API618和往复压缩机.ppt
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1、关于往复式压缩机,沈阳鼓风机(集团)有限公司,沈阳鼓风机(集团)有限公司,一、往复式压缩机结构简介,BX系列往复活塞式压缩机产品,是沈阳透平机械股份有限公司应用德国Borsig公司和瑞士Areco公司的引进技术,采用GB/T20322-2006石油及天然气工业用往复压缩机及有关标准,并结合本企业多年来的科研结果及成熟经验进行设计制造的,其整机技术水平已达到国际先进水平。以下以BX45-80为例,介绍主要件特点。,沈阳鼓风机(集团)有限公司,曲轴箱与中体铸成一体,组成对动型机身。两侧中体处设置十字头滑道,顶部为开口式,便于主轴承、曲轴和连杆的安装。十字头滑道两侧开有方窗,用于安装、检修十字头。顶
2、部开口处为整体盖板,并设有呼吸器,使机身内部与大气相通,机身下部的容积做为油池,可贮存润滑油。主轴承采用滑动轴承,为分体上下对开式结构,瓦背为碳钢材料,瓦面为轴承合金,主轴承两端面翻边,用来实现主轴承在轴承座中的轴向定位;上半轴承翻边处有两个螺孔,用于轴承的拆装;轴承盖内孔处拧入圆柱销,用于轴承的径向定位;安装时应注意上下轴承的正确位置,轴承盖设有吊装螺孔和安装测温元件的光孔。轴承盖与轴承座连接螺栓的预紧力,需用螺栓紧固后的紧固力矩来保证。紧固力矩数值见图纸或说明书中所给数据。BX系列对动型机身,以每二列为一独立机身,将各独立机身对接后,即可组成四列、六列M型机身。四、六列组合机身在出厂时已组
3、装对中完成,并整体包装出厂,用户在安装时应整体进行,不得随意将对接机身解体。,1、机身,沈阳鼓风机(集团)有限公司,机身外形图,结构特点:整体箱式 铸件(HT250)重量:10T单个机身,含两列,外形尺寸:3314X2400X1530mm通过两个或三个机身组合,可组成四列、六列M型机身,沈阳鼓风机(集团)有限公司,BX系列产品曲轴的一个曲拐主要由主轴颈、曲柄销和曲柄臂三部分组成,其相对列曲拐错角为1800,4列时相邻列曲拐错角为900,6列时相邻列曲拐错角为1200。曲轴功率输入端带有联轴法兰盘,法兰盘与曲轴制成一体,输入扭矩是通过紧固螺栓使法兰盘连接面产生摩擦力来传递的。曲轴轴向定位是由功率
4、输入端第一道主轴颈上的定位台与带有翻边的主轴承来完成的,以防止曲轴的轴向窜动。定位端留有轴向热膨胀间隙。曲轴为钢件锻制加工成的整体实心结构,轴体内不钻油孔,以减少应力集中现象。常用的曲轴材料有35#、35CrMo、35CrMoA、34CrNi1Mo。,2、曲轴,沈阳鼓风机(集团)有限公司,曲轴外形图,结构特点:六列六拐,错角120,轴上无油孔。材料:34CrNi1Mo,沈阳鼓风机(集团)有限公司,连杆分为连杆体和连杆大头瓦盖两部分,由二根抗拉螺栓将其连接成一体,连杆大头瓦为剖分式,瓦背材料为碳钢,瓦面为轴承合金,两端翻边做轴向定位,大头孔内侧表面镶有圆柱销,用于大头瓦径向定位,防止轴瓦转动;连
5、杆小头及小头衬套为整体式,衬套材料为锡青铜。连杆体沿杆体轴向钻有油孔,并与大小头瓦背环槽连通,润滑油可经环形槽并通过轴瓦上的径向油孔实现对十字头销和曲柄销的润滑。为确保连杆安全可靠地传递交变载荷,连杆螺栓必须有足够预紧力,其预紧力的大小是通过连杆螺栓紧固的力矩来保证的,力矩的数值各系列不同,可见图纸或产品使用说明书。连杆体、大头瓦盖为优质碳钢锻制成,连杆螺栓为合金结构钢材料。连杆大头瓦盖处螺孔为拆装时吊装用孔,组装后应将吊环螺钉拆除。连杆螺栓累计使用时间达到16000小时,必须更换新螺栓,3、连杆,沈阳鼓风机(集团)有限公司,结构特点:35#钢锻制,线切割外形,杆体上有油孔。25吨系列,连杆螺
