低温BOG压缩机材料

主要内容一、低温压缩机分类及简要介绍二、往复式压缩机各部件简要介绍三、往复式压缩机在LNG接收站中的应用四、BOG压缩机的选型一、低温压缩机分类及简要介绍1.1、低温压缩机简要介绍在LNG接收站中，低温压缩机用于抽取LNG储罐中的蒸发气（简称BOG）并输送到其它处理设备，从而避免储罐内压力过高。BOG的产量根据储罐类型，容量和数量的不同而变化，当从LNG运输船上接卸LNG时同样也会产生大量的BOG气体。这些都是对于BOG压缩机的设计以及设备选型的重要影响因素。BOG压缩机的排出压力根据使用不同变化也很大，如果天然气在附近使用，5-8Kg/cm2g的压力就可以使用。如果使用管道出送到城市的燃气管网使用，则需要较高的压力。深冷往复式的压缩机可以直接从LNG储罐中吸入BOG，属于快速启动性压缩机，这种特性不仅降低了设备的成本和操作费用，也完全不需要一些辅助设备如BOG预热器，因此可以减少占地面积和设备及操作费用。如果BOG不需要预热器直接进入压缩机时，吸入温度通常是-160℃-100℃，润滑油会在如此低温的情况下会凝固，所以这种深冷压缩机不能使用润滑油。这就是为什么深冷压缩机不能使用润滑油，而且活塞缸内也找不到润滑油的原因。1.2、低温压缩机分类分类对称平衡式压缩机往复式压缩机立式压缩机角度式压缩机卧式压缩机一般卧式压缩机对置式压缩机透平式压缩机离心式压缩机轴流式压缩机1.2.1、透平式压缩机1.2.1.1、透平式压缩机简要介绍透平式压缩机是离心压缩机和轴流压缩机的统称，属于动力式压缩机，其特点是叶轮做高速转动。流体流经叶轮之间通道时，叶片和流体之间产生力的相互作用，将机械能转换成为流体的能量。使流体增压的机理是依靠旋转叶轮与气流间的相互作用力来提高气体压力，同时气流产生的相互作用力来提高气体压力，使气流产生加速度而产生动能，然后气流在扩压器中减速，将动能转换为压力能，进一步提高气体的压力。气体在透平式压缩机中的压缩过程是连续的，广泛用于各种工艺过程中输送各种气体，具有转速高、排量大、操作范围广、排气均匀、运行周期长和占地面积小的优点，是天然气液化装置中常用的气体增压装置。1.2.1.2、透平式压缩机的基本参数（处理BOG）型号CM-200进口压力/（*102KPa）1.03进口压力/（*102KPa）2.03流量/（m3/h）3500-40000透平式压缩机转子轴承定子叶轮主轴机壳隔板密封进气室叶轮涡室1.2.1.3、透平式压缩机的组成和工作过程当叶轮高速旋转时，由于离心力的作用，气体从叶轮中心处吸入，沿着叶片之间的通道流向叶轮边缘。叶轮对气体做功，气体获得能量，压力和速度提升，气体获得能量，压力和速度提高。其体流出叶轮通道，进入扩压器等通道，速度降低，压力进一步提高，使动能转换成压力能。从扩压器流出气体进入蜗室输出。1.2.2、离心式压缩机离心式压缩机是一种叶片旋转式压缩机（即透平式压缩机）。在离心式压缩机中，高速旋转的叶轮给予气体的离心力作用，以及在扩压通道中给予气体的扩压作用，使气体压力得到提高。汽轮机（或电动机）带动压缩机主轴叶轮转动，在离心力作用下，气体被甩到工作轮后面的扩压器中去。而在工作轮中间形成稀薄地带，前面的气体从工作轮中间的进汽部份进入叶轮，由于工作轮不断旋转，气体能连续不断地被甩出去，从而保持了气压机中气体的连续流动。气体因离心作用增加了压力，还可以很大的速度离开工作轮，气体经扩压器逐渐降低了速度，动能转变为静压能，进一步增加了压力。如果一个工作叶轮得到的压力还不够，可通过使多级叶轮串联起来工作的办法来达到对出口压力的要求。级间的串联通过弯通，回流器来实现。这就是离心式压缩机的工作原理。1.2.3、轴流式压缩机轴流式压缩机也叫速度型压缩机，是指压缩机依赖叶片对气体作功，并先使气体的流动速度得以极大提高，然后再将动能转变为压力能。