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蒸发结晶系统中压缩机基础知识

蒸发结晶系统中,压缩机是十分关键的一个环节。今天为大家总结了大家平时几乎都会遇到的关于压缩机的60问答,满满的都是干货。

1.离心式压缩机的特点有哪些?

离心式压缩机是透平式压缩机的一种,具有处理气量大、体积小、结构简单,运转平稳,维修方便以及气体不受油污染,可采用的驱动形式较多等特点。

2.离心式压缩机的工作原理?

一般来说,提高气体压力的主要目标就是增加单位容积内气体分子的数量,也就是缩短气体分子与分子之间的距离,为了达到这一目标,采用气体动力学的方法,即利用机械的作功元件(高速回转的叶轮),对气体作功,使气体在离心式的作用下压力得到提高,同时动能也大为增加,随后在扩压流道内这部分动能又转变为静压能,而使气体压力进一步提高,这就是离心式压缩机的工作原理。

3.离心式压缩机常见的原动机有哪些?

离心式压缩机常见的原动机有:电动机、汽轮机、燃汽轮机等。

4.离心式压缩机的辅机设备有哪些?

离心式压缩机主机的运行是以辅机设备的正常运行为前提的,辅机包括以下几个方面:

(1)润滑油系统。

(2)冷却系统。

(3)凝结水系统。

(4)电气仪表系统即控制系统。  

(5)干气密封系统。

5.离心式压缩机按结构特点分哪几种类型?

离心式压缩机按结构特点可分为:水平剖分式、垂直剖分式、等温压缩式、组合式等类型。

6.转子由哪些部分组成?

转子包括主轴、叶轮、轴套、轴螺母、隔套、平衡盘和推力盘。

7.级的定义?

级是离心式压缩机的基本单元,它是由一个叶轮和一组与其相配合的固定元件所构成。

8.段的定义?

每一进气口到排气口之间的级组成一个段,段由一个

或几个级组成。

9.缸的定义?

离心式压缩机的缸由一个或几个段组成,一个缸可容纳的级数最少一级,最多达到十级。

10.列的定义?

高压离心式压缩机有时需要由两个或两个以上的缸组成,由一个缸或几个缸排列在一条轴线上成为离心式压缩机的列,不同的列,其转速不一样,高压列的转速高于低压列,同一转速(同轴)的列,高压列的叶轮直径大于低压列。

11.叶轮的作用是什么?按结构特点有哪几种类型?

叶轮是离心式压缩机对气体介质作功的唯一元件,气体介质在高速旋转的叶轮的离心推力下,随叶轮一起作旋转运行,从而获得动能,并由扩压器部分地转化为压力能,在离心力的作用下,由叶轮口甩出,沿扩压器、弯道、回流器进入下一级叶轮进一步增压,直至由压缩机出口排出。

叶轮按结构特点可分为:开式、半开式、闭式3种类型。

12.什么是离心式压缩机的最大流量工况?

当流量达到最大时的工况即为最大流量工况,造成这种工况有两种可能:

一是级中某流道喉部处的气流达到临界状态,这时气体的容积流量已是最大值,任凭压缩机的背压再降低,流量也不可能增加,这种工况也成为“阻塞”工况。

二是流道内并没有达到临界状态,即未出现“阻塞”工况,但压缩机在较大的流量下,机内流动损失很大,所能提供的排气压力已很小,几乎接近零能量,仅能够用来克服排气管道中的阻力以维持这样大的流量,这就是离心式压缩机的最大流量工况。

13.什么是离心式压缩机的喘振?

离心式压缩机在生产运行过程中,有时会突然产生强烈的振动,气体介质的流量和压力也出现大幅度脉动,并伴有周期性沉闷的“呼叫”声,以及气流波动在管网中引起“呼哧”“呼哧”的强噪声,这种现象称为离心式压缩机的喘振工况。 

压缩机不能在喘振工况下长时间运行,一旦压缩机进入喘振工况,操作人员应立即采取调节措施,降低出口压力,或增加进口,或出口流量,使压缩机快速脱离喘振区,实现压缩机的稳定运行。

14.喘振现象的特征是什么?

离心式压缩机运行一旦出现喘振现象,则机组和管网的运行具有以下特征:

(1)气体介质的出口压力和入口流量大幅度变化,有时还可能产生气体倒流现象。气体介质由压缩机排出转为流向入口,这是危险的工况。

(2)管网有周期性振动,振幅大,频率低,并伴有周期性的“吼叫”声。

(3)压缩机机体振动强烈,机壳,轴承均有强烈的振动,并发出强烈的周期性的气流声,由于振动强烈,轴承润滑条件会遭到破坏,轴瓦会烧坏,甚至轴被扭断,转子与定子会产生摩擦,碰撞,密封元件将遭到严重破坏。

15.如何进行防喘振调节?

