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1、加氢裂化装置新氢压缩机的主要参数加氢裂化装置新氢压缩机的主要参数 氢气在往复式压缩机中的压缩氢气在往复式压缩机中的压缩 氢气在往复式压缩机中的压缩，一般具有以下特氢气在往复式压缩机中的压缩，一般具有以下特点：点：可通过多级压缩实现较大的压力比：可通过多级压缩实现较大的压力比：限制每一压缩级的出口温度不超限制每一压缩级的出口温度不超135 尽量采用无油或少油润滑尽量采用无油或少油润滑 控制活塞平均速度不大于控制活塞平均速度不大于3.5m/s 在多级压缩的往复式压缩机中，要采取级间在多级压缩的往复式压缩机中，要采取级间 回流的控制手段，使每级压力比尽量接近回流的控制手段，使每级压力比尽量接近设计值
2、设计值 新氢压缩机配置方案新氢压缩机配置方案 根据装置所需的新氢量，在选择新氢根据装置所需的新氢量，在选择新氢压缩机时，通常有三种方案可供选择压缩机时，通常有三种方案可供选择260%350%，2100%。 在选择配置方案时，还应考虑以下因素。在选择配置方案时，还应考虑以下因素。1） 压缩机的排量控制及调节压缩机的排量控制及调节新新氢氢压压缩缩机机可可以以通通过过设设置置固固定定式式或或可可变变式式余余隙隙腔及入口卸荷的方式实现排量控制。腔及入口卸荷的方式实现排量控制。通通过过固固定定式式（或或可可变变式式）余余隙隙腔腔可可实实现现约约10%左右的排量控制。左右的排量控制。 通通过过入入口口卸卸
3、荷荷可可使使具具有有二二列列一一级级缸缸的的压压缩缩机机实实现现0%、25%、50%、75%、100%的的排排量量控控制制、对对只只有有一一列列一一级级缸缸的的压压缩缩机机可可实实现现0%、50%、100%的排量控制。的排量控制。以以260%的的方方案案为为例例，通通过过10%余余隙隙腔腔及及入入口口卸荷控制，可实现所示的操作工况的组合：卸荷控制，可实现所示的操作工况的组合：2台台60%配置方案配置方案工况工况3为正常工况，总量的为正常工况，总量的8%每台为总量的每台为总量的4%用于压用于压力控制回流力控制回流 新氢压缩机的级间调节新氢压缩机的级间调节单台配置方案的优化单台配置方案的优化 无论
4、采用何种配置，对单台机的选型均需考虑级压缩比的合理分配，总列数及每级的气缸数。近年来往复式压缩机多采用卧式对称平衡型 。压压力力比比：从从限限制制每每级级出出口口温温度度不不超超过过135的的条条件，每级的压力比一般均小于件，每级的压力比一般均小于3。总总列列数数：在在确确定定总总压压缩缩级级数数及及级级压压力力比比以以后后，根根据据每每列列为为一一个个气气缸缸的的原原则则确确定定总总列列数数，考考虑虑到到压缩机动力平衡的要求，采用偶数列是理想的。压缩机动力平衡的要求，采用偶数列是理想的。每级气缸数：每级气缸数：由每级要求的入口流量计算出的由每级要求的入口流量计算出的气缸直径，再综合考虑总的级
5、数，列数及动力气缸直径，再综合考虑总的级数，列数及动力平衡，确定每级的缸数。平衡，确定每级的缸数。 新新氢氢压压缩缩机机对对每每级级出出口口温温度度的的严严格格要要求求（小小于于135），使使制制造造厂厂在在考考虑虑配配置置方方案案时时应应综综合合考考虑虑压压力力比比的的分分配配及及总总的的列列数数，从从动动力力平平衡衡的的角角度度选选择择偶偶数数列列的的布布置较为理想。置较为理想。压缩级数及列数压缩级数及列数偶数列的气缸布置对机架受力和偶数列的气缸布置对机架受力和力矩的影响力矩的影响 压缩级数及列数压缩级数及列数目目前前工工业业上上应应用用的的往往复复压压缩缩机机从从2列列到到10列列，每列
