标准站子站联合压缩机技术方案解析.docx

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标准站子站联合压缩机技术方案解析

第一章总体方案

一、概述

进入压缩机的天然气是经过母站脱水净化或管道天然气，符合行业标准SY/T7546-1996汽车用压缩天然气的技术要要。

2、加气站的环境条件要求

极端高温450C

极端低温-100C

地震烈度（里氏）5级

海拨<1000m

第二章CNG加气站压缩机的设计、制造、检验、安装标准

压缩机遵循国家有关可燃气体压缩机、压力容器、电器及控制、阀门、配管等设计、制造标准、规范，以及检测等相关标准。

相关标准如下:

SY/T7546-1966《汽车用压缩天然气》

AP1618《石油化工和气体工业用往复压缩机》

GB50156-2002《汽车加油加气站设计与施工规范》

JB/T10298-2001《汽车加气站用天然气压缩机》

CJJ84-2002《汽车用燃气加气站技术规范》

SY0092-1998《汽车用压缩天然气加气站设计规范》

JB/T9105-1999《大型往复活塞压缩机技术条件》

GB/T4980-2003《容积式压缩机噪声的测定》

GB/T7777-2003《容积式压缩机机械振动测量与评价》

JB8935-1999《工艺流程用压缩机安全要求》

GB/T3853-1998《容积式压缩机验收试验》

GB15703-1995《隔爆型电机基本技术要求》

GB3836.1-2000《爆炸性气体环境用电气设备第1部分:

通用要求》

GB3836.2-2000《爆炸性气体环境用防爆电气设备第2部分》

GB50058-1992《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》

GB150-1998《钢制压力容器》

GB151-1998《管壳式换热器》

《压力容器安全技术监察规程》（99版）

第三章CNG常规站—子站压缩机及设备

一、常规站—子站压缩机技术参数

序号

名称

量纲

参数值

备注

1

压缩介质

_____

天然气

2

型号和名称

_____

D-3.65/2（30～200）～250型天然气压缩机

3

型式

_____

D型、有油润滑、水冷、撬装式

*4

容积流量（进气状态）

m3/min

3.65

*5

供气量（标准状态）

m3/h

600（作子站时供气量1800）

200C、0.1013Mpa

6

进气压力

Mpa

0.2（3.0-20.0）

7

输气压力

Mpa

25.0

8

一级吸气温度

0C

≤35

*9

供气温度

0C

≤45

冷却后温度

*10

轴功率

kw

≤110.067

11

转速

r/min

740

12

行程

mm

120

13

冷却方式

水冷（开式循环）

14

润滑方式

运动机构压力油循环润滑,气缸、填料少油润滑设计。

15

压缩机电机传动方式

弹性联轴器直联

16

撬装机组外形尺寸

mm

4300×3100×1500

17

撬装机组质量

kg

9200

*18

噪声

dB（A）

≤85

*19

振动烈度

mm/s

≤11.2

*20

配用电机型号及名称

YB315M-8

级数

8级

额定功率

kw

132

额定电压

V

380

防护等级（外壳/接线盒）

IP54

防爆等级

dllBT4

电机质量

kg

1820

二、加气站压缩机主要技术特点

１＊、依据美国石油学会AP1618标准、着重可靠性设计、技术水准与国际国内产品保持同步。

2、压缩机结构采用专利技术，做成低压的一、二级在一列，高压的三、四级在一列，并且高压的三、四级做成倒级差形式，无平衡腔设计。

3＊、常规站—子站压缩机系统中，在二级和三级间的管路中设置一个子站旁路系统，由换向阀进行控制。

此外，二级排气与一级吸气管路之间设立一条旁通管路，并由一阀门控制。

当作子站使用时，换向阀切断二级与三级之间的通路（换向阀用一与切换开关联锁的气动阀和一个手动球阀组成），接通一般子站中所设的计量表、截断阀、卸气柱与运气槽车相接。

当作常规站使用时，换向阀切断与运气槽车的通路，接通二、三级之间的通路，此时二级排气与一级吸气管路之间旁通阀关闭。

4＊、压缩机主机设计时充分考虑了维修操作方便，在更换填料时不需要拆卸气缸、管路等，使维修快捷方便。

5＊、气缸填函采用无油润滑的结构。

6＊、机组采用整体撬装结构，将冷却器、缓冲罐、分离器、压缩机主机、电机等均布置在一个撬体上。

7＊、活塞杆表面处理技术及内冷却结构能有效保证填料的冷却效果，以利提高填料和活塞环的寿命。

8＊、三、四级气缸采用组合设计，采用经氮化处理的气缸套，能有效保证主机关键件（气缸）的使用寿命。

9＊、活塞环、填料采用新材料，保证压缩机的易损件得到长寿命的使用，从而降低维修费用。

10＊、设置了辅助油泵，具有强制润滑措施。

保证润滑的可靠性。

11、采用开式循环水冷却系统。

12、该常规站—子站压缩机气动控制气源采用压缩空气。

三、常规站—子站压缩机结构

本产品总体的设计特点是依照AP1618标准要求实施可靠性设计。

1、压缩机主机

1.1压缩机基础件采用对称平衡型结构，一、二级气缸为倒级差结构，有平衡腔；三、四级气缸为倒级差结构，无平衡腔设计。

本机采用气缸、填料无油润滑设计结构，极少油润滑操作。

1.2机身采用隧道式结构，与中体铸成一体，具有较高的刚性。

机身采用高强度的HT250材质铸造，由机身本体、前轴承盖、后轴承盖等组成一体。

机身上盖装有呼吸器和加油口，在机身的前端装有油泵（轴头泵）、观察油位的液位计及防爆电加热器。

机身两端的主轴承采用调心滚子轴承。

1.3＊曲轴为双拐整体式，采用优质碳素结构锻制。

轴的外伸端装有带联轴器的飞轮，通过弹性联轴节与电机直联。

曲轴上钻有通油孔，能使压力润滑油通达各个摩擦部位。

曲轴头部驱动主油泵（轴头泵）工作。

1.4＊连杆是采用优质碳素结构锻制。

连杆体内钻有贯穿连杆的油孔，从曲轴送来的压力润滑油用于润滑十字头滑履和连杆的大、小头瓦，并进行活塞杆内冷。

连杆大头轴承采用标准的薄壁轴瓦。

小头采用磷青铜衬套。

1.5＊十字头体采用铸钢铸造，滑履外圆面上铸有轴承合金层。

在十字头销、十字头磨擦表面上均没有油孔和油槽，以通油润滑滑道工作表面。

十字头销采用20Cr合金结构钢制造，表面经渗碳-淬火处理。

十字头与活塞杆采用螺纹连接。

1.6＊气缸部件：

一、二级气缸采用高强度的HT250材质铸造；三、四级气缸由单只直筒形气缸与活塞构成倒级差式，盖侧为三级，轴侧为四级，均为单作用。

三、四级气缸采用优质碳素结构钢锻造经机械加工形成，气缸套为高强度合金结构钢的干式钢套，工作表面经氮化处理后，有良好的耐性。

气缸采用水冷、无油润滑设计。

各级排气温度的设计值在1600C以内。

1.7＊活塞部件：

活塞上设置采用低比压值设计的导向环，活塞杆采用38CrMoAlA材质，采用氮化处理，提高表面硬度。

1.8＊填料、活塞环、导向环等无油润滑密封元件采用特定的结构设计，选用经成功使用的新材料，在活塞杆内通入冷却油循环冷却，以防止填料与活塞杆对磨温度升高，导致“冷流”，密封失效。

1.9气阀采用非金属材料的阀片进行设计制造。

1.10＊主电机采用软启动，实现减少电动机的启动对供电电网的冲击。

2、压缩机附属设备及系统

2.1压缩机附属设备:

压缩机的主要附属设备,包括各级冷却器、分离器、润滑系统、控制系统、缓冲器等。

压缩机设有8个排污点，8条排污管集中成一条引出撬外。

引出撬外的管径为DN50，带配对法兰。

2.2气管路系统：

作为常规站使用时，管道天然气经切断阀、计量器进入低压脱水净化装置脱水；经一个3uu过滤精度的过滤器（乙方提供）再进入缓冲罐缓冲，然后经切断阀（以上设备用户自行选型配备）进入调压阀（调压阀最大入口压力为1.6Mpa）（调压阀入口管径为DN100,带配对法兰）调压后进入CNG压缩机进行一到四级压缩,并通过各自相应级冷却器冷却和气液分离。

作为子站使用时，槽车运送的天然气经卸气柱卸气计量，经管路（以上设备管路用户自行选型配备）；到CNG压缩机的切断阀（通径DN15，带焊接活动接头）、单向阀，经过滤器过滤后，经旁通阀直接进入低压储气库，旁通阀与常规站子站切换开关联动（子站时常开），或经旁通阀直接进入CNG压缩机的缓冲罐，进入缓冲的气体进行一级或二级压缩，并通过各自相应级冷却器冷却和分离。

经压缩机压缩的气体通过压缩机的出口单向阀，经电子顺序控制阀，以高压优先的原则对高、中、低气库充气或直接给售气机供气。

2.3冷却水系统:

采用开式循环水冷却式,主要由以下设备组成:

冷却水塔、水泵、止回阀及连接这些设备的阀门及管路等，冷却水的流量应≥6m3/h（考虑夏季气温较高，水流量应大一些，或往水池内投入工业冰块），且供水量不可间断，冬季应采取防冻措施，以免发生事故。

冷却水系统与压缩机联锁，开机先开水泵和冷却风扇。

接入压缩机的水管接头为2”内螺纹。

压缩气体的级间和末级排气均分别进入冷却器内冷却，冷却后的气体温度不高于450C；冷却器换热面积留有足够的裕量。

冷却器与压缩机布置在同一撬体上。

2.4润滑由管路系统:

采用轴头泵给压缩机的传动机构提供压力油强制润滑,同时配备副油泵,构成整个油路系统。

润滑油从机身下部油池中经过滤器吸入油泵增压，通过全流量精滤器过滤，过滤精度为≤40μm，并经油冷却器冷却后，引入各润滑点润滑。

同时，机身油池内还设置隔爆型电加热器，当油池中润滑油温度≤150C时，润滑油的电加热器自动启动加热，油温高于250C时，自动停止加热。

润滑系统管路、阀门均采用不锈材质，能保证供油品质。

润滑油采用L-DAB100或150品号的空气压缩机油。

要求新机动行三个月更换润滑油，以后每运行半年更抽象润滑油。

2.5＊自动控制采用电磁阀、气动阀，压缩机启、停时的级间卸压由电磁阀、气动阀完成，气动阀的气源由0.4m3/min以上的空气压缩机提供。

空气压缩机置于CNG压缩机机房外，压缩空气经干燥和过滤后进入一个储气罐，储气罐带安全阀和压力表，储气罐有二个出口，一个出口将压缩空气引入压缩机撬的储气罐中，压力为0.7-1.0Mpa。

另一个出口给用户备用。

所有的引接管路由用户联接。

四、仪表控制系统与电气装置

1*、电气控制系统由一次就地仪表及二次仪表控制系统等构成。

电气仪表控制由PLC及触膜屏组成，PLC柜置于控制室内，对整个压缩机组的各参数、运行状态进行监控。

控制柜的大小为2200×800×600，前为单开门，后为双开门，接线从底部进入。

压缩机现场设有启动、停止、紧急停止按钮的防爆控制箱。

2、主电机采用软启动。

电动机为外三角联接，起动电流为电机额定电流的2.5-3倍。

电动机可频繁起动，最小充许启停机/启动运行间隔为2分钟。

3、仪表控制系统采用先进的仪表检测和电气控制技术，仪表及电气控制部分的选型均满足隔爆型，防爆等级不低于dIIBT4要求。

4*、控制方式：

分常规站与子站二种控制方式，二者用一转换开关来实现。

当作常规站压缩机使用时，转换开关处在常规站的位置。

CNG压缩机第一次人工启动，当吸气压力低于0.15Mpa时压缩机不能起动或自动停机，当输气压力大于25Mpa时，压缩机自动停机；当高压储气库压力低于20Mpa时（用户根据使用情况可修改设定值），压缩机自动起动。

当作子站压缩机使用时，转换开关处在子站的位置。

当进气压力低于20Mpa或大于3Mpa时，且高压储气库压力低于20Mpa时（用户根据使用情况可修改设定值），压缩机自动或手动启动；输气压力大于等于25Mpa或进气压力低于3Mpa时压缩机自动停机。

如有二台压缩机在一个加气站同时工作，则为防止二台压缩机同时自动起动而烧变压器，压缩机实行自动联锁，只有在一台压缩机自动起动平稳后，另一台压缩机才能再起动；或者只把一台压缩机设为自动工作状态，另一台设置为手动状态。