喘振的危害极大,但至今无法从设计上予以消除,只能在运转中设法避免机组运行进入喘振工况,防喘振的原理就是针对引起喘振的原因,在喘振将要发生时,立即设法把压缩机的流量增大,使机组运行脱离喘振区。 防喘振的方法具体有三种:

(1)部分气体防空法。

(2)部分气体回流法。

(3)改变压缩机运行转速法。

16.压缩机运行低于喘振极限的原因?

(1)出口背压太高。

(2)进口管线阀门被节流。

(3)出口管线阀门被节流。

(4)防喘振阀门有缺陷或者调节不正确。

17.离心式压缩机的工况调节方法有哪些?  

由于生产上工艺参数不可避免地会有变化

,所以经常需要对压缩机进行手动或自动调节,使压缩机能适应生产要求在变工况下操作,以保持生产系统的稳定。  

离心式压缩机的调节一般有两种:一是等压调节,即在背压不变的前提下调节流量;另一种是等流量调节,即在保证流量不变的情况下调节压缩机的排气压力,具体说有以下五种调节方式:

(1) 出口流量调节。

(2) 进口流量调节。

(3) 改变转速调节。

(4) 转动进口导叶调节。

(5) 部分放空或回流调节。

18.转速对压缩机的性能有何影响?

压缩机的转速具有改变压缩机性能曲线的功能,但效率是不变的,因此,它是压缩机调节方法的最好形式。

19.等压力调节、等流量调节和比例调节的含义是什么?

(1)等压力调节是指保持压缩机的排气压力不变,只改变气体流量的调节。

(2)等流量调节是指保持压缩机输送气体介质的流量不变,只是改变排出压力的调节。

(3)比例调节是指保持压力比不变(如防喘振调节),或保持两种气体介质的容积流量百分比不变的调节。

20.什么是管网?它的组成要素是什么?

管网是离心式压缩机实现气体介质输送任务的管道系统,位于压缩机入口之前的称为吸入管道,位于压缩机出口之后的称为排出管道,吸入和排出管道之和为一完整的管道系统通常称为管网。

管网一般均由管线、管件、阀门和设备等4要素组成。

21.轴向力的危害是什么?

高速运行的转子。始终作用着由高压端指向低压端的轴向力。转子在轴向力的作用下,将沿轴向力的方向产生轴向位移,转子的轴向位移,将使轴颈与轴瓦间产生相对的滑动。

因此,有可能将轴颈或轴瓦拉伤,更严重的是,由于转子位移,将导致转子元件与定子元件产生摩擦、碰撞乃至机械损坏,由于转子的轴向力,有导致机件摩擦、磨损、碰撞乃至破坏机器的危害,所以,应采取有效的措施予以平衡,以提高机组的运行可靠性。

22.轴向力有哪些平衡方法?

轴向力的平衡是多级离心式压缩机设计时需要终点考虑的奇数问题,目前,一般多采用以下两种方法:

(1) 叶轮对置排列(叶轮高压侧与低压侧背靠背排列)

单级叶轮产生的轴向力,其方向指向叶轮入口,即由高压侧指向低压侧,如果多级叶轮按顺序方法排列,则转子总的轴向力为各级叶轮轴向力之和,显然这样排列会使转子轴向力很大。

如果多级叶轮采用对置排列,则入口相反的叶轮,产生一个方向相反的轴向力,可以相互得到平衡,因此对置排列是多级离心式压缩机最常用的轴向力平衡方法。

(2) 设置平衡盘

平衡盘是多级离心式压缩机常用的轴向力平衡装置,平衡盘一般多装于高压侧,外缘与汽缸间设有迷宫密封,从而使高压侧与压缩机入口连接的低压侧保持一定的压差,该压差产生的轴向力,其方向与叶轮产生的轴向力相反,因此平衡因叶轮产生的轴向力。

23.转子轴向力平衡的目的是什么?

转子平衡的目的, 主要是减少轴向推力, 减轻止推轴承的负荷, 一般情况下轴向力的70�G是通过平衡盘消除,剩余的30�G是有止推轴承负担,生产实践证明,保留一定的轴向力,是提高转子平稳运行的有效措施。

24.推力瓦温度升高的原因是什么?

