離心壓縮機喘振起因及解決對策論文(2)
離心壓縮機論文篇3
淺談離心式壓縮機運行節(jié)能技術(shù)
摘要: 節(jié)能降耗,提質(zhì)增效,建設(shè)節(jié)約型社會,是我國重要的戰(zhàn)略任務(wù)。離心式壓縮機,在全國1008家重點用能企業(yè)中,是主要的耗能設(shè)備。針對其節(jié)能問題,引起企業(yè)的格外重視。對于電機拖動的離心式壓縮機,重點討論進口節(jié)流狀態(tài)下的節(jié)能問題。不論采用進口節(jié)流等流量調(diào)節(jié),還是進口節(jié)流等壓力調(diào)節(jié),目的都使其在最佳工況下,在高效率區(qū)運行。
關(guān)鍵詞: 進口節(jié)流調(diào)節(jié);性能曲線;最佳工況
隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展,離心式壓縮機,被廣泛應(yīng)用于化工、制冷、生物發(fā)酵等領(lǐng)域。作為重要的動力裝置,它主要用來輸送氣體和提高氣體介質(zhì)的壓力,同時,又是企業(yè)生產(chǎn)中主要的高耗能設(shè)備。
1 能源狀況與離心式壓縮機耗能分析
隨現(xiàn)代經(jīng)濟的快速發(fā)展,能源供應(yīng)日趨緊張。針對我國建設(shè)節(jié)約型社會的戰(zhàn)略方針,節(jié)能工作成為重中之重。有統(tǒng)計分析,發(fā)電行業(yè)有17%,工業(yè)生產(chǎn)有25%的節(jié)能空間。節(jié)能是必然的選擇,且潛力巨大,任重道遠。
離心式壓縮機,其原動機配置有電動機、汽輪機或燃氣輪機。對于熱電聯(lián)產(chǎn)企業(yè),可采用蒸汽余壓汽輪機拖動;而大部分企業(yè),正在使用的大型離心空壓機、離心冷水機組等,電動機是主要的拖動裝置。隨著電動機變頻技術(shù)的發(fā)展,一些中小型離心壓縮式機械,采用了變頻調(diào)速系統(tǒng),通過轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié),達到節(jié)能目的。而較大型的離心壓縮機,很多采用6000v或10000v的高壓電機,其高壓變頻節(jié)能技術(shù),還有待逐步改造?，F(xiàn)實情況下,離心式壓縮機作為規(guī)模化生產(chǎn)的重點耗能設(shè)備,通過精心操作,合理調(diào)節(jié),找準(zhǔn)節(jié)能點,挖潛降耗空間。當(dāng)然節(jié)能是相對的,是以滿足生產(chǎn)為前提,是以安全運轉(zhuǎn)為基礎(chǔ)。
2 離心式壓縮機的特征與性能
離心式壓縮機是一種葉片旋轉(zhuǎn)式機械,通過葉片的高速旋轉(zhuǎn),來提高氣體介質(zhì)的速度能和壓力能,通過擴壓器等通流元件,使速度能進一步轉(zhuǎn)化為壓力能,進而輸送氣體和提高氣體介質(zhì)壓力,滿足不同的生產(chǎn)需求。因排氣量大、運轉(zhuǎn)可靠、對介質(zhì)無污染,得到廣泛的發(fā)展應(yīng)用。
一臺離心式壓縮機,在與管路系統(tǒng)聯(lián)合工作時,運行工況常常發(fā)生變化,針對不同工況下壓縮機的性能,常用一些性能參數(shù)和性能曲線進行表征。電機驅(qū)動轉(zhuǎn)速一定的離心壓縮機主要性能參數(shù):流量Q、壓比ε或排氣壓力P、功率N、效率η,各參數(shù)之間的變化關(guān)系,常用下列曲線表示:
1)流量Q與壓比ε的關(guān)系曲線;
2)流量Q與功率N的關(guān)系曲線;
3)流量Q與效率η的關(guān)系曲線。
