狭窄的平行间隙时，作层状流动，促进了气相中液滴的重力作层状流动，促进了气相中液滴的重力沉降。该构件在气相负荷高、气速较大沉降。该构件在气相负荷高、气速较大的场合十分有用。的场合十分有用。The Teaching Plan Made By Jiang Hongye 天然气集输设备天然气集输设备2022年年7月月21日日236.雾沫脱除器（除雾器）雾沫脱除器（除雾器）两种最常用的雾沫脱除装置：两种最常用的雾沫脱除装置：丝网垫和叶板丝网垫和叶板。丝网垫丝网垫是由很细的不锈钢丝缠绕成紧密的园柱是由很细的不锈钢丝缠绕成紧密的
22、园柱形填料垫层。液滴碰击到丝网上，聚积起来。丝网形填料垫层。液滴碰击到丝网上，聚积起来。丝网的效果很大地依赖于气体有一个恰当的速度范围。的效果很大地依赖于气体有一个恰当的速度范围。如果速度太大，分离出来的液体将被再夹带到气流如果速度太大，分离出来的液体将被再夹带到气流中，如果速度较低，烃蒸汽漂流经过丝网，这样就中，如果速度较低，烃蒸汽漂流经过丝网，这样就没有液滴的碰击和聚积。没有液滴的碰击和聚积。The Teaching Plan Made By Jiang Hongye 天然气集输设备天然气集输设备2022年年7月月21日日24 丝网垫丝网垫的结构，通常规定成某种厚度（一般是的结构，通常规定
23、成某种厚度（一般是75到到180mm）和某种筛网密度（一般是每立方米）和某种筛网密度（一般是每立方米160到到190kg）。尺寸适宜的丝网除雾器可以脱除）。尺寸适宜的丝网除雾器可以脱除99%的的10微微米和更大些的液滴，但容易堵塞。米和更大些的液滴，但容易堵塞。The Teaching Plan Made By Jiang Hongye 天然气集输设备天然气集输设备2022年年7月月21日日25 叶板除雾器叶板除雾器迫使气体在迫使气体在平行板内为层流，并使流动方平行板内为层流，并使流动方向改变。液滴碰击到板面上就向改变。液滴碰击到板面上就聚积起来，并向下沉降到液体聚积起来，并向下沉降到液体收集
24、处，然后液体按规定路线收集处，然后液体按规定路线进入分离器的液体收集段。叶进入分离器的液体收集段。叶板式除雾器在制造厂制成序列，板式除雾器在制造厂制成序列，以保证既是层流，又有某一最以保证既是层流，又有某一最小的压力降。小的压力降。The Teaching Plan Made By Jiang Hongye 天然气集输设备天然气集输设备2022年年7月月21日日26拱板除雾器拱板除雾器 是由一系列同心波纹圆筒组成，这样就增大是由一系列同心波纹圆筒组成，这样就增大了液滴在圆筒表面的聚结面积。了液滴在圆筒表面的聚结面积。The Teaching Plan Made By Jiang Hongye
25、天然气集输设备天然气集输设备2022年年7月月21日日27 除雾器的除雾器的作用作用是把沉降分离不能除去是把沉降分离不能除去的微小液滴去掉，因此，不能处理携带有的微小液滴去掉，因此，不能处理携带有大量液滴的气体，更不能代替重力沉降分大量液滴的气体，更不能代替重力沉降分离段的作用。离段的作用。The Teaching Plan Made By Jiang Hongye 天然气集输设备天然气集输设备2022年年7月月21日日282.7 其它形式的分离器其它形式的分离器2.7.1 旋风分离器旋风分离器 旋风分离器的旋风分离器的主要特点主要特点是天然气和被分离液体沿分是天然气和被分离液体沿分离器筒体壁