6、栓采用液压紧固,连杆外形图,沈阳鼓风机(集团)有限公司,十字头为双侧圆筒形分体组合式结构,十字头体和上下两个可拆卸的滑履采用榫槽定位,并借助螺钉连接成一体。滑履与十字头之间装有调整垫片,由于机身两侧十字头受侧向力的方向相反,为保证十字头与活塞杆运行时的同心,制造厂组装时,已将受力相反的十字头与滑履间垫片数量进行调整,用户在安装检修时,不应随意调换十字头和增减垫片。十字头体材料为铸钢,上下滑履衬背材料为碳钢,承压表面挂有轴承合金,并开有油槽以利于润滑油的分布。BX系列产品中的十字头销分直形销和锥形销两种型式,均安装固定于十字头销孔中,销体内分布轴向和径向油孔,用于润滑油的输送。,4、十字头,沈阳
7、鼓风机(集团)有限公司,十字头体材料为铸钢,有上下两个可拆卸的滑履,与活塞杆连接采用液压紧固。,十字头外形图,沈阳鼓风机(集团)有限公司,液压联接紧固装置是用于活塞杆与十字头体的连接,主要由联接装置和紧固装置两部分组成。原理:通过联接紧固装置,将活塞杆与十字头进行连接后,用本产品随机带有的手动超高压油泵,将约150Mpa压力的油注入紧固装置中的序号7压力体中,利用液体不可压缩的性质,推动序号5活塞,迫使活塞杆尾部产生弹性拉伸变形,再将序号4锁紧螺母锁定后,将油泄压,即可达到连接所需的预紧力。连接打压过程中应注意:油泵压力不得超过150Mpa,紧固的全过程需经三次才能完成,每次间隔1小时,每次紧
8、固的方法均相同。液压联接紧固装置具体操作方法见“BX系列产品安装及验收规范”中的有关章节。,4.1、十字头液压联接紧固装置,沈阳鼓风机(集团)有限公司,沈阳鼓风机(集团)有限公司,接筒为铸铁制成的筒形结构,分有单隔室和双隔室两种型式,对于压缩易燃易爆或有毒介质时,采用双隔室型式,中间隔腔处安装中间密封填料,用以阻止气缸中泄漏气体进入机身。每个腔室的顶部设有放空口,底部设有排污阀,靠气缸侧腔室根据需要分别设有充氮、漏气回收、注油、冷却水连接法兰及接头,用于与外部管路的连接;单隔室接筒不设中间密封填料,其余接口根据需要设置。接筒两侧开有窗口,便于安装、检修用。靠机身侧凹形隔板处安装刮油器,接筒与机
9、身及气缸的连接采用止口定位,定位面密封采用厌氧型平面密封剂或垫片密封。,5、接筒,沈阳鼓风机(集团)有限公司,按API618要求设计的双隔室接筒。,沈阳鼓风机(集团)有限公司,气缸主要由缸座、缸体、缸盖三部分组成,低压级多为铸铁气缸,设有冷却水夹层;高压级气缸采用钢件锻制,由缸体两侧中空盖板及缸体上的孔道形成泠却水腔。吸气阀孔盖上及气缸盖端可根据用户订货要求,设置压开吸气阀调节装置和固定余隙阀,用于实现排气量的分级调节。BX系列产品气缸缸套分有固定式和活动式两种装配型式,均采取端部凸缘定位。气缸设有支承,用于支撑气缸重量和调整气缸水平。按照API618的要求,气缸进出气口按上进下出设置,6、气
10、缸,沈阳鼓风机(集团)有限公司,铸铁低压缸,两进两出气阀,气口上进下出,沈阳鼓风机(集团)有限公司,活塞部件是由活塞体、活塞杆、活塞螺母、活塞环、支承环等零件组成,每级活塞体上装有不同数量的活塞环和支承环,用于密封压缩介质和支承活塞重量。气缸注油润滑时,活塞环采用铸铁环或填充聚四氟乙烯塑料环;当压力较高时采用铜合金活塞环;支承环采用塑料环或直接在活塞体上浇铸轴承合金。气缸无油润滑时,活塞环支承环均为填充聚四氟乙烯塑料环,支承环结构型式为1200单片式,采用安装在环槽中的定位块,实现支承环的径向定位,当活塞直径较小时,采用整圈开口支承环。活塞与活塞杆采用螺纹连接,紧固方式为加热活塞杆尾部,使其热