5*、仪表及控制项目

●对以下项目完成报警并连锁：

进气压力过低或过高

润滑油压力低于规定值

冷却水流量低于规定值

控制气源压力低于规定值

各级排气压力高于规定值

各级排气温度高于规定值

润滑油温度超过规定值

压缩机撬体内部天然气浓度高于规定值

●对主电机提供如下保护：

电机短路

电机断相

电机过载

电机绕组温度

电机前后轴承温度

●开机连锁（主电机不能启动）

润滑油压力未达到规定值

冷却水流量未达到规定值

润滑油温度未达到规定值

压缩机撬体内部天然气浓度高于规定值

控制气源压力未达到规定值

6、现场设置有就地指示压表，并且集中安装在易于观察的位置。

第四章供货清单

CNG加气常规站—子站用压缩机壹台套，设备包含如下：

序号

项目

数量

1

压缩机主机

1套

2

撬装基座

1只

3

主电机（dIIBT4、IP54、YB315M-8、132kw）

1只

4

一、二、三、四级冷却器、三、四级分离器

各1套

5

调压阀

1套

6

气管路系统（含撬内高压管路、阀门、各级安全阀等）

1套

7

油路系统

1套

8

气动控制系统（包括空气压缩机、干燥器、储气罐等）

1套

9

排污及放空系统（不包括排污罐）

1套

10

顺序控制系统

1套

11

冷却系统（包括水泵、冷却塔、集水柱）

1套

12

仪表及监测控制系统（PLC、触摸屏、软启动器）

1套

13

控制柜、防爆控制箱

各1套

14

隔音舱（包括换气扇、可燃气体检测探头、照明等）

1套

15

随机备品备件及专用工具

1套

16

随机出厂图样文件资料

1套

用户自备：

电机至控制柜之间的电缆及相关附件；防爆控制箱至控制柜之间的电缆及相关附件；安装用垫铁等。

用户自备的缓冲罐与调压阀之间应自备设置截止阀，通径DN100。

排污管路集中后由用户引接到排污罐，排污罐用户自备。

冷却系统的水管路从撬体进出口阀门（G2”）到水泵和冷却塔的水管路由用户搭接，水池由用户自备。

分工界线：

机械部分以撬体接管含阀门分界，电器部分以防爆接线盒为界。

压缩机上的安全阀和压力表等根据使用当地的要求，由用户自行决定是否送当地计量部门进行检定。

随机出厂图样文件资料：

a.压缩机控制系统图

b.压缩机出入口方位图

c.压缩机基础图

d.操作使用说明书、压缩机及系统维修维护手册

e.压力容器完工图、合格证书、使用证书

f.各外购件详细操作使用手册及产品说明书、合格证、资质证明等

g.随机备件清单及随机专用工具清单

h.压缩机控制柜电路图纸、；逻辑关系图纸、PLC控制程序

i.买方要求的零部件材质证明及所有压缩机部件结构图

第五章随机备件清单

保证货物正常和连续使用或运转期间单机所需的备品及备件清单如下表所示：

序号

货物名称

供货来源

数量

1

活塞环

自贡山川气体压缩机有限公司

1台套

2

导向环

自贡山川气体压缩机有限公司

1台套

3

填料

自贡山川气体压缩机有限公司

1台套

4

油过滤器滤芯（吸油、精滤）

自贡山川气体压缩机有限公司

各1台

5

各类垫片、垫圈

自贡山川气体压缩机有限公司

1台套

未尽之处按乙方有关规定提供。

第六章压缩机主要件材料清单

CNG压缩机主要零部件材料

序号

零部件名称

材料

牌号

1

机身

铸铁

HT250

2

曲轴

钢

45

3

连杆

钢

35

4

连杆大头瓦

轴承合金/钢

ChSnPbll-6/10

5

连杆小头衬套

磷青钢

ZcuSn10P1

6

连杆螺栓

钢

40CrMo

7

十字头

轴承合金/铸钢

ChSnPbll-6/ZG270-500

8

十字头销

钢

20Cr

9

接筒

铸铁

HT250

10

一、二级气缸

铸铁

HT250

11

三、四级气缸/缸盖

钢

35

12

一、二级活塞体

铸铝合金

ZL111

13

三、四级活塞体

钢

38CrMoAlA

14

活塞环、导向环

非金属

新材料

15

活塞杆

钢

38CrMoAlA

16

密封环

非金属

新材料

17

阻流环

钢

ZcuSn10P1

第七章压缩机主要配套件生产厂家

序号

配套件名称

生产厂家

1

可编程控制器（PLC）

西门子

2

电机软启动器

施耐德

3

触摸屏

西门子

4

压力传感器

南京高华科技有限公司

5

电磁阀

Parker公司/宁波星箭航天机械厂

6

电动机

南阳防爆集团（配SKF轴承）

7

安全阀

永一集团/宁波星箭航天机械厂

8

气动球阀

意大利MAXACT

9

气动球阀

超达阀门/西德福

10

温度传感器

上海方塔公司

11

冷却器

简阳大川容器有限公司

12

流量（水）开关和压力调节器

杨中恒润仪表公司

第八章加气站电量消耗表

压缩机部分

AC电压V

相

赫兹Hz

单机功率

kw

数量

总功率kw

主电机

380

3

50

132

1

132

副油泵

380

3

50

0.55

1

0.55

水泵

380

3

50

2.2

1

2.2

冷却塔

380

3

50

2

1

2

空压机

380

3

50

4

1

4

总功率kw

≤170

照明用电量另计。

以上是配备一台压缩机的用电量。