根據(jù)性能曲線分析如下:1)離心式壓縮機流量在Qmin與Qmax之間,為穩(wěn)定工況區(qū)。流量小于Qmin時,稱為喘振工況(1),流量大于Qmax為堵塞工況(2)。Qmax/Qmin稱為壓縮機穩(wěn)定工況系數(shù),該值越大,壓縮機穩(wěn)定工況區(qū)就越寬。2)壓縮機最佳工況范圍,在最大效率ηmax附近。
3 離心式壓縮機的運行調(diào)節(jié)
根據(jù)生產(chǎn)工藝的變動,離心式壓縮機運行中,往往對被工作的氣體介質(zhì),進行壓力或流量的調(diào)節(jié)。即系統(tǒng)特性曲線變化時,改變壓縮機的性能曲線,使其在新工況點工作,稱為“調(diào)節(jié)”。通過調(diào)節(jié),來滿足生產(chǎn);通過調(diào)節(jié),壓縮機盡可能經(jīng)濟運行。在安全平穩(wěn)供應(yīng)前提下,節(jié)能成為可能。
進口節(jié)流調(diào)節(jié),出口節(jié)流調(diào)節(jié),入口導(dǎo)葉調(diào)節(jié),變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)等,是離心式壓縮機常見的調(diào)節(jié)方式。像約克大型離心冷水機組,就采用進口可轉(zhuǎn)動的導(dǎo)流葉片,根據(jù)熱負荷自動調(diào)節(jié)。以沈陽鼓風(fēng)機廠D450大型離心壓縮機為例,依據(jù)設(shè)計規(guī)定和日常操作經(jīng)驗,進行效率分析。D450離心式壓縮機,是高壓電機拖動的恒轉(zhuǎn)速裝置。它采用進口電動閥節(jié)流調(diào)節(jié),并通過微機進行操作和在線監(jiān)控。
1)該機穩(wěn)定運行工況范圍: A D
入口流量Q 約: 22000m3/h
相應(yīng)功率N約: 1340KW
2)非穩(wěn)定工況區(qū):
當(dāng)Q小于A點流量時,進入喘振工況;
當(dāng)Q大于D點流量時,進入堵塞工況;
此兩區(qū)是不穩(wěn)定運行狀態(tài),對設(shè)備使用壽命有直接影響。
3)實際運行中,該機進口節(jié)流調(diào)節(jié)有兩種形式:
?、?進口節(jié)流等流量調(diào)節(jié)。此時,進口和防喘電動閥處于自動控制。通過改變管網(wǎng)系統(tǒng)的壓力,標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)(3)下入口流量Q始終保持約23000Nm/h,該值是壓縮機最高效率點。是日常操作和調(diào)節(jié)控制的首選,從節(jié)能和延長設(shè)備使用壽命上,是最佳的運行狀態(tài)。
?、?進口節(jié)流等壓力調(diào)節(jié)。此時,進口電動閥處于手動調(diào)節(jié),防喘振閥在自動位置。當(dāng)和其它壓縮機并網(wǎng)運行時,為了控制壓力,手動調(diào)節(jié)進口閥,通過流量的變化,保證系統(tǒng)壓力。根據(jù)操作經(jīng)驗,再結(jié)合以上性能曲線,比較分析:在功率曲線上,標(biāo)出A、B、C、D四點,并分成3個相應(yīng)區(qū)域。
由上可知:第3區(qū),功率變化50KW,流量變化2400m3/h。對10KV的高壓電機,功率變化50KW,其電流變化約3A左右。即流量變化800m3/h,電流才有1A變化,對于等壓力下的流量增減,效果最為顯著。因此,入口流量控制在24000m3/h~27000m3/h
之間,換算到標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài),約21500Nm3/h~24000Nm3/h,對于進口節(jié)流等壓力下的流量調(diào)節(jié),是效能最高區(qū),是經(jīng)濟控制的合理區(qū)段。
4 經(jīng)濟運行,合理調(diào)節(jié),是離心式壓縮機節(jié)能的重要舉措