(1)结构设计不合理,推力瓦承载面积

小,单位面积承受负荷超标。

(2)级间密封失效,使后一级叶轮出口气体泄漏至前一级,增加叶轮两侧的压差,形成了较大的推力。

(3)平衡管堵,平衡盘副压腔压力无法卸掉,平衡盘作用不能正常发挥。  

(4)平衡盘密封失效,工作腔压力不能保持正常,平衡能力下降,并下降部分载荷传至推力瓦造成推力瓦超负荷运行。

(5)推力轴承进油节流孔径小,冷却油流量不足,摩擦产生的热量无法全部带出。

(6)润滑油中带水或含其他杂质,推力瓦不能形成完整的液体润滑。  

(7)轴承进油温度过高,推力瓦工作环境不良。

25.如何处理推力瓦温度过高?

(1)校核推力瓦受压压强,适当扩大推力瓦承载面积,使推力承受载荷在标准范围内。

(2)解体检查级间密封,更换损坏的级间密封零件。

(3)检查平衡管,消除堵塞物,使平衡盘副压腔的压力能及时卸掉,保证平衡盘平衡能力的发挥。

(4)更换平衡盘密封条,提高平衡盘的密封性能,保持平衡盘工作腔的压力,使轴向推力得到合理的平衡。

(5)扩大轴承进油节孔的孔径,增加润滑油量,使摩擦产生的热量能及时带出。

(6)更换新的合格润滑油,保持润滑油的润滑性能。

(7)开大有冷却器进回水阀,增大冷却水量,降低供油温度。

26.合成系统严重超压时,联合压缩机人员应如何处理?

(1)通知合成现场人员打开PV2001进行泄压。    

(2)通知联合压缩机现场巡检人员打开压缩机二段出口手动放空进行泄压(紧急情况时),并注意操作人员监护、防毒。

27.联合压缩机怎样对合成系统打循环?

合成系统开车前需要对合成在一定压力下进行充氮气、升温。因此需要启动合成气压缩机对合成系统建立循环。

(1) 按正常开车程序启动合成气压缩机汽轮机,空载运行至正常转速。

(2) 维持一定的防喘振冷却器后气体入一段进气回流,回流量不宜过大,并注意不得超温。

(3) 用循环段防喘振阀控制入合成系统气量和压力,维持好合成塔温度 。

28.合成系统需要紧急切气(压缩机不停车)时,联合压缩机怎样进行操作?

联合压缩机需要进行紧急切气操作:

(1) 向调度室汇报联合压缩机紧急

切气,将一级密封切换成中压氮气,联合压缩机入工段(净化出工段)放空,注意保压。

(2) 打开新鲜段防喘振阀新鲜气减量,打开循环段防喘振阀循环气减量。

(3) 关闭XV2683,关闭XV2681和XV2682。

(4) 打开压缩机二段出口放空阀PV2620并以≤0.15Mpa�Mmin的速率卸掉机体压力,合成气压缩机空负荷运行;合成系统泄压。

(5) 合成系统事故处理完毕后,从联合压缩机入口充入氮气进行合成系统置换,打循环,合成系统保温保压。

29.如何进行新鲜气加量?

一般情况下,入工段阀门XV2683为全开状态,控制新鲜气量只能也只有通过防喘振冷却器后新鲜段防喘振阀来实现,通过关闭一段防喘振阀来减少回流气量,达到增加新鲜气量的目的。

30.如何通过压缩机控制空速?

用合成气压缩机控制空间速度就是通过增加或减少循环量来实现空间速度的大小改变,所以在新鲜气量一定的情况下,增加合成循环气量,空速就相应提高,但空速的提高对甲醇合成反应会有一定的影响。

31.联合压缩机紧急停车步骤?

由于电源、油泵、爆炸、着火、停水、停仪表气、压缩机喘振无法消除等故障发生时,该压缩机紧急停机。如遇系统着火应迅速切断丙烯气源并用氮气置换保压。

(1)现场或控制室打闸紧急停止压缩机运行,如果可能,测量并记录滑行时间。

(2)如果油循环继续运行(非停电情况下,且有低压氮气气源),转子停止转动后立即进行盘车;如果全厂停电,应及时将射水泵、凝结水泵、油泵操作按扭旋致断开位置,防止供电恢复后泵自启。

(3)及时将一级密封切换成中压氮气,并确认关闭XV2683、XV2682、XV2681,控制室打开PV2620并控制泄压速率≤0.15Mpa�Mmin将压缩机系统压力卸掉。如果是停电或停仪表空气,此时XV2681自动关闭,应通知压缩机岗位人员开压缩机二段出口阀手动泄压。

(4)当真空度接近零时停射水泵,停轴封蒸汽。

(5)注意调节再循环量,必要时稍微打开补充脱盐水阀,当抽气器进气阀关闭后停凝结水泵。

(6)查明紧急停机的原因。

32.合成循环量加不上去的原因有哪些?

