凝气式透平和离心式压缩机综述

《凝气式透平和离心式压缩机综述》由会员分享，可在线阅读，更多相关《凝气式透平和离心式压缩机综述（47页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、 凝气式透平和离心式压缩机 原理及操作课件 凝气式汽轮机 n汽轮机又叫蒸汽透平，它是以蒸汽为工作介质，利用高速气流推动叶 轮转动，从而把蒸汽的热能转化为机械能的一种能量转换设备。 1、汽轮机的组成：转子(包括主轴、叶轮、叶片) ， 定子（包括汽缸 、喷嘴、隔板），调速系统，保安系统。 2、汽轮机的工作原理：高压蒸汽从装在汽缸上的喷嘴喷出，经膨胀 、降压而形成高速气流，高速气流吹到装在叶轮周边的一个个叶片上 ，从而把转子转动起来，完成了蒸汽热能到机械能的转换。此过程中 排出的蒸汽温度和压力均有所下降，因此叫乏汽。 3、蒸汽透平的种类：按热力学划分主要有背压式、抽气式和凝汽式三 种。我厂采用的为凝

2、汽式透平，蒸汽在汽轮机中做功后全部排入冷凝 器，排汽在低于大气压力的真空状态下凝结成水。 4、凝气式汽轮机的辅助系统： A. 进汽系统 包括主汽门和调速器门。主汽门是蒸汽进入系统的通道；调速器 门能够根据调速器的信号自动调节进汽量，以保持转数恒定，调速器 可人工给定转速，亦可与其它系统相连，保持某一参数恒定。 B.冷凝系统 包括表冷器（复水器）、冷凝液泵（复水泵），是凝汽式透平的 专有设备。 表冷器 是一种水冷却器，通入冷却水换热后，能将做功后的乏汽冷凝 成水，再由冷凝水泵打入抽汽冷凝器做冷却水用，一部分回到表 冷器保持一定的液面，另一部分水送入脱氧槽再利用。冷却过程 中形成负压，瞬间冷却，体

3、积急剧收缩，有利于乏汽进一步做功 ，造成一定的真空。 C.真空系统 真空系统的作用是维持凝汽式透平排汽的真空度，同时将冷凝液 回收重复使用。主要设备有抽汽冷凝器、开工抽气器、一、二级抽气 器（抽气器也叫空气抽气器，蒸汽喷射器）。 抽气器的工作原理：工作蒸汽在高压下从喷嘴以很高的流速喷出，在 喷射过程中，蒸汽的静压能转变为动能产生低压，而将气体吸入，吸 入的气体与蒸汽混合后进入扩散管，速度逐渐降低压力随之升高，而 后从压出口排出。在蒸汽冷凝下来以后，积蓄下来的不凝气体通过两 个串联的蒸汽喷射器抽出。每抽一次，压力就升高一些，又可冷凝下 来一些水份，这些冷凝水又可引回系统，最后将不凝气体排入大气。

4、 影响真空度的因素有以下几个 第一，冷却水温上升。第二，表冷器管壁（走水的一侧）结垢； 第三，蒸汽喷射器堵塞，或蒸汽量不足；第四，管线或设备漏气 。 D.大气安全阀 1.作用： 当系统出现故障破真空时，将排大气安全阀打开，可快速破真空 ，使转子尽快停止转动，防止事故扩大化。 2.操作要点： 第一，为了防止安全阀不严而漏空气，排大气安全阀要用水封住， 通入密封水以维持真空。 第二，如果排大气安全阀达到正压0.02Mpa不动作，可立即用手去 开此阀，如果还是打不开，要进行紧急停车。 E密封蒸汽 n作用：在轴的两端形成密封。防止缸内气体逸如大气（高压侧即蒸汽 入口侧）；或空气漏入缸体（低压侧即做功后

5、的乏汽侧），影响透表 冷器的真空。 n F、调速系统：主要组成为调速器，它是通过油压控 制进汽量的大小，从而实现控制调节透平转速。 G、危急保安系统：当转速超过设计允许极限，能 自动将调速器油压泄掉，迅速关掉汽门，切断进 汽。油压低，振动高等联锁也能使调速器油压泄 掉而停车。 作用：是防止机组超转数飞车的一种保护装置 。 一、离心式压缩机特点 往复式压缩机适用于压力比较高、压缩的气体量较少的情况，而离心式 压缩机一般应用于压力比较低和气体输送量比较大的工艺中，随着化 工生产的逐渐大型化，和催化剂温低压活性越来越好，生产系统压力 也逐渐趋于降低，再加上生产规模的大型化，更适用于采用离心式压 缩机