26、切线方向以一定速度进入分离器，并沿筒体离器筒体壁切线方向以一定速度进入分离器，并沿筒体内壁作旋转运动。由于被分离液滴的密度远大于气体，内壁作旋转运动。由于被分离液滴的密度远大于气体，因而液滴在此旋转运动中被抛向筒体壁，并附着在筒体因而液滴在此旋转运动中被抛向筒体壁，并附着在筒体壁上，聚集成较大液滴而沿筒体壁向下流动，最后流入壁上，聚集成较大液滴而沿筒体壁向下流动，最后流入分离器的集流段而被排放出去。分离器的集流段而被排放出去。旋风分离器的工作与气旋风分离器的工作与气体进入分离器的线速度密切相关，而线速度的大小又直体进入分离器的线速度密切相关，而线速度的大小又直接与气体处理量有关。接与气体处理量
27、有关。The Teaching Plan Made By Jiang Hongye 天然气集输设备天然气集输设备2022年年7月月21日日29 旋风分离器尽管旋风分离器尽管有较高的分离效率，有较高的分离效率，但却但却不适应负荷波动不适应负荷波动较大的场合，因而在较大的场合，因而在负荷波动较大的集输负荷波动较大的集输站场与单井集气站中站场与单井集气站中的应用受到限制。的应用受到限制。图图5 旋风分离器示意图旋风分离器示意图The Teaching Plan Made By Jiang Hongye 天然气集输设备天然气集输设备2022年年7月月21日日30The Teaching Plan Ma
28、de By Jiang Hongye 天然气集输设备天然气集输设备2022年年7月月21日日311.离心压缩机离心压缩机1.1 离心式压缩机的主要特点和结构离心式压缩机的主要特点和结构1.1.1离心压缩机的特点离心压缩机的特点 流量大流量大 离心压缩机中气体是连续流动，流通截面较大，同时离心压缩机中气体是连续流动，流通截面较大，同时叶轮转速很高，故流量很大，进气量在叶轮转速很高，故流量很大，进气量在5000m3/min以上。以上。转速高转速高 离心压缩机中转子只作旋转运动，转动惯量小，且与离心压缩机中转子只作旋转运动，转动惯量小，且与静止部件不接触。这不仅减少了摩擦，还可大大提高转速。静止部件
29、不接触。这不仅减少了摩擦，还可大大提高转速。结构紧凑结构紧凑 机组重量及占地面积都比同一气量的活塞压缩机小机组重量及占地面积都比同一气量的活塞压缩机小得多。得多。The Teaching Plan Made By Jiang Hongye 天然气集输设备天然气集输设备2022年年7月月21日日32运转可靠运转可靠 由于转动部件与静止部件不直接接触摩擦，因由于转动部件与静止部件不直接接触摩擦，因而运转平稳、排气均匀、易损件少，一般可连续运转一而运转平稳、排气均匀、易损件少，一般可连续运转一年以上。不需备用机组，维修量小。年以上。不需备用机组，维修量小。单级压力比不高单级压力比不高 目前排气压力需
30、在目前排气压力需在500 105Pa以上时，以上时，只能使用活塞压缩机。只能使用活塞压缩机。效率稍低效率稍低 由于离心压缩机中气流速度较大，造成能量损由于离心压缩机中气流速度较大，造成能量损失较大，故效率较活塞压缩机稍低。失较大，故效率较活塞压缩机稍低。离心压缩机转速高、功率大、无备机离心压缩机转速高、功率大、无备机，一旦发生事故，一旦发生事故，后果是严重的，需有一系列紧急安全保障设施。后果是严重的，需有一系列紧急安全保障设施。The Teaching Plan Made By Jiang Hongye 天然气集输设备天然气集输设备2022年年7月月21日日33The Teaching Pla
