压缩机组系统简介

压缩机组系统简介一、概述1.一般说明离心式压缩机是一种叶片旋转式压缩机。近年来，由于化学工业的发展，各种大型化工厂，炼油厂的建立，离心式压缩机就成为压缩和输送化工生产中各种气体的关键机器，而占有极其重要的地位。PCL型压缩机是由GE公司为中石化天然气公司川气东输管道分公司提供的天然气（甲烷）离心压缩机；利川站共三台机组，每台自成系统，能单独运行进行天然气增压。根据天然气量的需求，可以一开二备、二开一备或三台全开。⑴.离心压缩机工作原理：电动机通过变速箱带动压缩机主轴叶轮高速转动，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。⑵.离心式压缩机的优缺点：a.离心式压缩机的气量大，结构简单紧凑，重量轻，机组尺寸小，占地面积小。b.运转平衡，操作可靠，运转率高，摩擦件少，因之备件需用量少，维护费用及人员少。c.在化工流程中，离心式压缩机对化工介质可以做到绝对无油的压缩过程。d.离心式压缩机为一种回转运动的机器，它适宜于工业汽轮机或燃汽轮机直接拖动。对一般大型化工厂，常用副产蒸汽驱动工业汽轮机作动力，为热能综合利用提供了可能。但是，离心式压缩机也还存在一些缺点。a.离心式压缩机目前还不适用于气量太小及压比过高的场合。b.离心式压缩机的稳定工况区较窄，其气量调节虽较方便，但经济性较差。c.目前离心式压缩机效率一般比活塞式压缩机低。⑶.压缩机系统组成：主要设备有：压缩机本体---变速机---变速驱动系统（电机）；辅助系统有：润滑油系统----干气密封系统----防喘振系统----循环冷却水系统----空冷系统。⑷.本站设备及系统特点：压缩机是PCL503型离心式压缩机，专门设计用于管道气体输送；经过单级压缩将天然气由7.16MPa压缩到9.85MPa，它是由新比隆公司制造；电机是由西门子公司制造，具有变速驱动系统，再通过变速机和联轴节连接驱动压缩机。压缩机和变速机安装在同一钢底座上，电动机安装的单独底座上。压缩机组布置简图如下：2.压缩机规格及主要参数：⑴.设计运行工况。介质：天然气（主要成分：甲烷97.058%，二氧化碳2.029%）进口流量：1178571.429M3/H平均分子量：16.713进口压力：7.16MPa进口温度：22.4℃出口压力：9.85MPa出口温度：49℃压缩比：0.873轴功率：5626KW转速：6574rpm旋转方向：（从驱动电机端）顺时针方向⑵.外型尺寸及重量外型尺寸：长11000MM、宽5000MM、高3000MM重量：如下表3.压缩机系统天然气加压简单工艺流程：（如下图）二、离心压缩机本体结构性能介绍：PCL503型压缩机是一种单级离心式压缩机，专用于管道内气体输送，压缩机主要有定子（机壳、机头、隔板、密封和轴承）、转子（主轴、叶轮、隔套、平衡鼓）组成。1.压缩机型号的意义PCL503型压缩机：PCL表示压缩机机壳一端垂直剖分（筒形壳体），503表示压缩机标称尺寸为500，叶轮数目为3个。在压缩机名称后面常标有进出口法兰公称直径。2.机壳：压缩机机壳为筒形，筒体两端由二个垂直法兰（机头）闭合；机头和机壳在排气侧由焊在机壳上的支架和螺栓固定，在吸气侧由剪力环和锁紧环固定，机头和机壳配合面都是精加工的，能实现最佳组装。机壳由二个纵向支座支撑，在机壳底部沿纵向中心线焊有二个滑键，与焊在底板上的导向槽相配合将机器横向定位，保证机器对中不受热膨胀影晌。转子轴承和端密封外壳用螺栓固定在机壳两端的机头上，有利于轴承和机封的拆检，防止机壳气体的泄漏。压缩机机壳底部配有疏水阀，用于压缩机机体的排凝。3.