(1)新鲜气量较低,在反应较好时,体积缩

小,压力下降过快,造成出塔压力较低,这时需要提高空间速度控制合成反应速度。  

(2)合成系统放空量(弛放气量)过大,PV2001过大。

(3)循环气防喘振阀开度过大,造成气体大量回流。

33.合成系统与联合压缩机的联锁有哪些?

(1)汽包液位低限≤10�G,与联合压缩机联锁,XV2683关闭,防止汽包干锅。  

(2)甲醇分离器液位高限≥90�G,与联合压缩机联锁跳车保护,XV2681、 XV2682、XV2683关闭,防止液体进入联合压缩机汽缸损坏叶轮。  

(3)合成塔热点温度高限≥275℃,与联合压缩机联锁跳车。

34.合成循环气温度过高应如何处理?

(1)观察合成系统循环气温度是否升高,如高于指标应减少循环量或通知调度提高水压或降低水温。

(2)观察防喘振冷却器回水温度是否升高,如有升高则气体回流量过大造成冷却效果差,此时应加大循环量。

35.合成开车时,如何进行新鲜气与循环气的交替加量?

合成开车时由于气体温度较低,催化剂热点温度较低,合成反应受到限制,此时加量应以稳定催化剂床层温度为主。

因此,在新鲜气加量之前应先加循环量(一般循环气量是新鲜气量的4~6倍),然后再加新鲜气量,加量过程要缓慢,要有一定的时间间隔(主要看催化剂热点温度能否维持,并呈上升趋势),在气量加至一定程度后可要求合成关小开工蒸汽。 关小新鲜段防喘振阀加新鲜气量。 关小循环段防喘振阀加循环气量。

36.合成系统开停车时,如何用压缩机进行保温保压?

从联合压缩机入口充入氮气对合成系统进行置换、充压,联合压缩机与合成系统进行打循环,一般根据合成系统压力决定系统放空,利用空速来维持合成塔出口温度,开启开工蒸汽提供热量,合成系统低压低速循环保温。

37.合成系统开车时,如何进行合成系统提压?提压速度控制为多少?

合成系统提压主要是依靠提高新鲜气量和提高循环气压力实现的,具体来说关小新鲜段防喘振可提高合成新鲜气量;关小循环段防喘振阀可以控制合成压力。 正常开车时,合成系统提压速度一般控制在0.4MPa/min。

38.合成塔升温时,如何用联合压缩机控制合成塔的升温速度?升温速度控制指标是多少?

升温时,一方面开启开工蒸汽提供热量,带动炉水循环,使合成塔温度升高;另一方面启动联合压缩机,利用循环段加气和合成气排出气体进行合成系统气体循环,控制热量,稳定塔的升温幅度,因此在升温操作时主要靠调节循环量进行调节塔的温升。 升温速度的控制指标为25℃/h 。

39.如何进行新鲜段和循环段防喘振气体流量调节?

当压缩机的运行工况接近喘振工况时,应进行防喘振调节,调节前为防止系统气量波动波动过大,首先判断和确定哪一段接近喘振工况,然后适当开大该段的防喘振阀门进行消除,并注意系统气量的波动情况(尽可能维持入塔气量的稳定),但不得同时开启两个防喘振阀门消除喘振。

40.压缩机入口带液的原因是什么?   

(1)前系统输送的工艺气体温度高,气

至V2401管线上阀门,确认管线上“8”字盲已经倒换,确认该导淋入V2401阀门关闭,确认LV2420及其前后截止阀全开,确认FV2401、FV2402全开; 

(2)将丙烯导入到V2402是根据压力差来实现的,逐个微开V2401出口总阀、XV2482、V2401至V2402阀门、LV2421及其前后截止阀,缓慢建立V2402的丙烯液位。  

(3)由于V2402、V2403之间压力平衡,只能通过液位差将丙烯导入到V2403。

(4)导液过程务必缓慢,防止V2402、V2403超压,V2402、V2403建立正常液位后应关闭LV2421及其前后截止阀,关闭V2402、V2403导淋至V2401管线上法门,并将盲板恢复。

编辑:小正经来源:化工707

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