31、n Made By Jiang Hongye 天然气集输设备天然气集输设备2022年年7月月21日日341.1.2 离心式压缩机的主要结构离心式压缩机的主要结构 离心式压缩机本体由转子、定子、轴承等组成。离心式压缩机本体由转子、定子、轴承等组成。转子由主轴、叶轮、联轴器等组成，有时还有轴套、转子由主轴、叶轮、联轴器等组成，有时还有轴套、平衡盘。定子由机壳、隔板、密封（级间密封和轴平衡盘。定子由机壳、隔板、密封（级间密封和轴密封）、进气室和蜗室等组成。其中隔板由扩压器、密封）、进气室和蜗室等组成。其中隔板由扩压器、弯道、回流器等组成。有时在叶轮进口前设有进气弯道、回流器等组成。有时在叶轮进口前设
32、有进气导流器（预旋器）。导流器（预旋器）。The Teaching Plan Made By Jiang Hongye 天然气集输设备天然气集输设备2022年年7月月21日日35 垂直剖分型也称筒型（图垂直剖分型也称筒型（图1-5），壳体是圆柱形的整体，两端），壳体是圆柱形的整体，两端采用封头。这种结构采用封头。这种结构最适用于压缩高压力和低分子量、易泄漏的气最适用于压缩高压力和低分子量、易泄漏的气体体，气缸是圆柱形的整体，能承受较高的压力。，气缸是圆柱形的整体，能承受较高的压力。1壳体壳体 离心式压缩机的壳体结构主要有水平剖分型和垂直剖分型两离心式压缩机的壳体结构主要有水平剖分型和垂直剖分型
33、两种。水平剖分型的壳体分为上、下两半（图种。水平剖分型的壳体分为上、下两半（图1-4），出口压力一般），出口压力一般低于低于7.85MPa，是用途最广泛的一种结构型式。，是用途最广泛的一种结构型式。The Teaching Plan Made By Jiang Hongye 天然气集输设备天然气集输设备2022年年7月月21日日362叶轮叶轮 离心式压缩机的叶轮又称工作轮，是使气体提高能量的离心式压缩机的叶轮又称工作轮，是使气体提高能量的唯一元件。叶轮按其整体结构可分为开式、半开式和闭式三种，唯一元件。叶轮按其整体结构可分为开式、半开式和闭式三种，压缩机中实际应用的是压缩机中实际应用的是半开式
34、和闭式半开式和闭式两种。叶轮随叶片出口角两种。叶轮随叶片出口角 2（见（见1-6）的不同，可分为前向叶轮）的不同，可分为前向叶轮(不采用不采用)、径向叶轮和、径向叶轮和后向叶轮后向叶轮。The Teaching Plan Made By Jiang Hongye 天然气集输设备天然气集输设备2022年年7月月21日日373扩压器扩压器 常在叶轮后设置流通面积逐渐扩大的扩压器，常在叶轮后设置流通面积逐渐扩大的扩压器，用以用以把速度能转化为压力能把速度能转化为压力能，以提高气体压力。，以提高气体压力。无叶扩压器无叶扩压器效率较低，结构简单，同一无叶扩压器可与不同出效率较低，结构简单，同一无叶扩压器
35、可与不同出口角的叶轮匹配工作。口角的叶轮匹配工作。适于工况变化较大的情况适于工况变化较大的情况。叶片扩压器叶片扩压器具有相同扩压度时，叶片扩压器的径向尺寸比无叶具有相同扩压度时，叶片扩压器的径向尺寸比无叶扩压器小，扩压器小，对于工况变化小的情况，为了提高效率，对于工况变化小的情况，为了提高效率，以采用叶片扩压器较好以采用叶片扩压器较好。The Teaching Plan Made By Jiang Hongye 天然气集输设备天然气集输设备2022年年7月月21日日384轴封轴封 在离心式压缩机的各级之间和主轴穿过机壳处，为了在离心式压缩机的各级之间和主轴穿过机壳处，为了防止泄漏防止泄漏，安装