經(jīng)濟運行,合理調(diào)節(jié),結(jié)合離心式壓縮機的性能特點,概括為兩點:1)當(dāng)用量穩(wěn)定時,采用進口節(jié)流等流量下的壓力調(diào)節(jié),流量保持在最高效率點。2)當(dāng)用量較大時,采用進口節(jié)流等壓力下的流量調(diào)節(jié),流量控制在最佳工況區(qū)。
當(dāng)然,節(jié)能是一項全面工作,降耗是一項系統(tǒng)工程。它需要全體員工,時時刻刻落實到具體的工作中。
1)合理安排生產(chǎn),使離心式壓縮機產(chǎn)能量與生產(chǎn)需求相匹配。2)提高操作人員的積極性和工作責(zé)任心。3)“機、電、儀、管、操”人員加強巡檢,確保運行中的狀態(tài)監(jiān)控。4)運行人員熟悉設(shè)備性能,了解工藝特點,根據(jù)生產(chǎn)變化,及時精心調(diào)節(jié)。5)做好設(shè)備維護,延長配件使用壽命,降低維修費用。
5 離心式壓縮機的節(jié)能研究與技術(shù)展望
離心式壓縮機,在我國,從設(shè)計到廣泛使用,只有六、七十年的時間。前期由于技術(shù)水平有限,只用于大流量、低壓力的空氣壓縮。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,特別是干氣密封、氣體軸承、數(shù)字直接控制系統(tǒng)的應(yīng)用,離心式壓縮機在性能控制、防喘控制和運行監(jiān)控方面,都將有很大的提高,。其節(jié)能技術(shù)更加成熟,性能更加平穩(wěn)可靠。
高效率、高參數(shù)、高自動化,是今后離心式壓縮機發(fā)展的必然趨勢。
注釋:
(1)喘振工況:是指在一定轉(zhuǎn)速下,離心壓縮機入口流量減小到一定值時,氣流出現(xiàn)脈動,且振動加劇,并拌有“吼叫”聲,嚴重的有可能氣體倒流,軸承振壞。這種現(xiàn)象通稱為喘振工況。它是離心壓縮機固有特性。
(2)堵塞工況:當(dāng)轉(zhuǎn)速一定時,離心式壓縮機入口流量增大到一定值,流動損失增加,再者葉道喉部某個截面出現(xiàn)聲速,進一步加大流量成為不可能,這時的工況稱為堵塞工況。
離心壓縮機論文篇4
試談離心式壓縮機安裝工藝
前言
科技時代的進步不斷推動現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，尤其近幾年我國石化等工業(yè)發(fā)展迅速，科技水平也已經(jīng)處于世界前列。隨著百萬噸級大乙烯、千萬噸級大煉油、大型煤制烴、甲醇工程以及鋼鐵、火力發(fā)電等工程的建設(shè)，大型空分裝置的市場需求會越來越大。作為空分裝置核心之一的離心式壓縮機的布置和配管的作用顯得更為重要。
一、壓縮機基礎(chǔ)放線及處理要點
首先，根據(jù)土建軸線標(biāo)記，按圖紙要求，劃出壓縮機機體中心線、電機中心線、進出口管中心線，同樣劃出潤滑油系統(tǒng)和密封水系統(tǒng)的中心線;其次根據(jù)基礎(chǔ)上紅三角標(biāo)高標(biāo)志，設(shè)定各安裝標(biāo)高。標(biāo)高由水準(zhǔn)儀標(biāo)定;再次鏟削20～30mm基礎(chǔ)疏松表面，露出硬質(zhì)混凝土層以放置臨時墊鐵;最后清除基礎(chǔ)表面油污，地腳螺栓孔內(nèi)雜物和積水清除干凈;另外在壓縮機的就位、初平過程中也要注意，由于現(xiàn)場條件所限，吊裝半徑超過16m，因此選用160t液壓汽車吊吊運C-115主機，還要對照基礎(chǔ)中心線，使主機處于中心位置，放下主機，調(diào)整臨時墊鐵，完成初平。