隔板隔板组件围绕转子组件，将每个叶轮分隔成连续性流道，形成压缩级的定子部分；隔板相邻的面构成环形通道形成扩压器，叶轮出口的气体通过扩压器把一部分动能转化为压力能；在扩压器下游是迥流室，气体通过迥流室返回到下一个叶轮入口。所有隔板都沿水平中心线分成上、下两半，由螺栓固定，形成单独的两束，待转子安装后，再彼此固定。隔板束在装入机壳前用螺栓先固定到机头上；在吸气隔板和机头外周上有加工的槽，内装密封环，防止气体的泄漏。在隔板下半部装有一套滚子，便于将隔板/转子束和机头装入机壳。4.主轴压缩机主轴的主要作用是传递功率，所以它有较高的刚度和强度；压缩机转子的其他部件都装在主轴上。5.叶轮离心式压缩机通过叶轮来提高气体的速度，叶轮为闭式反向叶轮，热装在主轴上；叶轮安装前要做动平衡，并在高于最大持续转速15%的条件下做超速试验。6.隔套隔套热装在主轴上，起定位叶轮的作用，并防止与气体接触，保护没装叶轮部分的主轴，而且还起导流作用。7.平衡鼓由于在叶轮的轮盘和轮盖上有气体产生的压差，所以压缩机转子受到指向吸气端的轴向力作用。这一轴向力的大部分是由装在靠排气端的平衡鼓来平衡。平衡鼓内侧为出口排气高压区，平衡鼓外周与隔板之间有迷宫密封，阻止了高压气体的外泄，从而在平衡鼓外侧产生一个低压区（此处与压缩机的吸气口以平衡管相连），这样就形成了与叶轮上产生的相反的轴向推力。平衡鼓热在主轴上，装好后，整个转子做动平衡。8.轴颈轴承（径向轴承）参见简图PCL型压缩机的轴颈轴承，选用可倾瓦型轴承，由油站供油强制润滑，润滑油在轴承内放射状流动，通过孔隙润滑轴瓦和轴承座，然后从侧面排出并带走产生的热量。轴承座通过螺丝轴向固定在机头上，便于轴承的拆检。9.止推轴承止推轴承的作用是承受压缩机平衡鼓没有完全抵消的轴向推力，以及膜片联轴节产生的轴向推力。压缩机止推轴承为双向式，装在压缩机吸气端，位于转子止推盘两侧（止推盘装在主轴上，与止推轴承配合作用，平衡轴向力）。该止推轴承装有油环，其作用是当轴在高速旋转时，可减少润滑油紊乱的搅动，使轴承功率损失减少。止推轴承的轴向位置，由调整垫调整，调整垫的厚度在装配时，根据需要，配合加工。10.联轴器及罩联轴器是连接主动轴和被动轴，传递动力和扭矩的一种装置，本站离心式压缩机使用的为膜片联轴器。其最大的优点是：重量轻，综合补偿两轴相对位移的能力强，不需要润滑，维护方便。联轴器护罩是由铝合金铸造而成，属于封闭防火花型式，主要作用是保护人身安全，同时防止异物进入联轴器。11.迷宫密封压缩机定子和转子之间的密封都采用迷宫密封，以减少不同压力区域之间的气体泄漏。迷宫式密封包括一个环，外周是密封齿，和转子之间间隙很小，所以迷宫密封一般是采用耐腐蚀软合金（铝合金）制成，并根据需要切割成对半或四半，而且切口留有一定间隙，以满足热膨胀的要求。密封体外环的上半部固定在相应的隔板上，下半部装在下隔板上的凹槽里，易拆卸。轴端有同类密封，防止压缩机气体泄漏。12.轴端密封（干气密封）PCL503型压缩机的轴端密封选用的是干气密封，它是由迷宫式密封、两组机械密封（博格曼提供）串列，以及外加密封气和冲洗隔离气共同组成的密封系统。机械气封组件图及干气密封系统工艺流程简图（见下页）三、变速机结构性能介绍1.用途本变速器是用来对离心压缩机进行增速传动，并传递功率的装置。2.结构特点箱体：箱体为铸造，具有足够的支撑刚度，保持齿轮和轴承精确定位。齿轮：单斜齿、齿表面硬化磨齿齿轮。轴承：大齿轮为圆柱径向滑动轴承、小齿轮为圆瓦径向滑动轴承，两个径向滑动轴承均为水平剖分轴承，采用巴氏合金衬里。密封及润滑：水平剖分的挡板式装配在上、下箱体中间；啮入端喷油润滑，用利于齿面有较均匀的油膜形成。变速器结构简图如下：