36、轴封装置。轴封型式有，安装轴封装置。轴封型式有迷宫密封、机械密封、迷宫密封、机械密封、浮环密封和抽气密封浮环密封和抽气密封等。等。迷宫密封迷宫密封是在密封体上嵌入或铸入或用堵缝线固定多圈翅是在密封体上嵌入或铸入或用堵缝线固定多圈翅片，构成迷宫衬垫。片，构成迷宫衬垫。浮环密封适用于大压差，高转速的离心式压缩机浮环密封适用于大压差，高转速的离心式压缩机。机械密封主要用于清洁的气体、重烃气体和冷剂气体等。机械密封主要用于清洁的气体、重烃气体和冷剂气体等。The Teaching Plan Made By Jiang Hongye 天然气集输设备天然气集输设备2022年年7月月21日日391.1.3
37、离心式压缩机的辅助系统离心式压缩机的辅助系统1.润滑油和密封油系统润滑油和密封油系统 离心式压缩机的润滑油系统由油箱、油过滤离心式压缩机的润滑油系统由油箱、油过滤器、油冷却器、安全阀、单向控制阀、油泵和驱动器、油冷却器、安全阀、单向控制阀、油泵和驱动机、压力表等组成。机、压力表等组成。2.其它辅助系统其它辅助系统 离心式压缩机还包括有齿轮箱或联轴器、轴向离心式压缩机还包括有齿轮箱或联轴器、轴向位移安全器和冷却分离器等辅助设备。位移安全器和冷却分离器等辅助设备。The Teaching Plan Made By Jiang Hongye 天然气集输设备天然气集输设备2022年年7月月21日日40
38、1.1.4 驱动压缩机的动力机驱动压缩机的动力机 电动机、蒸气轮机、燃气轮机、柴油机和天然气电动机、蒸气轮机、燃气轮机、柴油机和天然气发动机等。发动机等。天然气输送管道内所输送的介质本身就是优质的天然气输送管道内所输送的介质本身就是优质的动力燃料，使得燃气轮机和天然气发动机在天然气压动力燃料，使得燃气轮机和天然气发动机在天然气压缩机站的使用上占有绝对的优势。离心式压气机输气缩机站的使用上占有绝对的优势。离心式压气机输气量大、转速高，普遍采用量大、转速高，普遍采用燃气轮机燃气轮机直接驱动。直接驱动。The Teaching Plan Made By Jiang Hongye 天然气集输设备天然气
39、集输设备2022年年7月月21日日411.2 离心式压缩机的操作性能离心式压缩机的操作性能 离心式压缩机的离心式压缩机的特性基本上取决于速度而不取特性基本上取决于速度而不取决于结构决于结构，即，即排气量的变化与速度成正比，产生的排气量的变化与速度成正比，产生的压头与速度的二次方成正比，所需功率与速度的三压头与速度的二次方成正比，所需功率与速度的三次方成正比次方成正比。操作特性由系统阻力所决定。在选择压缩机之操作特性由系统阻力所决定。在选择压缩机之前必须先确定系统的能力和任务。前必须先确定系统的能力和任务。The Teaching Plan Made By Jiang Hongye 天然气集输设
40、备天然气集输设备2022年年7月月21日日421.3 离心式压缩机的喘振离心式压缩机的喘振 任何离心压缩机按其结构尺寸，在某一固定的任何离心压缩机按其结构尺寸，在某一固定的转速下，都转速下，都有一个最高的工作压力有一个最高的工作压力，在此压力下有，在此压力下有一个相应的一个相应的最低的流量最低的流量。当离心压缩机出口的压力当离心压缩机出口的压力高于此数值时，就会产生高于此数值时，就会产生喘振喘振。The Teaching Plan Made By Jiang Hongye 天然气集输设备天然气集输设备2022年年7月月21日日43喘振的现象：喘振的现象：发生喘振时，机组开始发生喘振时，机组开始
