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高压聚乙烯装置中的超高压压缩机是石化生产装置中压力最高的往复压缩机,排气压力达到350MPa。
世界上最大的乙烯装置用压缩机供应商当属德来赛—兰德公司、新比隆公司、三菱重工、德马格公司、瑞士苏尔寿公司等。
化肥生产中用的离心压缩机,主要有工艺空气压缩机、合成气压缩机、二氧化碳压缩机、氮气压缩机、氨压缩机;
空分空压装置的空气压缩机、氧气压缩机、氮气压缩机等。
由于合成氨装置不断向大型化发展,用户对压缩机组的能耗、可靠性、配套水平等技术指标的要求也越来越高。
目前,世界上先进的压缩机制造厂家都在致力于这方面的研究,并取得了很大进展。
如在压缩机气动性能设计上使用的程序,能适用于几百个大气压,大大提高了计算精度;
转子稳定性研究,已经研制出超二阶、三阶的高柔性转子,并已成功应用于产品的设计。
此外,国外在压缩机有关部件成套技术上也有了很大发展,如密封、轴承、调节系统、辅机配套水平、机组自动化控制及故障诊断水平等方面取得了突破性的进展。
离心压缩机在国内的应用和发展
目前离心式压缩机发趋势是:
容量不断增大,以满足石化生产规模不断扩大的要求;
随着新技术的发展,新型气体密封、磁力轴承和无润滑联轴器的出现,不断开发高压压缩机和小流量压缩机产品;
进一步研究三元流动理论,不仅应用到叶轮设计,还发展到叶片扩压器静止元件设计中,以期达到最高的机组效率;
低噪声化,采用噪声防护以改善操作环境。
国内可以生产石化用离心压缩机的制造企业主要有沈阳鼓风机厂、上海鼓风机厂、陕西鼓风机厂等。
他们引进国外技术,经过消化吸收,可以生产石化用大型离心压缩机。
沈阳鼓风机厂从意大利新比隆公司引进了MCL、BCL、PCL三个离心压缩机系列的全套设计制造专利技术;
从日本日立公司引进了DH型离心压缩机、HS型工业冷冻机设计制造专利技术,从美国费城齿轮公司引进了MHS、HS、HSS、HSD四个系列的高速齿轮变速器的设计制造专利技术;
从德国德马格公司引进了VK8型组装式离心压缩机设计制造专利技术和从日本川崎重工株式会社引进了GM型污水处理鼓风机技术。
沈阳鼓风机厂生产的离心压缩机在国内石化企业已经应用200多台,市场占有率已达80%以上。
沈鼓厂生产的300万t/a催化裂化装置富气压缩机进口流量达到81600Nm3/h,功率达到7166kW;
离心式循环氢压缩机流量达到250000Nm3/h,功率达到1600kW,出口压力达到18MPa,已经应用于120万t/a加氢裂化装置;
沈鼓厂自行设计、制造的裂解气压缩机流量达到120000Nm3/h,功率达到18000kW;
同国外合作设计、制造的丙烯压缩机流量达到58000Nm3/h,功率达到7500kW;
乙烯压缩机流量达到74000Nm3/h,功率达到5500kW,已经应用到30~50万t/a乙烯裂解装置。
沈鼓厂自行设计和制造的大化肥装置的空气压缩机、天然气压缩机、氨压缩机、二氧化碳压缩机已应用于20~30万t/a化肥装置;
沈鼓设计制造的空气压缩机流量达到220000Nm3/h,功率达到17580kW,已经应用于40000Nm3空分装置。
陕西鼓风机厂引进瑞士苏尔寿公司A/AV型所有系列、12种机型轴流压缩机技术专利和技术秘密,成功设计、制造了170多台套性能优良的轴流压缩机,其中60多台套用于炼油厂催化裂化装置的主、备风机。
其中为大连石化公司350万t/a催化裂化装置制造的主风机是目前国内石化装置中最大的轴流压缩机,流量达到300000Nm3/h,功率达到40000kW。
目前国内离心压缩机在高技术、高参数、高质量和特殊产品方面还不能满足国内需要。
另外在技术水平、质量、成套性上和国外还有差距。
随着石化生产规模不断扩大,离心压缩机大型化方面面临新的课题。
100万t/a乙烯三机中的裂解气压缩机,进口流量达到403000kg/h,出口压力达到3.89MPa,轴功率达到45770kW。
45万t/aPTA装置原料空气压缩机(带尾气透平)进口流量162413Nm3/h,进出口压力0.1/1.46MPa,轴功率22000kW,国内在设计制造这些大型气体压缩机上还没有成熟的经验。
往复压缩机在国内的应用和发展
目前往复式压缩机发展方向是:
大容量、高压力、结构紧凑、能耗少、噪声低、效率高、可靠性高、排气净化能力强;
普遍采用撬装无基础、全罩低噪声设计,大大节约安装、基础和调试费用;
不断开发变工况条件下运行的新型气阀,气阀寿命大大提高;