与离心式压缩机相比，由于气体在压缩机中的流动，不是沿半径方向，而是沿轴向，所以轴流式压缩机的最大特点在于：单位面积的气体通流能力大，在相同加工气体量的前提条件下，径向尺寸小，特别适用于要求大流量的场合。另外，轴流式压缩机还具有结构简单、运行维护方便等优点。但叶片型线复杂，制造工艺要求高，以及稳定工况区较窄、在定转速下流量调节范围小等方面不及离心式压缩机.二、往复式压缩机各部件介绍2.1、往复式压缩机的基本构成机身往复式压缩机主机中体传动结构辅机润滑系统冷却系统气路系统工作部件气阀组件汽缸组件密封组件2.2、往复式压缩机各组成部分简介机身：机身是一个支持部分，由它来支持曲轴、十字头和汽缸，使压缩机成为一个整体，机体下方兼做油箱。中体：中体是压缩机的压缩部分和压缩机机体的连接部分。传动结构：传动结构是将电动机传来的动力传给活塞，并将电动机的旋转运动转换能往复运动，主要由曲轴、连杆、十字头组成。工作部件：工作部件是形成工作腔以吸、排气体，给气体传递能量的部件，包括汽缸组件，吸排气阀组件及填料组件。润滑系统：机器中相对运动的部件及其转动机构都需要润滑，润滑系统一般用齿轮油泵由机体油箱通过一定的油路送往各润滑部分。冷却系统：压缩机的冷却系统由冷却系统的中间冷却器和后冷却器、汽缸和填料的冷却水套、油冷却器及其他附件组成。气路系统：压缩机中的气体流量通过入口气阀上部的顶开器调节，压力的变化时生产过程中供求关系的反应，所以压缩机中的各种调节机构。当压力超过允许值时安全阀跳开排放，确保安全。2.3、往复式压缩机简要介绍2.3.1、往复压缩机工作原理简要介绍电动机工作时，电动机通过联轴器带动曲轴旋转，再通过曲轴连杆机构将曲轴的旋转运动变成十字头的往复运动，十字头带动活塞杆，使活塞在汽缸内做往复运动，曲轴转动一周，活塞在汽缸内往复一次，压缩机完成一次工作循环。一个工作循环有膨胀、吸气、压缩、排气四个过程。电机带动曲轴不断旋转，工作循环不断重复、从而不断吸入并压缩排出气体。2.3.2、往复压缩机各部件简要介绍往复式压缩机的组成部件有很多，现对其中重要的部件进行简要的介绍：汽缸、连杆、活塞、曲轴、活塞杆、气阀等。（1）汽缸汽缸是往复式压缩机最复杂的一个。它承受气体压力，活塞在缸中做往复运动。汽缸上要安装气阀和填料并要进行冷却。汽缸缸需要有足够强度的低温韧性，一般采用奥氏体不锈钢铸铁材质。（2）连杆连杆是连接曲轴和十字头的部件，包括连杆体，大头和小头三部分。连杆大头和曲拐头配合，连接小头和十字销配合。大头小头十字头连杆体（3）活塞常见的有筒形活塞、盘（鼓）形活塞和级差活塞。上面设置刮油环起刮油和布油两个功能，下行时刮油，上行时布油。活塞采用能够抵抗快速温度变化的材质，通常采用铝合金和不锈钢作为活塞的材质。活塞环式活塞迷宫式活塞活塞环和钢壁存在摩擦。无油的垂直密封设计，活塞和汽缸之间的接触无密封。活塞式密封系统需要大量的塑料和金属元件。活塞设计简单，维修方便。有一定的温度限制。能够承受较低的温度，达到-160℃-270摄氏度。由于活塞环与缸壁的不断重复的摩擦，减少了活塞的使用寿命，维护成本高。活塞的使用寿命长。（4）活塞杆活塞杆的作用是连接活塞和十字头，传递作用在活塞上的力并带动活塞运动。活塞杆的材质通常采用有良好低温韧性的镍LUO钢材质。（5）曲轴曲轴是压缩机中传动动力的重要部件，承受很打的载荷和磨损。所以对其疲劳程度和耐磨性要求较高。（6）气阀气阀是压缩机中的重要部件，并且是易损件。压缩机气阀是自动阀，其启闭是由阀片两边的压力差和弹簧实现。这种气阀结构简单，并且能适应压缩机改变工况的要求。分为四个部分，由阀座、阀片、弹簧、升程限制器组成。吸入和排除阀是深冷气体的材料，并受到反复的载荷冲击，因此阀座采用具有低温韧性的奥氏体不锈钢，阀板和弹簧采用特殊的合金钢，不光需要耐低温特性而且还需要抗疲劳强度。BOG压缩机（BOGcompressor）用于增压和气体输送，即将储罐内产生的一部分蒸发气通过压缩机升压进入再冷凝器，与外输的LNG一起经高压外输泵送入汽化器。