催化动设备(1)

催化裂化装置动设备交流资料张景安洛阳石化工程公司Tel:13503792920Fax:[phone]第一章前言•能量回收机组•富气压缩机•增压机•特阀大连350万吨/年催化烟机主风机组镇海300万吨/年催化烟机主风机组镇海300万吨/年催化备机组压缩机分类活塞式隔膜式往复式螺杆式滑片式罗茨式液环式旋转式容积式离心式轴流式混流式动力式压缩机第二章轴流压缩机•流量大、效率高•静叶可调、操作范围宽•高效区宽•流量大于1200Nm3/hGHH轴流式压缩机EBRAR轴流压缩机EBRAR轴流压缩机剖面图D—R轴流压缩机陕鼓引进的轴流压缩机陕鼓引进的轴流压缩机陕鼓引进的轴流压缩机陕鼓引进的轴流压缩机轴流压缩机剖面图轴流式压缩机•基元级•工作轮和导流器组成基元级进出口速度三角形•速度的合成与分解能量头•理论能量头：工作轮叶栅传给单位质量气体的机械功。)()(2112ctgctgucccuhzuut能量头系数•设计、特性、相似条件的主要参数之一•u/czuctgctgcuhhztt)(212气体从压缩机中获得的能量头•HP—多变能量头，J/kg；K—等熵指数；•R—气体常数，J/kg·K；T1—入口温度，K；•P2—出口压力，MPa（abs）；•P1—入口压力，MPa（abs）；•ηp—多变效率。111211PKKPPTRKpKPHHp=ht性能曲线•温度•湿度•转速压缩机的不稳定工况•阻塞•旋转失速•喘振•逆流阻塞•流量增大，c1z增大，气流相对速度w1的马赫数Mwi将随之增大，而流入工作轮叶栅的负冲角也随之加大。当在最小截面上的平均气流速度达到当地音速时，流量达到最大值。旋转失速•当进口流量减小，冲角i增大到一定程度，沿叶片凸面将发生气流脱离现象。这种气流脱离现象并非同时产生于全部叶片槽道中，而是首先在某些叶栅中产生。旋转失速•当某一个叶栅槽道中产生气流脱离时，则可以在工作轮叶栅中观察到旋转失速的现象，如图所示。•当气体绕流叶栅时，假定B叶片首先开始失速，由于叶栅槽道b阻塞的结果使流向叶片A上的气流冲角加大，结果使叶片A凸面失速，而流向叶片C上的气流冲角减少，所以叶片C可以不失速。旋转失速•叶片B叶背上失速的结果，使槽道的有效宽度减少，流量也减少，迫使流向叶片B的气流向邻近两侧的叶片A和C流动，从而既增大了叶片A的气流冲角，又减少了叶片C的冲角。•这样一来，叶片B的背部失速趋势缓和，而叶片A的失速趋势加剧。因此，可以观察到失速区将沿叶片的升力方向在叶栅中移动，称为旋转失速。旋转失速•在环形叶栅中失速区的数目与其传播速度的乘积即为流过每一叶片上失速区的频率（也即气流激震力频率），如果此频率等于或接近叶片的自然频率时，将产生共震而导致叶片的机械损坏，在实践中已观察到这种损坏。旋转失速•失速区是相对于转子转动的反方向移动的，而且失速区的旋转角速度小于转子角速度，它们之间的关系为：•ωstall=(0.2～0.6)ωrotor喘振•当轴流式压缩机沿着等转速特性线减少流量时，随着沿叶高旋转分离的产生和进一步发展，就有可能产生压缩机的另一种不稳定工作现象—压缩机和管路中全部气体流量和压力将周期性低频率、大振幅的上下波动。这种频率低，振幅大的气流脉动一经产生，则流经整个压缩机的连续稳定流动被完全破坏，并伴随以强烈的机械振动，压缩机的这种不稳定工况称为喘振。喘振•当压缩机发生喘振时，如不及时防止或停车，将导致整个机器的毁坏。因此压缩机是不允许在喘振工况下运行的，在特性线上用喘振线来表示喘振的不稳定工作界限，压缩机的正常工作点必须远离喘振线。一般控制8-10%。喘振与旋转失速区别•喘振是一种与旋转失速截然不同的气流脉动，喘震意味着通过压缩机的整个流量（或平均流量）的脉动，而旋转失速则是由绕压缩机轴旋转的失速区（低流量区）所组成的，这时通过压缩机的总流量不变。