气压机组讲义

气压机组讲义一、概述二、主要设备三、工艺流程四、性能参数、控制指标五、机组控制逻辑六、开工步骤七、停工步骤八、日常维护九、故障处理十、国内常见事故案例及分析一、概述气压机的作用是将分馏来的富气压缩到吸收稳定部分操作所需要的压力、浓度，提高轻质油收率。汽轮机利用蒸汽的热能转化为动能驱动机组运转，它的转速可以用来控制反应压力。该机组中富气压缩机选用由沈阳鼓风机厂设计制造的离心式2MCL526型压缩机。驱动用汽轮机采用杭州汽轮机厂设计制造的BH32/01型背压式汽轮机。具体布置见简图：汽轮机压缩机底座二、主要设备气压机组由汽轮机、气压机、齿轮箱、润滑油站、压缩机中间冷却器、中间分液罐等组成。下面重点介绍汽轮机和气压机。（一）汽轮机1、汽轮机的结构汽轮机本体包括静止部分、转动部分和支承部分。静止部分包括底座、汽缸、喷嘴、隔板、汽封等固定件；转动部分主要有叶轮、动叶片、主轴等；支承部分包括径向轴承和止推轴承。（1）汽缸:为水平剖分式，静止部分主要部件几乎都在汽缸内，其外部还有调节汽阀以及进排气部分。它的主要作用就是形成封闭的汽室，保证蒸汽在汽轮机内完成能量转换过程。（2）喷嘴及隔板：蒸汽从调节汽阀出来后形成高速气流以一定的方向喷出，进入动叶栅，推动叶轮旋转做功。隔板用来安装喷嘴，并将各级叶轮分隔开。隔板装在隔板套上，隔板套在汽缸上。（3）主轴和动叶：汽轮机主轴为整锻轮盘式结构，动叶片固定在叶轮上。（4）轴承：汽轮机径向轴承为四油楔轴承，这类轴承具有良好的减振性和运行的可靠性。止推轴承为瓦块式，用两半圆环来固定。装在前轴承座内。前径向轴承与推力轴承组合为一体。（5）汽封：采用迷宫式汽封。转子和汽缸之间需要密封的地方，装有汽封体，汽封体固定在汽缸上，在转动的轴与外缸间起密封作用。2、汽轮机的工作原理汽轮机是将蒸汽的热能转换成机械能的旋转式动力机械。它主要是利用蒸汽的膨胀，使其一部分热能转变为具有高速的气流，推动叶轮旋转而转变为动能。在汽轮机中，由喷嘴和与其配合的动叶片构成的做功单元称为级，级是汽轮机中最基本的做功单元。蒸汽的热能转变成机械能就是在级内进行的。喷嘴又称为静叶片，其作用是将蒸汽的热能转化为动能。喷嘴是一个截面形状特殊且不断变化的通道，蒸汽进入喷嘴后发生膨胀，消耗了热能，压力温度都降低，但流速却增加了，获得了高速气流。动叶片又称工作叶片，作用是将蒸汽的动能转变为叶轮转动的机械能。即由喷嘴流出的高速气流流经动叶片时对动叶片产生作用力，推动叶片运动，通过叶轮使轴产生旋转运动，驱动气压机对外做功。（二）气压机1、气压机的结构（2MCL526）2MCL526ⅠⅡⅢⅣⅤⅤ——表示缸内装的叶轮级数为6级Ⅳ————表示首级叶轮名义直径为52cmⅢ———————表示离心压缩机及无叶扩压器Ⅱ——————————表示水平剖分结构Ⅰ—————————————表示叶轮背靠背布置（2段压缩）气压机为水平剖分六级离心式，由转子和定子组成。转子包括主轴、叶轮、轴套、半联轴器等。主轴为锻钢轴，带不锈钢轴套。叶轮共有六级，前三级为第一段，后三级为第二段，一、二段轮盘背靠背布置以平衡部分轴向力。联轴器采用膜片式。定子包括机壳、隔板、轴承、密封、底座等。焊接机壳为水平剖分，进、排气口均垂直向下；级间密封和叶轮口圈密封为迷宫式，轴端密封为双端面干气密封；压缩机的径向轴承为可倾瓦轴承，推力轴承为金斯贝尔式，在径向轴承和推力轴承内分别埋有测试温度、振动和轴位移的探头。压缩机和汽轮机为单独底座。2、气压机的工作原理离心式气压机是依靠高速旋转的叶轮所产生的离心力来压缩气体的。当气体流经叶轮时，由于叶轮旋转使气体受到离心力的作用而产生压力，与此同时气体也获得速度，而后又通过扩压器使气体速度变慢又进一步提高气体的压力。三、工艺流程（一）富气系统的流程富气进入气压机进行两段压缩，两端之间设中间冷却器及分液罐。