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1、仪表培训 培训内容 离心式压缩机的工作原理及其应用 压缩机各单元的功能（本体、油系统、干气密封系统 、状态监测系统、安全保护系统等） 主要调节系统（转速，防喘振调节） 机组常见的故障及处理方法 一、离心式压缩机的工作原理及其应用 工作原理： 离心式压缩机有单级、双级和多级等多种结构型式。单 级压缩机主要由吸气室、叶轮、扩压器、蜗壳等组成.对于 多级压缩机，还设有弯道和回流器等部件。多级离心式制 冷压缩机的中间级.级数较多的离心式制冷压缩机中可分为 几段，每段包括一到几级。离心式压缩机的工作原理如下 ：通过叶轮对气体做功，使其动能和压力能增加，气体的 压力和流速得到提高。然后大部分气体动能转变为
2、压力能 ，压力进一步提高。对于多级离心式制冷压缩机，则利用 弯道和回流器再将气体引入下一级叶轮进行压 缩，经过每经过每 一级叶轮后的气体的压力、温度升高，体积缩小，直至最一级叶轮后的气体的压力、温度升高，体积缩小，直至最 终达到工艺所需的压力终达到工艺所需的压力。 扩压器 弯道 回流器 进气口出气口 叶轮 转子 缸体 转子 缸体 转子 缸体 离心压缩机实体图 5 离心压缩机的结构组成 压缩机主机主要由定子、转子及支撑轴承、推力轴承、轴端 密封等组成。 定子包括机壳、隔板、密封、平衡盘密封等 转子包括主轴、叶轮、隔套、平衡盘、轴套、螺母、联轴器 等 6 压缩机转子 压缩机的转子是压缩机的主要工作
3、部件，包括主轴、叶轮 、轴套、轴螺母、隔套、平衡盘和推力盘等。 7 叶轮 叶轮也称为工作轮。气 体在叶轮叶片的作用下，跟 着叶轮作高速旋转。气体受 旋转离心力的作用，以及在 叶轮里的扩压流动，使气体 通过叶轮后的压力得到了提 高。 8 压缩机的应用 液氨液氨 增压 二氧化碳二氧化碳增压 尿尿 素素 氨泵P 102 A/B CO2压缩机K102 合合 成成 塔塔 产品 一化30万吨/年合成氨装置 合成气压缩机 2BCL458+2BCL408/A 二化合成气压缩机组103J/JT应用 工艺描述：被净化的合成气在一个蒸汽透平驱动的合成 气压缩机103J内经过两级三段压缩，达到 大约14800 kPa
4、(a)。在第二级的最后一轮压 缩之前，循环气被加入到合成气之中，然后 混合气流以15,512 kPa(a)的压力离开压 缩机。混合气体被预热然后直接送入到合成 塔之中。工艺应控制合成气压缩机以保持其 吸入压力从而保持整个工艺系统压力 二、机组主要单元及控制仪表 机组本体组成 主要控制仪表 润滑及控制调节油系统 干气密封系统 状态监测系统 安保系统 机组本体组成 合成气压缩机组103-J/JT是由日本三菱公司生产的 5EH-6BD蒸汽透平及高压缸（ 4V-7S ）、低压缸（ 4V -7 ）组成，它们之间靠联轴结连接，相关附属设备有 润滑油站、高位油槽、干气密封、表冷器及工艺段间 冷却装置等。 本
5、体主要的控制组成部件机械部分有速关阀、调节阀 、油动机及错油门等，仪表部分有电液转换器、电磁 阀、位置开关等。 本体上还附着有各种监控仪表，包括温度、振动、位 移、速度、键相传感器。 二化合成气压缩机本体图 转 子 上汽缸 下汽缸 蒸汽 调节阀 排汽 连接复水器 蒸汽 油 动 机 喷嘴 透平剖视图 速关阀及位置开关 速关阀介绍： 速关阀也称为主汽门，它是主蒸汽管路与汽轮机之间的主 要关闭机构，在紧急状态时能立即节断汽轮机的进汽，使 机组快速停机。速关阀水平装配在汽轮机进汽室侧面。按 照汽轮机进汽容积流量的不同，一台汽轮机可配置一只或 两只速关阀。油缸部分是速关阀开启和关闭的执行机构。 速关阀的