6、间相隔相同的角度。每列间相隔相同的角度。为为减减少少往往复复及及旋旋转转质质量量惯惯性性力力的的影影响响可可应应用以下方法：用以下方法：. 对对2列列， 4列列90o布布置置，8列列45布布置置的的采采用用配重。配重。. 4列列180、6列列60、8列列90布布置置可可不不需需要要配重，所有往复惯性力全部平衡。配重，所有往复惯性力全部平衡。曲轴曲轴箱列数设计箱列数设计压缩级数及列数压缩级数及列数从设计角度，最佳的方案是所有各列的从设计角度，最佳的方案是所有各列的往复部分的质量相等，或相对的二列往往复部分的质量相等，或相对的二列往复部分质量相等，最低的要求是使相对复部分质量相等，最低的要求是使相
7、对的二列往复部分质量尽可能接近，并采的二列往复部分质量尽可能接近，并采用较重的活塞、在十字头上加配重。用较重的活塞、在十字头上加配重。意大利NUOVO Pignone公司H型机架的数据 HHE压缩机数据表压缩机数据表型号HHE-FBHHE-VEHHE-VGHHE-VL 综合活塞力kg13608272164762881648气体力kg16329.632659.25670099792活塞杆直径mm57.15(2.25”)76.2(3”)101.6(4”)127(5”)曲轴直径mm171.45(6.75”)228.6(9”)279.4(11”)330.2(13”)行程mm8.5,10”12”11”1
8、3”12”15”12”16”额定转速rpm500428333333最高转速rpm600500375375最大线速度m/s5.084.6574.4454.511气缸列数(1)、2、(3)、416110110最大单列轴功率503.35kW1155.8kW1938.8kW2565.2kW最大轴功率kW262552808850171952列机重量kg13923215462712543772每增1 列重量kg8526725810433145152列机占地mm579121347747 24138128 25919017 2972每增1 列占地mm 57915247747 6358128 6739017 7
9、88 压缩机工作原理压缩机工作原理分体机身整体机身整体浇铸的大机型机身整体浇铸的大机型机身曲轴拐数设计曲轴拐数设计压缩机的三个曲拐之夹角为120度 对称平衡式需要一个虚拟曲拐来平衡其它三个曲拐对置式曲轴结构对置式曲轴结构对置式结构加大了压缩机的承载能力，并可实现奇数列布置对置式与对称平衡式的比较对置式与对称平衡式的比较曲轴曲轴短垮距多支撑提高整体刚性短垮距多支撑提高整体刚性十字头名称由来十字头名称由来十字头销连杆活塞杆十字头体滑板衬圈小头瓦夹块上紧十字头夹块上紧十字头NNFF液压上紧拉力器液压上紧拉力器液压口拉杆螺母拉杆螺栓上紧螺母活塞杆法兰液压上紧十字头液压上紧十字头液压上紧十字头液压上紧十
10、字头中体滑道中的十字头中体滑道中的十字头小型机用小型机用超级螺母超级螺母上紧上紧模锻连杆模锻连杆 模锻连杆模锻连杆 铝镁合金轴承铝镁合金轴承薄壁瓦滑动轴承薄壁瓦滑动轴承整体铝镁合金低摩擦高强度钢基巴氏合金强度低易剥落润滑油孔润滑油孔轴瓦的性能比较飞轮置于压缩机与电机之间飞轮置于压缩机与电机之间电动机电机冷却器压缩机带盘车功能的飞轮对置式布局和单支承电机对置式布局和单支承电机 曲拐的均分度设计使能耗降到最低 HHE载荷的均衡分布减小了对驱动器的冲击 对称平衡式的负荷不均衡性靠很大的飞轮加以克服曲轴夹角的均分度设计曲轴夹角的均分度设计无计划停车原因统计表无计划停车原因统计表 36% 的事故率 40