6、。 二者相比较离心式压缩机还有以下特点： 优点： 1、输气量大，尺寸小，重量轻，占地少，不用备机，如果采用较便宜的 蒸汽头代替电机驱动，设备投资、占地面积、基建费用、操作人员、 维修费用都可以大大降低。 2、易损减少，运行平稳，可以运行一年以上，维修简单，所以操作费用 低。 3、供气均匀，运行平稳，调节方便，易于自动化操作。 4、气缸内不需注入润滑油，所以被压缩的气体不受油污染。所以对于催 化剂怕污染的系统离心压缩机首选。 缺点： 1、由于高速气流的流动损失，离心式压缩机的效率要比往复式的低5- 20% 2、其只适用于大气量场合，否则机械效率降低。日产甲醇小于660 吨（ 氨600 ）不适于用

7、。如果负荷不满，为了防止喘振需要较多气体打回 流，功耗 不会省多少，热量能回收减少，能量收支不平衡。 3、由于运转速度高，每分钟达万转，除机械安装质量外，日常运行中尤 其要求被压缩的气体不得含灰尘，液滴及腐蚀性成份。 4、工况随气体温度压力及组成变化而变化，、尤其是开停及事故时要注 意，防止出现喘振及其他波动。 由于没有备机，所以一旦出现事故会造成整个系统停车，这就要求 操作人员充分掌握其特点，做到一次开车成功，实现高负荷长周期安 全运转，才能有效发挥其作用。 离心式压缩机的分类 二、离心式压缩机的分类 按气体运动方向分类 1、离心式：气体在压缩机内大致沿径向流动 2、轴流式：气体在压缩机内大

8、致沿轴向流动 3、轴流离心组合式：有时机组在轴流的高压段配上离心式。 按排气压力分 1、通风机： PD0.0142MPA 表压 2、鼓风机：0.0142MPA PD0.245MPA 表压 3、压缩机：PD0.245MPA 表压 按剖分形式分 1、水平剖分：机组外壳按水平形式剖分 MCL 2、垂直剖分（筒形）：机组外壳为垂直形式剖分 BCL 压缩机的基本组成 n从外观上看一台压缩机,首先看到的是机壳,又称气缸,通常由铸铁、铸 钢浇铸而成或由钢板焊接而成。一台高压离心式压缩机通常有两个或 两个以上气缸,按其气体压强高低分别称为低压缸、中压缸和高压缸。 n压缩机本体结构可以分为两大部分: 1、固定部

9、分：是由气缸、隔板、径向轴承、推力轴承、轴端密封等零部 件组成，常称为定子。 2、转动部分：它有主轴、叶轮、平衡盘、推力盘及联轴器等零部件组成 ，称为转子。 固定部分（定子部分） 1、气缸：是压缩机的壳体， 又称为机壳。由壳体和进排气室 组成，内装有隔板、密封体、 轴承等零部件。对它的主要 要求是： 有足够的强度以承受气体的 压力，法兰结合面应严密， 主要由铸钢组成。 转动部分（转子部分） 1、主轴 压缩机的关键部件，他是主要起到装配叶轮、平衡盘、推力盘的作用 ，是转子部分的中心部位。 2、叶轮 叶轮又称工作轮，是压缩机的最主要的部件。 叶轮随主轴高速旋转，对气体做功。气体在叶轮 叶片的作用下

10、，跟着叶轮作高速旋转，受旋转离 心力的作用以及叶轮里的 扩压流动，在流出叶轮 时，气体的压强、速度和温度都得到提高。 按结构型式叶轮分为开式、半开式、闭式三 种，在大多数情况下，后二种叶轮在压缩机中得 到广泛的应用。 3、平衡盘 平衡盘又名卸荷盘，在多级离心式压缩机中因每级叶轮两侧的气体作用 力大小不等，使转子受到一个指向低压端的合力，这个合力即称为轴 向力。轴向力对于压缩机的正常运行是有害的，容易引起止推轴承损 坏，使转子向一端窜动，导致动件偏移与固定元件之间失去正确的相 对位置，情况严重时，转子可能与固定部件碰撞造成事故。平衡盘是 利用它两边气体压力差来平衡轴向力的零件。轴向力的平衡也可以

11、通 过叶轮的两面进气和叶轮反向安装来平衡。 压缩机的平衡盘一般装在气缸末级的后面，他的一侧受末级的气体压 力，另一侧通常与机器的吸气室相通，平衡盘的外圆上一般都有迷宫 密封装置使盘两侧维持压差。 4、推力盘 由于平衡盘只平衡部分轴向力，其余轴向力通过推力盘传给止推轴承上 的止推块，推力盘主要承受推力轴承的轴向力。 推力盘有的设置在压缩机的高压端有的设置在机组的压缩机的两段之 间。 n 离心式压缩机的几个术语 n级：由一个叶轮与其相配合的固定元件所构成 n段: 是以中间冷却器作为分段的标志 n缸: 是将一个机壳称为一个缸，多机壳的压缩机就称为多缸压缩机 n列:是压缩机缸的排列方式，一列可有一至几