41、强烈振动强烈振动，伴随发生异常，伴随发生异常的吼叫声，而且是的吼叫声，而且是周期性地发生周期性地发生；和机壳相连接的出；和机壳相连接的出口管线也随之发生较大的振动；进口管线上的压力表口管线也随之发生较大的振动；进口管线上的压力表指针大幅度摆动；出口止回阀处发生周期性的开和关指针大幅度摆动；出口止回阀处发生周期性的开和关的撞击声响；主电动机的电流表指针大幅度的摆动；的撞击声响；主电动机的电流表指针大幅度的摆动；在操作仪表上，流量表等也发生大幅度的摆动。在操作仪表上，流量表等也发生大幅度的摆动。The Teaching Plan Made By Jiang Hongye 天然气集输设备天然气集输设
42、备2022年年7月月21日日44喘振的危害：喘振的危害：喘振对压缩机的迷宫密封损坏较大喘振对压缩机的迷宫密封损坏较大。由于密封的损坏，将使润滑油窜入流道，影响冷却由于密封的损坏，将使润滑油窜入流道，影响冷却器和冷凝器的效率。器和冷凝器的效率。严重的喘振很容易严重的喘振很容易造成转子轴向窜动，烧坏止推轴造成转子轴向窜动，烧坏止推轴瓦，叶轮有可能被打碎瓦，叶轮有可能被打碎。极严重时，可使压缩机遭到破坏，会损伤齿轮箱，极严重时，可使压缩机遭到破坏，会损伤齿轮箱，电动机以及连接压缩机的管线和设备等。电动机以及连接压缩机的管线和设备等。The Teaching Plan Made By Jiang Ho
43、ngye 天然气集输设备天然气集输设备2022年年7月月21日日452.活塞式压缩机活塞式压缩机2.1 活塞式压缩机工作原理活塞式压缩机工作原理 活塞式压缩机由曲柄连杆机构将驱动机的回转运动变活塞式压缩机由曲柄连杆机构将驱动机的回转运动变为活塞的往复运动，气缸和活塞共同组成实现气体压缩的为活塞的往复运动，气缸和活塞共同组成实现气体压缩的工作腔。工作腔。活塞在气缸内作往复运动，使气体在气缸内完成活塞在气缸内作往复运动，使气体在气缸内完成进气、压缩、排气等过程，由进、排气阀控制气体进入与进气、压缩、排气等过程，由进、排气阀控制气体进入与排出气缸。排出气缸。图图21The Teaching Plan
44、 Made By Jiang Hongye 天然气集输设备天然气集输设备2022年年7月月21日日462.2 活塞式压缩机的特点活塞式压缩机的特点优点（与离收压缩机相比）：优点（与离收压缩机相比）：适用压力范围广。适用压力范围广。这种机器依靠工作容积变化的原理工这种机器依靠工作容积变化的原理工作，因而不论其流量大小，都能达到很高的工作压力。作，因而不论其流量大小，都能达到很高的工作压力。目前工业上超高压压缩机的工作压力已可达目前工业上超高压压缩机的工作压力已可达350MPa。热力效率较高热力效率较高，功率消耗较其它型式压缩机低。，功率消耗较其它型式压缩机低。对介质及排气量的适应性强。对介质及排
45、气量的适应性强。可用于较大的排气量范围，可用于较大的排气量范围，且排气量受排气压力变化的影响较小。当介质密度改变且排气量受排气压力变化的影响较小。当介质密度改变时，压缩机的容积排量和排气压力的变化较小。时，压缩机的容积排量和排气压力的变化较小。The Teaching Plan Made By Jiang Hongye 天然气集输设备天然气集输设备2022年年7月月21日日47主要缺点：主要缺点：往复惯性力大往复惯性力大，使转速不能太高，故机器较笨重，大，使转速不能太高，故机器较笨重，大排量者尤甚。排量者尤甚。结构复杂、易损件多结构复杂、易损件多，使维修工作量大。，使维修工作量大。排气不连续排