11、胀产生弹性伸长变形,将紧固螺母旋转一定角度拧至规定的刻线标记位置后停止加热,待杆冷却后恢复变形,即实现紧固所需的预紧力。活塞杆电加热紧固具体操作方法见“BX系列产品安装及验收规范”中的安装部分和产品随机图册中的“活塞部件图”。活塞杆为钢件锻制成,经调质处理及摩擦表面进行硬化处理,有较高的综合机械性能和耐磨性。,7、活塞,沈阳鼓风机(集团)有限公司,符合API618要求的活塞,活塞螺母紧固采用电加热方式。,活塞剖视图 带有四氟活塞环和支承环,沈阳鼓风机(集团)有限公司,密封填料是由数组密封元件构成,每组密封元件主要由径向密封环、切向密封环、阻流环和拉伸弹簧组成。为减轻各组密封元件的工作负担,当密
12、封压力较高时,在靠近气缸侧处设有节流环。当密封气体属易燃易爆性质时,在密封填料中设有漏气回收孔,用于收集泄漏的气体并引至处理系统。在前置填料中设置氮气室并充入低压氮气,用来阻止和隔离易燃易爆气体向接筒内泄漏。氮气室中的氮气则允许经前置密封环向接筒气缸侧隔腔中泄漏,经顶部放空口排至处理系统或放空。有油润滑时,密封填料中设有注油孔,可注入压缩机油进行润滑,无油润滑时,不设注油孔。密封填料分通水冷却和不通水冷却两种结构型式,通水冷却时,在填料盒外部设有冷却水腔,当密封填料安装在带有冷却水腔的缸座上时,也可采用不通水冷却结构型式。,8、填料,沈阳鼓风机(集团)有限公司,填料剖视图 带有一组节流环及多组
13、密封环,沈阳鼓风机(集团)有限公司,BX系列产品气阀有网状阀和环状阀两种型式,每种型式还分成闭式和开式两种结构。气阀主要由阀座、阀盖(升程限制器)、阀片和弹簧(网状阀还有缓冲片和升程垫)组成。我公司提供的气阀的阀座、阀盖均为钢制,阀片有不锈钢或PEEK材质,气阀弹簧采用不锈耐酸弹簧钢丝材料,有较高的耐腐蚀和抗疲劳性能,可显著地提高气阀的使用寿命。为配合气量调节装置的使用,吸气阀上设置有压叉,可将吸气阀阀片压开,达到调节气量的目的。,9、气阀,沈阳鼓风机(集团)有限公司,带压叉的进气阀,网状阀片,以上所介绍的主要件组装成的压缩机主机概貌,沈阳鼓风机(集团)有限公司,辅属设备主要包括:缓冲器、冷却
14、器、液气分离器、集液罐、进气管道过滤器等,统称辅机。,二、压缩机辅属设备介绍,沈阳鼓风机(集团)有限公司,为减少压缩机工作时产生的气流脉动和改善气阀工作条件,在各级 气 缸进、排气口处设置有缓冲器,减缓压力波动。缓冲器一般采用圆筒型或球型结构。圆筒型缓冲器进出口呈900 布 置,筒型排气缓冲器设有弹性支座,可起到减振和补偿温度变形 作用,筒体底部设有排液口,用于内部清洗和排放油水。,1、缓冲器,沈阳鼓风机(集团)有限公司,压缩机需要两级或多级压缩时,在压缩级间设有冷却器,用来冷却压缩后的热气体,为进入下一级压缩做准备。冷却器主要有以下几种结构型式:a、管壳式结构,b、小列管式结构,c、套管式结
15、构,d、淋洒式结构一般炼厂用压缩机主要采用a、b两种结构形式。,2、冷却器,沈阳鼓风机(集团)有限公司,分离器主要功能是用来分离气体冷却后析出的水分和油分,采用惯性离心分离方法,通过气流的撞击、转折,使液滴附在筒壁面上并沿壁流落至容器底部。进气口切向水平布置,排出口轴向布置在筒体顶部,筒体底部 设有排污阀。上述缓冲器、冷却器、分离器属于压力容器范畴,设计制造均按GB150钢制压力容器和GB151管壳式换热器规定进行,并接受压力容器安全监察规程的监检,3、液气分离器,沈阳鼓风机(集团)有限公司,三、压缩机的管路、仪表及自动监护系统,管路部分包括气体管路系统、气量调节系统、冷却水管路系统、运动机构