富气首先在压缩机入口分液罐分离出携带的部分凝缩油后，进入气压机一段入口，压缩后经中间冷却器冷却，在分液罐分离凝缩油后的富气进入压缩机二段进一步压缩，之后一路经单向阀送至装置吸收稳定部分，一路通过反喘振阀送至分馏油汽分离罐，当入口流量下降发生喘振时，迅速打开此阀，以增大流量，消除喘振。还有一路可在事故状态下放火炬。压缩机入口分液罐以及中间罐分离出的凝缩液经过自压或泵加压后，送至分馏或吸收稳定。考虑开工及紧急状态，设有富气放火炬系统。为在机组事故停机时能及时将入口卸压，在停机信号发出时，入口放火炬阀自动打开。（二）汽轮机的汽水系统流程1、主蒸汽系统来自锅炉的新蒸汽经隔离阀后，经汽轮机两端的速关阀分别进入汽缸蒸汽室，然后由调节汽阀控制进入汽轮机做功，蒸汽经过一个单列调节级和二个压力级膨胀做功后，从汽轮机后汽缸排出经排汽阀和单向阀后被送到低压管网。在排汽阀前装有弹簧安全阀，当背压过高时，安全阀自动打开，将一部分蒸汽排入大气，确保安全。汽轮机的前汽封中设有两个汽封抽汽口，高压段抽汽口直接和汽轮机排汽相连。低压段抽汽与后汽封抽汽接通，合并后被引入汽封换热器内，大部分蒸汽被冷却凝结成水。另一部分尚未被凝结的蒸汽，由汽封抽气器抽出经后冷却器排入大气。2、汽封系统汽轮机前后汽封均采用高、低齿密封结构，可有效阻止蒸汽沿轴向外漏。前汽封第一段漏汽腔室和后汽缸排汽相连。第二段漏汽后和后汽封漏汽相连合并后引入汽封换热器。3、疏水系统汽缸疏水、蒸汽管路疏水、调节阀杆疏水均引至集水管后排入地沟。（三）干气密封系统流程该气压机组采用天津鼎名有限公司的干气密封系统，它利用气压机上的密封腔及其有关接口，采用氮气作为密封介质，以达到密封的目的，其简单的流程为：0.4—0.6MPa的氮气经过3υm的过滤器和单向阀后分成四路：一路经FT1581后进入低压端的主密封腔内；一路注入低压端前置缓冲密封腔内；一路经FT1582后进入高压端的主密封腔内；最后一路注入高压端前置缓冲密封腔内。主密封气全进入密封端面随压缩机高速旋转在动静环间形成有效气膜，阻止机内工艺气体通过轴端向外泄露，起到润滑、冷却、密封端面作用。该气体一部分经前置缓冲密封腔进入机内，另一部分放空。前置缓冲气体的作用是为了阻止机内工艺气体污染主密封端面。在主密封与轴承之间的腔体内还设有一道净化风，用以防止润滑油污染密封端面。这道隔离气体的一部分经过梳齿密封后与从主密面泄露的少部分密封气体放空，另一部分经轴承箱的排气口放空。主密封气与前置缓冲气差压联锁：正常时大于0.2MPa,小于等于0.1MPa时低报，小于等于0.05MPa低低报并联锁停车。（四）润滑油-调节油系统该系统主要由油箱、两台卧式螺杆泵、一台双联管壳式油冷却器，一台双联的润滑油、调节油过滤器，调节阀组、高位油箱等组成。油箱内有电加热器，两台油泵互为备用。冷却器内油侧压力高于水侧压力，带不锈钢恒流转换阀。过滤器的过滤精度为10μm，带不锈钢恒流转换阀（六通）。1、从润滑油站来的润滑油经泵抽出，经过冷却器和过滤器后由调节阀组进入供油总管，在每个进油支管上均设有节流阀以保证润滑点需要的供油压力，再经各个进油支管进入轴承等各个润滑点。润滑油从轴承流出后，经过各个回油支管，在回油总管中汇集，而后返回油箱，在各个回油支管上均设有视窗，用以观察润滑油的流动情况。2、调节油从油过滤器后分出，向调节系统供油。该系统中还设有蓄能器用以稳定调节油压力。调节油从“P”接口进入速关组合装置。该装置包括基本模块、冗余模块和启动模块。第一路经手动停机阀2274和电磁阀2225进入停机卸荷阀2030，克服弹簧力使阀处于关闭状态。正常运行时，通向2030的速关油不泄油，速关油是由冗余模块内部管路引入的。第二路经调节油切换阀2050变为调节控制油，经冗余模块内部管路进入启动模块成为电液转换器供油。第三路通向速关阀在线试验阀1845以供速关阀活塞活动性试验。第四路进入冗余模块和启动模块，成为两个模块的高压油源。第五路从“G1”引出，以供危机保安装置使用，通常危机保安装置直接由高压油源供油，这时“G1”是被堵住的。