压缩机喘振产生的原因•由于气流在叶栅中产生失速区并继续扩展的结果；•压缩机管路系统阻力的变化形成工作的不协调。（阻力突然升高）失速扩展成喘振•当流量小于设计流量时,β1减少,正冲角增加(i0)。因而气流将冲向凹面而在凸面形成强烈的分离区；当正冲角增至一定数值时，叶栅具有最大的扩压度，这就更易使气流分离。而且由于叶栅中大的压差，可能造成气流从脱离区向进口倒流。可以认为，这种严重的气流脱离及倒流运动将破坏气流的连续流动，而给压缩机的喘振形成了先决条件。上述分析说明当转速不变时压缩机喘震发生于流量小于设计值的气流失速与倒流。逆流•出口管道系统的气体倒流回压缩机•喘振发展的结果•严重的事故•损失巨大•措施：出口止回阀随动开+强制关压缩机的稳定工作区理想防喘振阀最大放空能力曲线图1典型的轴流压缩机性能曲线防喘振控制系统•原理•选择合适的性能曲线–进口状态体积流量（进口速度三角形决定）–工作轮能量头ht（进、出口速度三角形决定）–Hp=ht–Hp与Q的曲线HP-Q曲线A操作点•HP可以通过布置合适的测点实时算出HpAQ喘振点防喘振控制系统喘振极易引起轴流式压缩机的损坏，防喘振控制系统的好坏对保护压缩机起着重要的作用。先进的防喘振控制器至少应具有下述功能：1)监测操作点的移动速度，确定系统的波动程度防喘振控制系统应对主风机进行多参数测量，并计算确定主风机的操作点，由此确定系统的波动程度。防喘振控制系统•2)自动移动防喘振控制线当系统发生较大的波动时，而主风机尚未发生喘振之前，将防喘振控制线向左移动，提前打开防喘振控制阀，以最大限度的避免喘振的发生。防喘振控制系统•3)设置有危急回路在喘振线与防喘振控制线之间设置有危急控制线，当压缩机的操作点达到该线时，防喘振控制器产生一个阶跃信号，快速打开防喘振阀。防喘振控制系统•4)事故安全功能如果防喘振控制系统没能有效阻止喘振的发生，则喘振发生的每一次循环，防喘振控制器自动将压缩机喘振线及危急控制线向左移动一定的距离。第三章离心式压缩机•催化中的的应用作为主风机大部分气压机增压机离心压缩机的模型汽轮机驱动的气压机离心压缩机的原理•离心压缩机和轴流压缩机同属于动力式压缩机，气体的的流动方向不同•通流部分组成叶轮扩压器弯道回流器离心压缩机剖面图叶轮叶轮叶轮叶轮的进口速度三角形叶轮的能量头221122ucucuchuuut气体从压缩机中获得的能量头•HP—多变能量头，J/kg；K—等熵指数；•R—气体常数，J/kg·K；T1—入口温度，K；•P2—出口压力，MPa（abs）；•P1—入口压力，MPa（abs）；•ηp—多变效率。111211PKKPPTRKpKPHHp=ht性能曲线•压力•分子量•转速压缩机的不稳定工况•阻塞•旋转失速•喘振•逆流压缩机的轴封•迷宫密封•油膜密封•机械密封•碳环密封压缩机的轴封•机械密封•碳环密封•油膜密封•干气密封（单密封）干气密封的原理干气密封的原理干气密封（双端面）干气密封（串联）干气密封（串联）径向轴承•圆柱轴承•椭圆轴承•多油叶轴承•多油楔轴承•可倾瓦轴承流体动力轴承圆柱轴承•低速重载时，轴颈处于较大的偏心下工作，稳定。在高速轻载时，偏心小，容易不稳定，如油膜涡动。椭圆轴承•上下两段圆弧组成，每段圆弧的中心都相对于轴承中心。•工作稳定性比圆柱轴承好。多油叶轴承•由几段圆弧组成；•油楔多；•每个轴承处于较大的偏心下工作；•抑振性能由于椭圆。