在实际工程运用中，低温往复式无油压缩机主要是立式迷宫密封式和对置平衡式低温压缩机。单台能力：6.7t/h轴功率：431KW/台负荷能力可实现0%、25%、50%、75%、100%五级调节。三、往复式压缩机在LNG接收站工程中的应用BOG气体LNG外界热量的侵入机械能转换热能来自BOG总管去LNG储罐去BOG压缩机规范：GB150，ASMEVIIIDIV1ID/H:2m×6m型式：立式罐2:1椭圆封头相态：气液共存操作温度：-158.2℃设计温度：-170/60℃操作压力：21KPaG设计压力：FV&350KPaG气体流量：314Nm³/h气体粘度：0.005mPa.s物料密度：2.18/463.4Kg/m³全容积：20m³推荐使用材料：内罐体、封头、螺栓、锻件、除沫网均使用SSBOG压缩机缓冲罐基本参数来自LNG储罐压缩机负荷调节去BOG总管去火炬总管去BOG总管去BOG缓冲罐来自BOG压缩机缓冲罐操作压力入口：0.107MPa操作温度入口：-154.3℃去再冷凝器操作压力出口：07MPa操作温度出口：-35.5℃四、BOG压缩机的选型BOG压缩机选型要考虑诸多的因素，比如说工艺流程，现场安装条件。立式压缩机的发展比较早，到20世纪中期，立式压缩机达到了鼎盛时期，由于石化行业的发展，一些容量流量大、排气压力高，活塞力和功率都已达峰值的压缩机得到应用。4.1、立式压缩机4.1.1、立式压缩机的优缺点优点：立式压缩机占地面积小是其突出的优点，惯性力的平衡可以达到最佳水准。汽缸中心线垂直于地面，所以汽缸不承受活塞组件的重力，润滑油能沿汽缸壁周向均布，具有磨损最小而且均布，气体密封条件好，汽缸和气密元件工作寿命长的特点。缺点：不大适应大型高压场合，管路压力脉动导致的震动大，大型立式压缩机的巡察、检修不便。管路布置不大方便，尤其是中、大型压缩机。4.1.2、立式迷宫式压缩机活塞与气缸之间采用迷宫密封形式的压缩机称为迷宫式压缩机，迷宫式压缩机的活塞外表面上开有一系列环槽，活塞上的环槽和气缸工作表面形成一系列迷宫小室，从而可以依靠气体的节流有效地防止气体的泄漏，达到密封目的。迷宫式压缩机特点：一是不装活塞环，气缸与活塞之间不接触，从而可在没有任何润滑条件下工作，为了保证气缸与活塞的间隙均匀，通常只采用立式带十字头的结构形式；二是迷宫式压缩机加工和安装质量要求高，对机器的刚性要求也比一般活塞式压缩机高。迷宫活塞立式压缩机剖面图12abc3456789101112141315171819161Cylinderblock（汽缸体）2Labyrinthpiston（迷宫式活塞）2aLabyrinthpiston（迷宫式活塞）2bPistonskirt（活塞裙）2cLowerpistoncrown（下活塞）3Piston-rodgland（活塞连杆）4Pressuregaugewiththrottlevalve（压力表和节流阀）5Piston-rodshield（活塞杆盾）6Piston-rod（活塞杆）7Oilpressuregauge（机油压力表）8Gearedoilpump（齿轮油泵）9Oildischarge（排油）10Lantern（灯）11Valvecover（阀盖）12Platevalve（板阀）13Oilwiper（刮油刷）14Piston-rodguidebearing（活塞杆轴承）15Frame16Crosshead（十字头）17Connectingrod（连杆）18Crankshaft（曲轴）19Oilsightglass（油位观察窗）迷宫活塞立式压缩机实务解剖图PistonskirtPistonCylinderwallRingsealingLabyrinthsealing迷宫式活塞的设计特点：●部件很少●只采用金属材料●密封元件的使用寿命几乎没有限制，几乎不用去维护密封环活塞与迷宫式活塞对比密封迷宫内部的空气流动示意图迷宫活塞缸壁容积室漩涡迷宫密封的