（五）调节和保安系统调节系统的作用是在机组运行过程中，使机组的转速、功率、压力等按一定的规律变化，以适应机组负荷和工艺管网的要求。同时，为确保机组的安全运行，还设有保护装置，在调节系统失灵或发生其他事故时，能及时动作关闭速关阀和调节汽阀，迅速停机，避免事故扩大和造成设备的损坏。1、调节系统调节系统由调节汽阀、错油门、油动机、电液转换器、转速传感器（SI1563A、B）、转速控制器（调速器）SIC-1563组成。转速控制器SIC-1563同时接收二个转速传感器的汽轮机转速信号，并与转速给定值进行比较后输出执行信号（4-20mA电流），经电液转换器转换成二次油压（0.15-0.45MPa），二次油压通过油动机操纵调节汽阀。油动机和错油门油动机主要由错油门，油缸和反馈系统组成。油动机通过错油门将由调速器输出的二次油信号转换成油缸活塞的行程，并通过杠杆系统操纵调节汽阀的开度，使进入汽轮机的蒸汽流量与所要求的流量或功率相适应，油动机的错油门从二次油路中得到信号，并控制作为动力的压力油进入油缸活塞的上腔或下腔。调节汽阀调节阀自由悬挂在蒸汽室中的横梁上，横梁由二个拉杆和叉形接头与杠杆相连，杠杆由一只油动机驱动，该油动机固定在前轴承座上部。蒸汽室上部由上盖封闭，拉杆穿过蒸汽室盖，并由二只导向圈导向，这些导向圈同时也是阀杆的上下汽封圈，拉杆的端部各用一只压缩弹簧加载，因此，在汽轮机停机期间，压缩弹簧的弹簧力将横梁压到它的下限位置，由蒸汽压力将调节阀的锥形阀碟压在阀座上。工作时，由调速器输出的二次油使油动机将杠杆向下拉，拉杆则提起横梁，由于横梁中间隔衬套的高低不同，因此调节阀能够根据功率需要的变化，按规定的次序开启和关闭调节阀，控制必要的蒸汽流量，从而使它与要求的汽轮机功率相符。电液转换器它可以根据SIS系统来的4-20mA的电信号，把调节油切换阀2050来的高压油转换为0.15-0.45MPa的二次油压。二次油压从“C”接至错油门。2、保安系统保安装置是汽轮机调节和控制系统中的另一个重要组成部分，在汽轮机转速上升到机组额定转速的109～111%之间时，或因机组轴向位移过大时，均发出讯号使速关阀关闭，汽流切断，机组停机。速关阀速关阀装在调节汽阀之前，是蒸汽与汽轮机之间的主要切断装置。正常工作时，速关阀是全开的，发生紧急情况立即全关，切断蒸汽，使机组停车。启动速关阀步骤：1）建立启动油：顺时针旋转启动阀手轮1839，启动油通向速关阀活塞上腔，将活塞压向活塞盘。2）建立速关油：启动油压建立后，逆时针旋转速关油手轮1830，速关油与危机保安装置来的“G2”接口连通，速关油建立。3）开启速关阀：速关油建立后，再逆时针缓慢旋转1839手轮，使启动油与回油接通，启动油压下降，速关阀慢慢开启。如上图所示：启动油F通至活塞右端，活塞在油压作用下克服弹簧力被压向活塞盘，使活塞与活塞盘的密封面相接触，之后速关油通入活塞盘左侧，随着活塞盘后速关油压的建立，启动油压开始有控制的泄放，于是活塞和活塞盘如同一个整体构件在两侧油压差作用下持续向右移动，直至被试验活塞限位。由于阀杆右端是与活塞盘连接在一起，所以在活塞盘移动的同时，速关阀也就随之开启。速关油卸压后，在弹簧力作用下，活塞与活塞盘脱开，活塞盘左侧的速关油从T1排出，活塞盘连同阀杆阀碟即刻被推至关闭位置。试验部分由试验活塞、试验阀及压力表组成，试验阀是手动换向阀，通过操作试验阀使压力油经节流孔进入试验活塞右端腔室。由于试验活塞面积大于活塞面积，因此当试验油压P2大于某一值后，在油压力作用下试验活塞推动活塞，活塞盘，阀杆，阀碟同时向关闭方向移动，行程为H，这一行程不会影响机组的正常运行。所以试验可在包括额定工况在内的任意负荷下进行。危急遮断器扳动调节系统中的危机保安装置2210的手柄或者危及遮断器跳闸，以及轴向位移达到不允许值时，此时危机保安装置2210进油口被封闭，这时速关油和回油口接通，速关油排放到油箱，速关阀迅速关闭。同时，速关组合装置中调节油切换阀2050动作切断了调节油源，调节油排放到油箱，