多油楔轴承•抑振性能和多油叶轴承类似•单方向转动可倾瓦轴承•抑振性能较好•每块瓦的油膜合力通过轴颈中心•稳定性好可倾瓦轴承推力轴承润滑油系统PI8501TI85018502TIPI8502IITE311TI8511II主油泵人孔MFGFG润滑油箱注油口225-N1188-2B4备用油泵M冷却器冷却器油过滤器H油过滤器HFGFGFG汽轮机FG压缩机联锁停机PS高位油箱PI362PI361PI363PI283CPI283BPI303PdIA8540PdT340PI350LI311TI310PI320PI321TI460PCV323PI322TI320TI330TE331TIA8531PI265PT125PIA8525PI340TI458TI361TI362启备泵2FGLS310LA8510LFCPSPS三取二联锁停机341PVPT3238523PI供货界限沈阳鼓风机厂S.B.W用户汽轮机厂PI283APT351PI8551PI341PS005PIC8541PT341PI密封油系统干气密封系统•为密封提供清洁的干气体•过滤精度3um•除湿•供气压力或流量的控制•流量监测单端面干气密封流程双端面干气密封流程串联干气密封流程串联干气密封流程第四章汽轮机•背压式•凝汽式•冲动式•反动式•发电用•工业驱动用转子通流部分•调节阀•级的通流部分•排汽部分调节汽阀•杠杆•连接板•阀盖•汽缸进汽室•阀梁•阀碟•衬套•阀座•阀杆•下导向套筒•托架•上导向套筒•支架•弹簧组件•油动机蒸汽室级的通流部分•级的通流部分由静叶和动叶组成，蒸汽在静叶中膨胀加速，以绝对速度C1沿α1角流出静叶，病以相对速度W1相对进口角β1进入旋转的动叶，汽流在动叶中转向并补充膨胀，以相对速度W2和现对出口角β2流出动叶。汽流在动叶内的动量变化，产生圆周方向的推理并作功。级的热力过程线•蒸汽进入静叶的状态为i0和p0,静叶出口状态为1，动叶出口状态为2b，级出口的状态为2。•在动叶中补充膨胀的等熵焓降hb与级的等熵滞止焓降ht*之比称为反动度ρ0。•ρ0=0.5称为反动级•反动度不大的级称为冲动级复速级速度三角形级中速度和压力的变化喷嘴配汽•多个调节阀组•第一级部分进气，若干个单独喷嘴组•调节阀组数=喷嘴组数•依次开启（或关闭）调节阀，改变工作喷嘴组的面积控制汽轮机的流量，改变负荷。•第一级称为调节级•特点：•仅一阀为部分开启，其余各阀全开，小部分蒸汽受到节流，低负荷时热经济性好。喷嘴配汽各喷嘴前的压力分配曲线汽轮机操作限制•在启动和停机时应注意下述数主蒸汽压力、温度、第一级后压力、排气压力、温度、润滑油压力、轴承温度、轴振动。•蒸汽进口温度比饱和温度至少高50度汽轮机操作限制(注意第一级后压力)•压力逐渐升高表明由于蒸汽中含有杂质，蒸汽流道逐渐极端情况下变窄，在极端情况下将引起叶轮隔板推力轴承产生过大的力•过大的压差表明出现了机械故障，应停机修理•在任何情况下应注意调节级后压力不超过预期最大排气压力1kg/cm2第五章烟机D-R烟机•特点•后抽转子•整体静叶环D-R烟机剖面图Ebrar烟机剖面图烟机功率估算tKKPPTRKKGN机112111典型的烟机性能曲线烟气流量减小的影响•烟机的特性相当于一个固定孔板•烟机入口压力必须降低•入口碟阀节流•烟机功率显著下降•措施：增加主风量异步电动/发电机在机组中的作用•稳定机组的转速在一定的范围内•同步转速附近的转速计算•平衡机组的功率N电=N压-N机-N其它电动/发电机•三相异步电机功率COSVIN3•三相异步电机转速)13000)1(0ssnn（极对数三相异步电机的固有特性•起动点An=0,M=MQ,I=(4-7)Ie•额定工作点B•同步转速点HeeeNNnnnnnn00电动/发电机功率-效率曲线电动/发电机•功率因数-功率曲线电动/发电机•启动动力矩曲线第六章能量回收机组•同轴机组四机组、三机组分轴发电机组主风出口压力对机组机组功率平衡的影响•出口压力高，回收功率大•出口压力高，气压机耗功小0100020003000400050006000700080009000100000.20.30.40.50.60.70.8主风机出口压力MPaabsΔNkW机组的起动问题•直接启动•间接启动直接启动•克服机组的转动惯量•主风机的阻力矩•烟机的阻力矩•机组的磨擦力矩•烟机的阻力矩曲线典型的轴流压缩机阻力矩曲线转子动力学问题•横向临界转速分析扭转临界转速•轴系扭转临界转