12、个缸组成 气缸的型式 n离心式压缩机气缸可分为水平剖分型和垂直剖分型两种。 气体压强比较低的多采用水平剖分型，气体压强比较高且 容易泄漏的要采用筒型缸体。 n离心式压缩机常按气缸形式分类，分别称为水平剖分型（ MCL）和垂直剖分型(BCL)压缩机。 水平剖分型MCL 垂直剖分型(BCL) 二、主要工作原理和结构 （一）原理 他对气体做功是通过装在转子上的叶轮实现的，工作原理与输送液体的 离心泵类似。气体从中心流入叶轮，在高速旋转的叶轮叶片的作用下，随叶 轮作高速旋转并沿半径方向甩出来。由于受旋转离心力的作用，气体的压力 得到了提高，同时气流速度也加快了，叶轮的机械能变成了气体的压能和动 能。气

13、体通过扩压器和蜗壳时候，面积增大，速度降低，气体压力又得到进 一步提高，这部分动能也变成压力能。 一个叶轮和与它配合的固定原件构成压缩机的一个级。气体流过一级之 后，压力的提高是有限的 ，在要求升压较高的情况下，需要有若干各级组成 ，安装在一个机壳里叫缸。一个缸最多只能装十级左右，更多的级需要采用 多缸。 气体经过压缩后温度要升高，需要较高压缩比时候，常将气体压缩到一 定压力后，从缸内引出，在外设的冷却器内降温，分离液滴，以便保护设备 降低功耗，然后导入缸内进入下一步压缩。这样一冷却次数的多少，将压缩 机分成几个段。一个段可以是一级，也可以包括几个级。一缸可分为一段或 几段。 三、离心压缩机的

14、附属设备 1、段间冷却器：气体压缩温度会升高，为了减少功耗降低 下一级气进口的温度，设置段间冷却器。（水冷和空冷 ） 2、各段进口的分离器：压缩过程气流产生脉动，不仅压缩 功耗增加还会使机组和连接管线振动，造成连接件松动 和损害，同时气体夹带的水雾和油雾经冷却器冷凝变成 水滴和油滴，对压缩机安全运行也不利，带液会引起压 缩机转子强烈震动。 作用：起缓冲和分离水、油滴的作用，并能除去粒度较 大的粉尘和机械杂质。设有液位控制，报警和高位联锁 停机。 3、油系统 n是透平和压缩机共有的系统，包括控制油和润滑油 n控制油：主要用在透平部分。用于速度调节，通过表盘信号的变化转 换成一个油压变化，调节调速

15、器门开度，达到调整蒸汽进量的目的， 进而调节透平转速。电信号油压信号调速器门透平转速。控制 油压在1.31.45Mpa之间。危急保安器能迅速泄掉控制油压，将透平 停下来。 n润滑油：供给汽轮机和压缩机各个轴承，起冷却，润滑、清洁作用。 油压控制在0.30.45Mpa之间，油温控制在3545。 油系统的组成 A、油箱：供给、回收、沉降和储存油的设备。内有电（或蒸汽）加热 器，开车时升温3545，一般回油与泵吸入口间设有挡板，使回油 有足够的杂质沉降和气体释放时间，上部装有排气管（和抽油烟风机 相连），以排除油箱中的气体和水蒸气，有的还装有氮气管通入氮气 以保护油箱中的油不至于接触空气而产生 氧化

16、。 B、油泵：一般是两台设置，两台主运行泵，一开一备，备泵投自启动， 在主油泵发生故障或油系统出现故障时，系统油压低于某设定值便自 启动，投入运行。也有设置事故油泵的，事故状态主、副油泵断电不 能运行，事故油泵启动保护压缩机的，事故油泵采用直流电（电源来 自事故状态下直流发电机，一般全厂配备的。）如果机组特别大，而 且是采用气趋的可以考虑。要是电驱动根本不需要。有高位油箱就满 足事故停车转子惰走的需要了。 C、油冷器：冷却返回油箱油温有所升高的油，以控制进油温度在 35 45范围内。一般两台，一开一备，或切换清理，或在冷却效果不 好时同时使用。在开车时油温低时，冷却水不投用，待运行一阵油温 度上来后再投水。 D、 油过滤器：在泵出口过滤油中的杂质，保证润滑油的质量。两台， 一开一备，有压差报警，可在线切换。但一般在停车检修时清理油过 滤器，避免发生误操作或不在正常状况而影响压缩机正常运行。一般 除去10微米以上的