11、% 以上的维修费用 间接引起活塞环的损坏 间接引起活塞杆的损坏 间接引起活塞杆填料的损坏气阀的损坏引起气阀的损坏引起影响气阀可靠性的因素主要有影响气阀可靠性的因素主要有 腐腐蚀蚀：在在阀阀板板、弹弹簧簧上上极极小小的的蚀蚀点点均均可可引引起起疲疲劳劳破坏。破坏。温度：温度：阀板、弹簧等所使用材料的温度极限。阀板、弹簧等所使用材料的温度极限。对对颗颗粒粒的的容容忍忍性性：气气流流中中携携带带的的颗颗粒粒会会引引起起泄泄漏漏和和运运动动部部件件的的疲疲劳劳。非非金金属属材材料料对对颗颗粒粒的的容容忍忍性较好，因为颗粒可嵌在其上面不影响可靠性。性较好，因为颗粒可嵌在其上面不影响可靠性。差差压压：高高
12、的的差差压压如如果果和和高高的的温温度度组组合合则则易易造造成成阀阀板的变形板的变形冲冲击击：阀阀板板对对阀阀座座的的冲冲击击速速度度过过大大会会造造成成“冲冲击击疲劳疲劳”，其值和材料及阀的设计有关。，其值和材料及阀的设计有关。脉动：脉动：如果阀在打开的位置下，阀板在阀座和如果阀在打开的位置下，阀板在阀座和导杆间来回颤抖，这将减小可靠性。导杆间来回颤抖，这将减小可靠性。 uPEEK 是 Poly-Ether-Ether-Ketone 的缩写 阀片材料阀片材料阀片材料分子结构比较阀片材料分子结构比较 金属分子结构 PEEK分子结构重量轻 为金属阀片的六分之一,减少惯性力和冲击力及磨损, 使用寿
13、命增加. 耐腐蚀 几乎所有种类的工艺气体,包括100% H2S和低于3%的氯气或 HCL 100%HCO等各种酸性气体. u承受气体中液体和渣质u大升程upeek阀片最大允许升程为 3. 56mm,u钢阀片最大允许升程为1.788mm,u可减少气体流经气阀的阻力,并提高使用寿命. 抗冲击疲劳性高 抗饶裂疲劳性高 PEEK材料特点材料特点 PEEK的的材料特性材料特性环状阀环状阀POPPET阀阀POPPET阀的阀芯阀的阀芯Magnum阀阀活塞杆填料活塞杆填料活塞杆填料工作原理活塞杆填料工作原理斜切口三瓣式填料环斜切口三瓣式填料环开放式水道填料盒开放式水道填料盒封闭水道填料盒封闭水道填料盒 小“
14、O ”型圈,更换方便 封闭水套紧贴密封圈,冷却效果好模锻连杆和大小头瓦模锻连杆和大小头瓦 连杆是高强度模锻钢制造.大头瓦材料为铝镁合金(同主轴瓦),上下两半结构,可加垫调节小头瓦为青铜瓦套小头瓦内有螺旋线油槽用于建立油膜润滑十字头销衬套是可更换零件 孔口式卸荷器孔口式卸荷器 柱塞式卸荷器柱塞式卸荷器 余隙腔式卸荷器余隙腔式卸荷器卸荷器的类型卸荷器的类型压缩机的流量控制压缩机的流量控制入口缓冲器出口缓冲器入口过滤器冷却器分离器指指 状状 卸卸 荷荷 器器柱塞式卸荷器柱塞式卸荷器柱塞式卸荷器安装在进气阀上与一个进气阀一起使用.当卸荷器关闭时,进气阀正常工作.当卸荷器开启时,气缸里面的压缩气体通过阀