在产品设计上,应用压缩机热力学、动力学计算软件和压缩机工作过程模拟软件等,提高了计算准确度,通过综合模拟模型预测压缩机在实际工况下的性能参数,以提高新产品开发的成功率。
压缩机产品机电一体化得到强化,采用计算机自动控制,自动显示各项运行参数,实现优化节能运行状态,优化联机运行、运行参数异常显示、报警与保护;
产品设计重视工业设计和环境保护,压缩机外型美观,更加符合环保要求。
国内可以生产石化行业需要的往复式压缩机的厂家主要有沈阳气体压缩机厂、上海压缩机厂、无锡压缩机厂等。
经过20年的发展,国内已形成L、D、DZ、H、M型等等数十个压缩机系列、数百种产品。
国内的中小型压缩机基本满足了国内石化行业的需求,但大型往复压缩机还不能完全满足需要。
沈阳气体压缩机厂从德国BORSIG公司引进了全套的往复压缩机设计制造技术,将产品市场定位于炼油化工领域,尤其在大中型往复压缩机技术开发方面取得了突破性进展。
1990年研制成功了符合现行国际标准的4M50型系列大型氢气往复压缩机组,1996年推出了6M50型系列氮氢气压缩机组,1998年研制成功了4M80型系列大型氢气压缩机组。
往复式新氢压缩机容积流量达到34000Nm3/h,活塞压力达到80kN,出口压力达到19MPa,功率达到4000kW,已用于200万t/a渣油加氢脱硫装置。
天华化工机械及自动化研究设计院和江阴压缩机厂合作设计制造的迷宫压缩机流量达到980Nm3/h,出口压力达到3.8MPa,已经应用于7万t/a聚丙烯装置。
大型机组的研制成功,打破了国外厂商长期垄断我国炼油化工用往复压缩机市场的局面,使同种机组的市场价格下降超过了50%,标志着中国的往复压缩机制造能力正向国际先进水平迈进。
目前国内往复压缩机技术水平同国外相比,主要差距为基础理论研究差,产品技术开发能力低,工艺装备和实验手段落后,产品技术起点低,规格品种、效率、制造质量和可靠性还有相当差距,技术含量高和特殊要求的产品满足不了国内需要。
压缩机知识讲座
第一节%O6U"
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压缩机概述
一、定义:
压缩机是用来提高气体压力和输送气体的机械。
二、主要用途:
⒈动力用压缩机:
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⑴压缩气体驱动各种风动机械,如:
气动扳手、风镐。
⑵控制仪表和自动化装置。
⑶交通方面:
汽车门的开启。
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⑷食品和医药工业中用高压气体搅拌浆液。
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⑸1、纺织业中,如喷气织机。
⒉气体输送用压缩机
⑴管道输送--为了克服气体在管道中流动过程中,管道对气体产生的阻力。
⑵瓶装输送--缩小气体的体积,使有限的容积输送较多的气体。
⒊制冷和气体分离用压缩机如氟里昂制冷、空气分离。
⒋石油、化工用压缩机
⑴用于气体的合成和聚合,如:
氨的合成。
⑵润滑油的加氢精制。
三、压缩机的分类r"
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⑴按作用原理分:
容积式和速度式(透平式)
⑵按压送的介质分类:
空气压缩机、氮气压缩机、氧气压缩机、氢气压缩机等三维,cad,机械,技术,汽车,catia,pro/e,ug,inventor,solidedge,solidworks,caxa,时空,镇江4b;
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⑶按排气压力分类:
低压(0.3-1.0MPa)中压(1.0-10MPa)
高压(10-100MPa)超高压(>100MPa)三维|cad|机械|汽车|技术|catia|pro/e|ug|inventor|solidedge|solidworks|caxa.a8o&
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⑷按结构型式分类:
压缩机----容积式、速度式。
容积式----回转式(包括螺杆式、滑片式、罗茨式)、往复式(包括活塞式、隔膜式)。
速度式----离心式、轴流式、喷射式、混流式。