46、气不连续，造成气流压力脉动，易产生气柱振动。，造成气流压力脉动，易产生气柱振动。由于以上特点，活塞压缩机主要由于以上特点，活塞压缩机主要适用于中、小流适用于中、小流量而压力较高的场合量而压力较高的场合。在石油化工厂中，用压缩机输。在石油化工厂中，用压缩机输送工艺气体或动力气体。送工艺气体或动力气体。The Teaching Plan Made By Jiang Hongye 天然气集输设备天然气集输设备2022年年7月月21日日482.3 活塞式压缩机的种类活塞式压缩机的种类 按气缸中心线的相对位置按气缸中心线的相对位置分为以下几种型式。分为以下几种型式。1.立式压缩机立式压缩机 立式压缩机的
47、气缸中心线和地面垂直。由于活塞环的工作立式压缩机的气缸中心线和地面垂直。由于活塞环的工作表面不承受活塞的重量，因此气缸和活塞的磨损较小，活塞环表面不承受活塞的重量，因此气缸和活塞的磨损较小，活塞环的工作条件有所改善，的工作条件有所改善，能延长机器的使用年限能延长机器的使用年限。立式压缩机的。立式压缩机的机身形状简单、重量轻，不易变形。往复惯性力垂直作用在基机身形状简单、重量轻，不易变形。往复惯性力垂直作用在基础上，基础的尺寸较小，机器的占地面积小，但是础上，基础的尺寸较小，机器的占地面积小，但是要求厂房高，要求厂房高，机体稳定性差机体稳定性差，对大、中型结构的压缩机，安装、操作维修都，对大、中
48、型结构的压缩机，安装、操作维修都较困难。较困难。The Teaching Plan Made By Jiang Hongye 天然气集输设备天然气集输设备2022年年7月月21日日492.卧式压缩机卧式压缩机 卧式压缩机的气缸中心线和地面平行，分单列或双列，卧式压缩机的气缸中心线和地面平行，分单列或双列，且都在曲轴的一侧。由于整个机器都处于操作者的视线范围且都在曲轴的一侧。由于整个机器都处于操作者的视线范围之内，管理维护方便，曲轴、连杆的安装拆卸都较容易。其之内，管理维护方便，曲轴、连杆的安装拆卸都较容易。其主要缺点主要缺点是惯性力不能平衡，故转速的增加受到限制，导致是惯性力不能平衡，故转速的
49、增加受到限制，导致压缩机驱动机和基础的尺寸及质量大，占地面积大压缩机驱动机和基础的尺寸及质量大，占地面积大。多级压。多级压缩时，只能采用多缸串联，因而气缸、活塞的装拆不方便。缩时，只能采用多缸串联，因而气缸、活塞的装拆不方便。在大、中型压缩机领域内已被淘汰在大、中型压缩机领域内已被淘汰。但因有结构紧凑，零件。但因有结构紧凑，零件少，缸与缸串联可避免采用高压填料等的优点，小型高压的少，缸与缸串联可避免采用高压填料等的优点，小型高压的机器中仍有采用。机器中仍有采用。The Teaching Plan Made By Jiang Hongye 天然气集输设备天然气集输设备2022年年7月月21日日5
50、03.角度式压缩机角度式压缩机 角度式压缩机的各气缸中心线彼此成一定的角度，角度式压缩机的各气缸中心线彼此成一定的角度，但不等于但不等于180。由于气缸中心线相互位置的不同，又区。由于气缸中心线相互位置的不同，又区分为分为L型、型、V型、型、W型、扇型等。该结构装拆气阀、级型、扇型等。该结构装拆气阀、级间冷却器和级间管道设置方便，间冷却器和级间管道设置方便，结构紧凑、动力平衡性结构紧凑、动力平衡性较好。多用作小型压缩机较好。多用作小型压缩机。The Teaching Plan Made By Jiang Hongye 天然气集输设备天然气集输设备2022年年7月月21日日514.对置式压缩机对