6、关闭由保安系统操纵，如果保安系统中任何一个 环节发生速关动作，都会使速关油失压，在弹簧力作用下 ，活塞与活塞盘脱开，活塞盘左侧的速关油排出，活塞盘 连同阀杆、阀碟即刻被推至关闭位置。 开车油 跳车油 图1主蒸汽事故停车阀 阀芯 预启阀 盘状活塞筒状活塞 蒸 汽 蒸 汽 一些机组油缸部分还装有试验活塞,它可装接在管路上 ，也可组装在速关组件中，其作用是在机组运行期间 检验速关阀动作的可靠性。 错油门和油动机 蒸汽调节阀 动力油 二次油 排油 排油 下移 开大 电液转换器输出的信号油即二次油去错油门伺 服放大驱动油动机调节蒸汽阀开度。 危急遮断阀示意图 来自电磁阀 排油 手柄 主要控制及测量仪表
7、机组本体上的主要控制及测量仪表有调节控制用的电液转 换器、电磁阀、位置开关。 机组本体上附着有用于监控机组的仪表，包括温度、振动 、位移、速度、键相传感器。 机组用超速控制器203及振动位移监测器3500 机组其它测量仪表有罗斯蒙特带HART协议的智能压力变送 器3051系列及温度变送器3144P型。 机组控制系统TRICON TS3000(另讲）。 电液转换器 电液转换器工作原理：是经计算机运算处理后的欲开 大或关小汽阀的电气信号由伺服放大器放大后，在电 液转换器伺服阀中将电气信号转换成液压信号，使 伺服阀主阀移动，并将液压信号放大后控制高压油的 通道，使高压油进入油动机活塞下腔，油动机活塞
8、向 上移动，经杠杆带动汽阀使之启动，或者是使压力油 自活塞下腔泄出，借弹簧力使活塞下移关闭汽阀。 电液转换器TM-25LP示图及动作描述 执行器输出轴随力矩 马达控制信号的变化 而按比例变化，如图 ：在执行器中，控制 电流通 过力矩马达伺服阀产 生一个压力差，推动 二级放大滑阀移动， 从而改变伺服活塞的 上、下 腔内的油压，使输 出轴运动。内部的机 械反馈使力矩马达的 挡油板回中，作用到 二级放大 滑阀两端的压力相互 抵消，此时输出轴停 止运动。 TM-25LP转换器用于 103JT高调蒸汽阀门 控制。 供油压力： 5522586 kPa 输入电流范围： 20200 mA 线圈电阻： 26 妪
9、姆(单线圈) 40 妪姆(双线圈) 输出力及位移输出： 双向最大2833N (637 lb)，25 mm(1英寸) 线性输出 TM-25LP比例型电液执行器数据参数 EG-10P比例型电液执行器数据参数 EG-10P电液转换器用于 透平103JT抽汽调节阀。 供油压力： 690 - 2758 kP 输入电流范围： 20160 mA 线圈电阻： 30 - 35 妪姆 最大输出扭矩及工作角程 ： 12.6 N.m ,28 控制油控制油 输出油输出油 排排 油油 电磁阀带 电与失电 电磁阀原理图 磁铁 活塞 机组状态监测传感器 振动位移传感器：探头采 用本特利3300传感系列， 传感器系统由电涡流探
10、头 、延伸电缆和前置器监测 器组成。前置器将振荡电 流信号送到传感器产生高 频磁场，当传感器与测量 面间隙变化时电涡流则变 化其线圈电感随之变化， 该变化量由前置器放大转 化为直流电压信号送监测 器。 速度和键相传感器 速度和键相测量就是通过在被测轴上设置一个凹槽作为速 度和键相标记。当这个凹槽转到探头位置时，相当于探头 与被测面间距突变，传感器会产生一个脉冲，轴每转一周 ，就会产生一个脉冲信号，产生的时刻表明了轴在每转周 期的位置。因此通过对脉冲计数，可以测量轴的转速，通 过将脉冲与轴的振动信号比较，可以确定出振动的相位角 ，用于轴的动平衡分析以及设备的故障分析与诊断等方面 。凹槽或凸槽要足
11、够大，以使产生的脉冲信号峰值通常不 小于5V。 速度和键相传感器都是本特利产品，它们测量机理相似， 但具体的技术参数和要求有不同，所以不能相互代替。 温度传感器 机组103J/JT轴 系本体温度传感 器采用的是热阻 Pt100。 轴系本体温度传 感器的测量位置 是支承轴瓦和止 推轴瓦处。 ProTech 203 超速保护器 ProTech 203超速保护器监控三个独立的转速传感器防 止蒸汽轮机或其他类型的原动机超速该系统可以取代机 械超速保护装置特别是在高速10000rpm应用场合因为 机械超速保护装置在高速情况下往往表现得不可靠。 ProTech 203超速保护器特点： 易于校准和试验精度高