16、循环润滑系统和气缸、填料注油系统。BX系列产品设有完善的监测和控制仪表,对各级吸、排气压 力、温度;冷却水压力、温度;润滑油供油压力、温度均设有就地或就地盘面仪表,以便操作人员随时观察压缩机运行工况参数。对重要运行参数,还设有自动监控保护装置,当压缩机运行参数偏离设计规定值,达到危险工况时,能及时自动发出声光报警信号,并能自动联锁停机。,GB/T20322-2006石油及天然气工业用往复压缩机,本标准按照ISO 13707:2000重新起草,而ISO 13707:2000是根据API Std 618,第四版,1995.起草的。由于我国法律要求和工业的实际需要,本标准在采用国际标准时进行了修改。
17、这些技术性差异用垂直单线标识在它们所涉及的条款的页边空白处。为了便于本标准的执行,规范性引用文件全部采用我国的国家或行业标准,其中对已等同或修改(原称等效)或参考(原称非等效)采用国际或国外先进标准的,在标准名称后括号内注明了国际或国外标准号及采用程度;把原国际标准的引用文件列入附录R。计量单位改用我国法定计量单位,并删除了括号内英制计量单位。考虑到我国国情所做的修改,其技术性差异及其原因在附录S中给出。,沈阳鼓风机(集团)有限公司,沈阳鼓风机(集团)有限公司,一、本标准对压缩机设计的几点重要规定,由采购方规定符对于温度极限宜较低的设施(如高压氢气或要求使用无油润滑气缸的)应给予特殊考虑。对富
18、氢介质(分子量小于等于12)的运行,预计排气温度应不超过135。合流程条件的额定流程流量,允许要求无负偏差。对所有规定运行负荷档和全部卸荷条件,当曲轴每转一周时,平行于活塞杆的综合活塞杆负荷分量应在十字头销和衬套之间完全反向。除非另有规定,该反向的持续时间应不少于曲柄角15,并且反向综合负荷峰值的幅度应至少是在相反方向最大综合负荷峰值的3%。(要求该反向是为了在十字头销和衬套之间维持适当的润滑。)在绝对压力0.1013MPa和温度0的标准状态下以容积流量单位表示的流率。最大许用平均活塞速度和最大许用转速可由采购方规定 除非另有规定和一致同意,最大预计排气温度应不超过150。此极限适用于 所有给
19、定的运行和负荷条件。对于温度极限宜较低的设施(如高压氢气或要求使用无油润滑气缸的)应给予特殊考虑。对富氢介质(分子量小于等于12)的运行,预计排气温度应不超过135。预计的热态垂直方向活塞杆径向跳动不超过行程的0.015%。水平(侧)方向活塞杆径向跳动,不应超过0.065mm,不考虑行程长度,对无油润滑运行,非金属支承环的支承负荷不应超过0.035N/mm2,支承负荷是根据整个活塞组件重量加上一半活塞杆重量再除以所有支承环120弧度投影面积(0.866DW,此处D为活塞直径和W为所有支承环 总宽)所得。对有油润滑运行,如果采用非金属支承环,根据相同准则,支承环上支承负荷应不超过0.07N/mm
20、2。采购方应说明工艺流程气体或环境中是否存在腐蚀性、易反应或危险性介质或组分,例如硫化氢、氯化物或其它可能引起腐蚀裂缝的组分、或可能易与铜合金中的铜反应的组分,如有,应将其最大含量告知卖方。所有暴露于硫化氢气体设施中的材料应符合抗硫化应力破坏的相应要求 除非另有规定,对承压零件材料的使用应受表3所示的最高许用工作压力的限制。所有材料的选择应经采购方复核。主、辅助油泵都应以大于需要总油量20%来定大小。为在寒冷天气启动前预热油,应提供一个带奥氏体不锈钢外套的温度控制浸入式电加热器。加热装置应有足够的容量把油箱中油从规定的最低现场环境温度12h内加热到制造厂要求的启动温度。如果使用浸入式电加热器,