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第二节
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压缩机的著名厂家
一、国外著名的压缩机企业有以下几家:
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⑴日本有七家:
日立(Hitachi)、三井、三菱(Mitsubishi)、川崎、石川岛(IHI)、
荏原(EBRARA,包括美国埃理奥特ELLIOTT)和神钢(Kobelco);
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⑵美国有五家:
德莱赛兰(DRESSER-RAND)、英格索兰(Ingersoll-rand)、库柏(Cooper)、通用电气动力部(GE,原来的意大利新比隆NuovoPignone公司)和美国A-C压缩机公司;
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⑶德国有二家:
西门子工业(原来的德马格-德拉瓦)、盖哈哈-波尔西克(GHH-BORSIG);
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⑷瑞士有一家:
苏尔寿(SULZER);
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⑸瑞典有一家:
阿特拉斯(ATLASCOPCO);
⑹韩国有一家:
三星动力。
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⒈国外压缩机企业简介:
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美国英格索兰公司是一家在全球五百家,最大工业企业中名列前茅的跨国公司,成立于1871年,至今已有129年的历史。
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瑞士苏尔寿公司公司”是世界著名跨国工业集团公司,创建于1834年,已有一百多年历史。
2.在选型时应注意:
⑴使用进口设备,注意电控、仪控、机械备件等方面的配置,同时注意国内厂家可替代的备件,维修时费用可以降低。
⑵使用空气作介质时,应同时考虑机前过滤器的选型;
灰尘进入机组,易使振动升高,发生的故障率较高。
使用洁净介质时,发生的故障率相对较少。
⑶从使用的角度来看,国外的压缩机真正能够“洋为中用”才是重要的。
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二、国内著名的压缩机企业
沈阳气体压缩机股份有限公司:
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第二章v#y*S/b4Y:
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离心压缩机
第一节
离心压缩机概述"
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离心压缩机是产生压力的机械,是透平压缩机的一种。
透平是英译音“TURBINE”,即旋转的叶轮。
在全低压空分装置中,离心压缩机得到广泛应用,逐渐出现了离心压缩机取代活塞压缩机的趋势。
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指气体在压缩机中的运动是沿垂直于压缩机轴的径向进行的。
二、工作原理:
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是具有叶片的工作轮在压缩机的轴上旋转,进入工作轮的气体被叶片带着旋转,增加了动能(速度)和静压头(压力),然后出工作轮进入扩压器内,在扩压器中气体的速度转变为压力,进一步提高压力,经过压缩的气体再经弯道和回流器进入下一级叶轮进一步压缩至所需的压力。
打个比方说:
一般是由一台原动机(电机)带动一根轴,轴上装有有4个叶轮,就好象一根轴带了4个电扇,一个电扇的风传给了第二个电扇,又传给了另一个电扇,最后你感觉到风的力量很大一样。
离心压缩机就是这样通过叶轮把气体的压力提高的。
气体在叶轮中提高压力的原因有两个:
一是气体在叶轮叶片的作用下,跟着叶轮作高速的旋转,而气体由于受旋转所产生的离心力的作用使气体的压力升高,其次是叶轮是从里到外逐渐扩大的,气体在叶轮里扩压流动,使气体通过叶轮后压力得到提高。
三、特点:
离心压缩机是一种速度式压缩机,与其它压缩机相比较:
优点:
⑴排气量大,排气均匀,气流无脉冲。
⑵转速高。
⑶机内不需要润滑。
⑷密封效果好,泄露现象少。
⑸有平坦的性能曲线,操作范围较广。
⑹易于实现自动化和大型化。
⑺易损件少、维修量少、运转周期长。
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缺点:
⑴操作的适应性差,气体的性质对操作性能有较大影响。
在机组开车、停车、运行中,负荷变化大。
⑵气流速度大,流道内的零部件有较大的摩擦损失。
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⑶有喘振现象,对机器的危害极大。
四、适用范围:
大中流量、中低压力的场合。
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五、分类:
⑴按轴的型式分:
单轴多级式,一根轴上串联几个叶轮。
双轴四级式,四个叶轮分别悬臂地装在两个小齿轮的两端,旋转*电机通过大齿轮驱动小齿轮。
⑵按气缸的型式分:
水平剖分式和垂直剖分式。
⑶按级间冷却形式分类:
级外冷却,每段压缩后气体输出机外进入冷却器。
机内冷却,冷却器和机壳铸为一体。
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⑷按压缩介质分类:
空气压缩机、氮气压缩机、氧气压缩机等。
第二节三维|cad|机械|汽车|技术|catia|pro/e|ug|inventor|solidedge|solidworks|caxa1R4h&
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操作机组
介绍沈鼓空压机、杭氧氧气透平压缩机、瑞士苏尔寿空压机、美国英格索兰压缩机
下面将以下使用的压缩机为例,结合相关书籍、说明书、规程以及相关论坛、网站的资料,汇集内容,共同作好这份资料。
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⑴沈鼓空压机:
DH90-6型空气透平压缩机系单进气、双轴、齿轮式、四级等温压缩机。
设计压力0.52MPA,流量75500NM3/H.低速轴转速7142转/分,高速轴9090转/分,由一台电压10000伏,功率7400KW的同步电动机拖动,为空分提供原料气源。
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⑵杭氧氧气透平压缩机:
3TYS89+2TYS60型氧气透平压缩机系双缸,10级,水平剖分型式。
设计压力2.9MPA,流量16000NM3/H,配置了一台功率3400kw的异步感应电动机。
2TYS100+2TYS76型氧气透平压缩机系双缸,8级,设计压力2.9MPA,流量23500NM3/H。
⑶瑞士苏尔寿空压机系单进气、齿轮式、等温压缩,设计压力0.52MPa,流量120000NM/M3;
为空分提供原料气源。
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(4)美国英格索兰压缩机:
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4N2型氮气透平压缩机系单进气,四轴离心式压缩机,设计压力在生产上主要向炼钢压送氮气。
另外为空分设备液体工况提供原料气源,以及作各氧透机组的密封气。
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3N2型氮气透平压缩机系单进气,三轴离心式压缩机,设计压力2.3MPA,流量5042Nm3/H,在生产上主要向炼钢压送氮气。
目前另两种英格索兰压缩机型号不详,只是流量有所增大变化。
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(5)15000Nm3/h~20000Nm3/h空分装置配套三维|cad|机械|汽车|技术|catia|pro/e|ug|inventor|solidedge|solidworks|caxa:
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第三节+K5l,F7S'
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空气透平压缩机情况简介三维,cad,机械,技术,汽车,catia,pro/e,ug,inventor,solidedge,solidworks,caxa,时空,镇江'
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一、制造商
15000Nm3/h~20000Nm3/h空分装置配套空气透平压缩机制造商有:
a、瑞士MAN-turbo公司(苏尔寿)
b、德国ATLASCOPCO公司)u3r4K(m)U4z$g'
c、美国COOPER公司
二、技术评价
(1)
瑞士MAN-turbo公司(苏尔寿)是世界上著名的压缩机制造商,德国ATLASCOPCO公司、美国COOPER公司相对于前一家公司要逊色一些,但他们均具有设计、制造此类空压机的实力。
从技术上看,各制造商均有自己的特点,德国ATLASCOPCO公司、美国COOPER公司两家均采用齿轮式多轴三段压缩,而瑞士MAN-Turbo公司则采用单轴四级压缩。
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(2)
齿轮式多轴压缩机与单轴压缩机两种方案的比较:
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a)齿轮式多轴压缩机由主电机通过联轴器直接驱动大齿轮再由大齿轮带动两根小齿轮轴,每根小齿轮轴上分别有二个或一个叶轮,由于两根小齿轮轴的转速不同,可以实现叶轮与转速的良好匹配且单级压缩比可以比较高;
单轴压缩机由主电机经齿轮箱驱动压缩机主轴,在主轴上安装了四只同方向的各级叶轮,每级叶轮的转速相同;
因此一个转速不能良好的照顾到各个叶轮的匹配。
这种结构前面段叶轮的线速度高,后面段线速度低,因而导致每级压缩比要小一些。
这就是单轴压缩机采用四级压缩而齿轮式多轴压缩机只需三级的原因。
b)齿轮式多轴压缩机一根小轴上最多带两个叶轮,轴向长度短,有利于机器布置及转子、临界转速的提高。
另外小轴上的两个叶轮属背*背形式,转子的轴向力能部分抵消。
单轴压缩机各级叶轮均朝一个方向,各叶轮的轴向力互相叠加,轴向力很大,只能*加平衡盘来平衡轴向力,且对止推轴承要求很高。
c)MAN-Turbo单轴压缩机采用内置式气体冷却器,结构紧凑,由于冷却器布置在转子的两侧,具有吸音的作用,同时单轴压缩机叶轮线速度较小,因此整机噪音较小。
由于单级压缩比小且级间有三个中冷,气体出口温度较低。
但与齿轮式多轴压缩机相比,单轴压缩机耗水量要增加不少。
d)多轴齿轮式压缩机叶轮与主轴的联接,德国ATLASCOPCO公司采用端面齿(HIRTH)联接,这种结构的特点是紧固力大,叶轮可拆卸,重复拆卸对转子的动平衡几乎无影响;
美国COOPER公司叶轮与主轴采用热套型式,属不可拆卸结构。
这一点对今后的转子维修很不利。
MAN-Turbo公司单轴压缩机由于在一根主轴上布置四只叶轮,均采用热套,也属不可拆卸结构。
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e)从制造要求看,齿轮式多轴压缩机对齿轮的加工精度要求高。
如果叶轮与主轴采用HIRTH联接,则HIRTH的加工精度也有很高的要求。
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(3)
从德国ATLASCOPCO公司和美国COOPER两家齿轮式压缩机来看,特别是美国COOPER公司生产的压缩机叶轮采用半开式叶轮,机组效率要低一些。
而且此机型美国COOPER公司来说属非常大的型号,业绩不多。
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综上所述,三家制造商从技术上来说,MAN-Turbo公司在空气透平压缩机方面是世界一流的,技术成熟、运行稳定、质量可*,业绩众多,是此类机型的主导产品。
特别是MAN-Turbo公司的单轴空气透平压缩机等温效率高,轴功率低,噪声低,深得用户欢迎
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