12、和重复性好。 三个数字单元感应和显示速度的精度为0.1%机械式超速保 护装置的精度远远达不到此种水平。 ProTech 203采用的是三选二停机方式确保不会因三个单 元其中的一个发生瞬时故障造成误停机。 每个单元可独立在线测试 。 每个单元可在线更换 。 存储显示峰值速度 。 ProTech 203技术参数 速度感应范围： 100Hz-32,000Hz 停机速度值范围：250rpm-25,000rpm MPU输入幅值：最小1Vrms100Hz-25,000Hz, 最小2Vrms25,000Hz-32,000Hz 3500 监测系统 汽轮机安全监视装置用于连续监视汽轮机本体各种参数,其 监视参数
13、有转速、轴位移、键相、轴振动等。系统的测点 具有独立的监测电路和报警设置点。每个测量模块均有模 拟量输出功能。 监视装置输入电源均为220Vac、50Hz。B.N3500系统均采用 B.N公司系列涡流传感器和速度传感器。转速、鉴相测量 用x mm涡流传感器。轴向位移测量用x mm涡流传感器。 振动用x mm涡流传感器。 3500监测器图示 3500监测器系统组件 3500/05 仪表框架。 电源模块3500/15 3500电源是半高度模块，必须安装在框 架左边特殊设计的槽口内。3500框架可装一个或两个电源 。任何一个电源都可给整个框架供电。如果是两个电源， 第二个电源可做为基本电源的冗余。只
14、要装有一个冗余的 电源，拆除或安装另一个电源模块将不会影响框架的运行 。 框架接口模块500/22M框架接口模块(RIM)是3500框架与组 态、显示和状态监测软件连接的主要接口。每个框架要求 有一个 RIM，安装在与电源模块紧邻的框架插槽中。RIM 支持专有协议，该协议使用3500 组态软件对框架进行组态 键相器模块3500/25 键相器模块是一个半高度、两通道模块， 信号可以通过3500 框架底板输入到适当的监测器模块中用 于转速、相位、跟踪滤波以及其它测量中。 四通道继电器模块3500/32四通道继电器模块是一个全高度的模 块，它可提供四个继电器的输出量。任何数量的四通道继电器 模块，都
15、可放置在框架接口模块右边的任一槽位。四通道继电 器模块的每一个输出，都可以独立编程，以执行所需要的表决 逻辑。每一个四通道继电器模块上的继电器，都具有“报警驱动 逻辑”。该报警驱动逻辑，可用“与门”和“或门”进行逻辑编程。并 可利用框架中的任何监测模块通道或任何监测模块通道的组合 所提供的报警输出，该报警驱动逻辑应用框架组态软件编程， 可满足应用中的特殊需要。 3500/40 位移模块是一种四通道监测模块，它接收由 非接触式传感器输入信号，并可用此输入驱动报警。 3500/40 可由3500 框架组态软件组态具有如下功能: 径向振动，轴向位置，偏心及差胀。 3500组态软件 3500组态软件3
16、500组态软件-Rack Configuration Software为3500系统与用户的人机接口，该软件安装 于Windows操作系统中，安装过程与一般软件没有什 么不同。当软件安装好后，将计算机与3500系统用专 用电缆连接起来便可进行系统组态了。 组态时在组态界面选择与工作目的一致的按钮后，便 可点击界面中对应的模块，如选“Options”后点第二块 模块后出现画面：画面为各通道的简要说明，各通道 的具体参数设置可以在对应的通道下点“Options”便可 出现该通道的具体参数设置画面。 当组态修改完给，便可点击主画面上的“Download to Rack” 在出现的对话框中确认后便可将新的组态下装到3500系统中。 汽轮机 紧急事故切断阀 电磁阀 危机遮断器 蒸汽调节阀 油动机 错油门 电磁阀 电液转换器 控制油 开车油 跳车油 二次油 动力油 安全油 主蒸汽 电信号 启动 汽轮机的调节系统流程图 谢谢大家，下节我们讲润滑油系统 及密封气系统和相关逻辑 待续