21、规定热流率不应超过2.3W/cm2。注油器油箱容量应在正常流量下足够运行30h。驱动机机组应能在规定的公用工程设施和现场条件下良好运行。驱动机应能在全流量和各级排气压力为相应安全阀设定压力的状态下驱动压缩机。,对电机驱动机组,电机额定值在任何规定运行条件下应不小于要求最大 功率(包括传动装置和联轴器的损失)的110%。卖方应提供拟安装在卖方供应的设备上或管路中的安全阀。其它安全阀将由采 购方提供。所有运行设备的安全阀应符合相关的规范和法规并应符合JB/T 6441 的要求。卖方应确定有关设备所有安全阀的规格和设定压力 安全阀应设在不高于最高许用工作压力运行,但不低于表4中所列值。,应提供报警/
22、停机系统,若有采购方指定或卖方建议之一的报警条件达到认同的报警程度将激发报警。该系统指定或建议之一的停机条件达到认同的停机程度也应激发停机。这些报警和停机至少应包括列于表5中的情况。由压缩机卖方提供的该报警/停机系统的范围应由采购方指定。,振动和位移探测器有规定时,卖方应提供一个或多个振动探测和变送装置。每个装置应有一个速度或加速型探测器并应具有以下各个功能:连续振动测量;b)报警;c)停机。有规定时,应安装非接触式装置以测量每根活塞杆的垂直方向位移。如果为此目的采用接近式探头,探头和关联的振荡检波器及连接电缆应按照监控系统的要求安装和校准。除非另有规定,每个探头靠近填料安装。,吸气和排气侧脉
23、动抑制装置的最小缓冲容积(不包括集液腔),由12.2.2.2 设计方法1公式(1)和(2)确定,但任何一个容积决不应小于0.03m3。不配备水份分离部件的吸入脉动抑制装置,应设计成能防止积液的产生。有规定时,吸入脉动抑制装置应包括最终水份分离部件作为容器的组成部分。水份分离部件应有一个蓄液腔在装置壳体下延伸并应配备一个不小于DN25的排液接口,玻璃液位计接口和停机液位开关接口。这些接口应为法兰式并配有盲板。有规定时,排液阀、玻璃液位计和停车开关应由卖方提供。液压和气体泄漏试验承压零件(包括附件)液压试验的液体温度应高于试验材料的无塑性转变温度,液压试验压力按如下规定:a)气缸气道和气腔:最大许
24、用工作压力的1.5倍,但不小于压力0.15MPa;b)气缸冷却夹套:最大许用工作压力的1.5倍;c)管路、压力容器、过滤器和其它承压部件:最大许用工作压力的1.5倍或按照适用规范,但不小于压力0.15MPa;试验a)和b)在气缸缸套安装前进行并采用与工作状态相同的紧固件。注:对承受气压的零件,液压试验不能代替气体泄漏试验。,应进行以下气体试验确保部件不泄漏工艺流程气体。泄漏试验应对部件彻底干燥处理并不油漆。气缸泄漏试验应不带缸套,但带以下工作部件:缸盖、阀盖、余隙腔和紧固件。a)承压零件例如压缩摩尔质量12或以下气体或含有大于0.1mol%硫化氢气体的气缸和余隙腔,除了上述规定的液压试验,应有
25、用氦气在最大许用工作压力下进行的压力试验。泄漏试验应用氦气探头或采用浸没在水中。水温应高于被测材料的无塑性转变温度。浸没时,内压应维持在最大许用工作压力。要求零泄漏。,二、压缩机典型的气、水、油流程图,三、压缩机典型的剖面图,四、压缩机的安装调试及验收,此部分内容是根据我公司引进的德国BX系列产品的结构特点,总结对动平衡式压缩机安装、使用等方面经验编制的一套安装验收规范。本规范是压缩机安装、试运转及使用操作、检修管理的指导性文件,使用单位的有关人员在安装、运转、操作前应认真阅读本规范的有关规定,了解掌握安装使用要点及注意事项。鉴于机械制造业和安装技术的不断发展,希望使用单位在执行本规范的过程中
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