15、中部的开口流回,排气阀关闭，气缸卸荷。柱塞动作过程柱塞动作过程孔口式卸荷器孔口式卸荷器孔口式卸荷器安装在气缸上下面有一个可更换的机座环.它可以把进气通道全部堵住,此时气缸侧有效地负荷运行.如果阀离开阀座,气缸侧就卸荷余隙腔卸荷器余隙腔卸荷器 余隙腔卸荷器安装在气缸端盖上 用来开启和关闭余隙腔.当卸荷阀关闭时,余隙腔关 闭,当卸荷阀开启时,余隙腔与气缸腔连在一起,用来减少流量.活塞杆活塞杆-合金钢AISI4142,35CrMoV-不锈钢AISI410/420，174PH- 滚制螺纹加工工艺- 螺纹根部应力限制 在最大允许负荷下,螺纹根部应力值限制在10,000PSI以下(AISI4142和CC4
16、50的材料允许抗拉强度力100,000和160,000PSI)- 螺纹预(拉)应力为最大允许负荷下应力值的1.5倍. 满足满足API 要求对应填料处活塞杆硬化处理要求对应填料处活塞杆硬化处理,采用采用: - 感应硬化 - 表面镀铬 - 活塞杆表面喷涂硬化技术 TC3-高速高温喷涂高速高温喷涂 原料组份 钨T+碳化物C+钴C+铬C 燃料室温度 2760 C 喷涂速度 1360 M/S 优点: - 涂层高密度,高均匀度,与母体高强度结合 - 表面硬度 RC70 - 耐腐蚀辅助系统辅助系统 往复压缩机的辅助系统主要有入口过滤；进出口缓冲级间冷却；级间气液分离；润滑及冷却系统等。辅助系统的正确选择对压
17、缩机的安全运转至关重要保保证证各各级级气气缸缸进进入入的的气气体体是是干干净净的的，不不含含杂杂质质颗颗粒粒及及液液滴滴（水水滴滴及及油油滴滴）。为为了了防防止止气气体体中中所所含含之之水水份份在在冷冷却却的的气气缸缸（套套）壁壁上上会会冷冷凝凝，API618规规定定进进入入气气缸缸的的冷冷却却水水温温度度应应比比气气体体入入口口温温度度高高约约5 。因因而而设设置置专专门门的的电电加加热热设设施施则是必需的。则是必需的。严严格格要要求求的的级级间间冷冷却却系系统统应应能能使使压压缩缩后后的的气气体体冷冷却却到到规规定定的的入入口口温温度度，这这不不仅仅是是节节省省压压缩缩功功率率的的需需要要
18、，同同时时也也是是保保证证压压缩缩机机正正常常吸吸入入容容积积的的要要求求，在在不不变变的的重重量量流流量量下下，温温度度高高则则容容积积增加，造成各级间的不协调，改变级压力比。增加，造成各级间的不协调，改变级压力比。正正确确的的进进出出口口缓缓冲冲罐罐的的设设计计，可可以以防防止止和抑止往复式机器的脉冲效应。和抑止往复式机器的脉冲效应。润滑和冷却（气缸及盘根）系统则是润滑和冷却（气缸及盘根）系统则是保证运动机构保证运动机构曲轴，连杆，十字头及曲轴，连杆，十字头及活塞和活塞杆正常运转的命脉，活塞和活塞杆正常运转的命脉，D-R公司公司对往复式压缩机的故障统计，活塞杆盘对往复式压缩机的故障统计，活
19、塞杆盘根，活塞环，支撑环，气缸润滑系统的根，活塞环，支撑环，气缸润滑系统的故障共占故障共占37.5%。而活塞环，支撑环及杆。而活塞环，支撑环及杆盘根的故障，除材料、操作等原因外，盘根的故障，除材料、操作等原因外，均和冷却及润滑系统有关。均和冷却及润滑系统有关。 制造过程中的主要检查制造过程中的主要检查 主要零部件材料的化学成份及机械性主要零部件材料的化学成份及机械性能数据能数据重要零部件的无损探伤检查重要零部件的无损探伤检查 水压试验及氮气试验水压试验及氮气试验 出厂试验项目出厂试验项目通常进行无负荷机构运转试验。通常进行无负荷机构运转试验。按规定在拆除进出口气阀的条件下，按规定在拆除进出口气阀的条件下，进行进行4小时的全速运转试验。小时的全速运转试验。试验后，对运动部件进行解体检试验后，对运动部件进行解体检查。查。机械运转拆检机械运转拆检机械运转拆检机械运转拆检