此外，在地腳螺栓灌漿的過程中，也要注意先將地腳螺栓預(yù)留孔24h充水，保持孔壁濕潤。用無收縮水泥配制砂漿，砂子和水都不應(yīng)含有雜質(zhì)，如塵土、臟物、鹽和有機物。攪拌機攪拌，不得用手攪拌。徹底除去孔底積水，確認孔內(nèi)無異物。向孔內(nèi)倒砂漿，邊倒邊攪動，確保地腳螺栓垂直，灌到高度比混凝土面低20到30mm時停止。固化72h，這期間不得從事砂漿底座拍制和壓縮機安裝工作。
二、離心式壓縮機安裝工藝
1、安裝準(zhǔn)備工作
開箱驗收需要嚴格遵循相關(guān)規(guī)定進行,首先建設(shè)單位負責(zé)組織開箱驗收活動,驗收人員的組成包括監(jiān)理單位、施工單位、制造廠家等相關(guān)專業(yè)人員,驗收合格后,各個人員簽字確認后,最后由施工單位管理及保存,其中的精密零件需要根據(jù)技術(shù)文件的各項規(guī)定,分門別類的妥善保管至庫房內(nèi)的貨架上。交接驗收工作是在設(shè)備安裝前進行的基礎(chǔ)準(zhǔn)備,包括辦理基礎(chǔ)交接證書、土建施工單位出示基礎(chǔ)合格證明及中心線、標(biāo)高、外形規(guī)格的測量資料。如果設(shè)計中存在其他要求,施工單位還需要提供基礎(chǔ)沉降觀測點的具體位置及沉降觀測記錄。并標(biāo)識出基礎(chǔ)的中心線、標(biāo)高、沉降觀測點等,安裝施工單位需要復(fù)核。
2、安裝墊鐵與地腳螺栓
一般情況下,技術(shù)文件中不存在特別的要求時,需要遵循相關(guān)規(guī)范進行墊鐵的布置工作。墊鐵組需要放置于機組底座立筋及在垂直方向中心線上負荷較為集中位置并盡量靠近地腳螺栓。在布置數(shù)量上,一般地腳螺栓的兩側(cè)均需要放置墊鐵組。兩墊鐵組之間的距離需要分析各項因素,包括機器重量、底座結(jié)構(gòu)、負荷情況等,綜合把握。如果其屬于不帶錨板的類型,且每個地腳螺栓之間的距離不超過0.3m,則可以僅在地腳螺栓的一側(cè)設(shè)置墊鐵組。使用機器安裝墊鐵組是需要檢查安裝質(zhì)量,選擇規(guī)格為0.25kg的手錘,適當(dāng)力度的敲擊墊鐵,應(yīng)沒有松動現(xiàn)象,并使用用0.05mm塞尺檢査墊鐵的層間,再其同一斷面位置,將塞尺從墊鐵的兩側(cè)塞入,其深度的總和需要保持在墊鐵邊長(寬)1/4以內(nèi),檢驗合格后,再把墊鐵兩側(cè)層間采用點焊的方式進行固定。
3、聯(lián)軸器找正準(zhǔn)備工作技術(shù)要點
壓縮機是以箱殼已安裝且?guī)o葉輪軸的形式船運的，除去工藝氣接觸面以外內(nèi)部件上都涂有防銹劑，聯(lián)軸節(jié)找正前，去掉防銹油重新組裝。
徹底除去涂在軸承上、軸承座內(nèi)、軸支承內(nèi)件的防銹油。洗掉潤滑油供油孔和排放孔內(nèi)的防銹油，確認軸承和軸表面無裂痕。用壓縮氣體吹去軸承上異物，根據(jù)標(biāo)記把葉輪側(cè)下端向心軸承安裝到軸上。調(diào)節(jié)軸水平度直到下端向心式軸承、推力軸承和殼體配合面間隙為0.2～0.5mm。按旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)動下端向心軸承和推力軸承，把機油注入下軸承，安裝軸承。確認配合標(biāo)記，手動轉(zhuǎn)軸應(yīng)無異常聲音。
機械密封端面狀況極為重要，固體顆粒的存在會導(dǎo)致泄漏，因此在安裝有墊片的表面應(yīng)徹底清除灰塵、刮屑、砂子等物。當(dāng)機封粘有異物時，要用軟布或紙予以清除，或用干凈的、不與橡膠類材料作用的酒精等溶劑洗凈。在搬運、存放密封件過程中，需特別小心以防受損。
檢查軸的外表和葉輪內(nèi)表面上有無裂紋，確認各個鍵的裝配標(biāo)記，將其裝入軸上。用蒸汽加熱葉輪，溫度到120～150℃，葉輪與軸的溫差為100℃左右。確認葉輪裝配標(biāo)記，在很短時間內(nèi)把葉輪固定在軸上。緊好葉輪螺母，用壓縮空氣均勻冷卻葉輪。溫度正常后徹底擰緊葉輪，安裝定位螺釘。
在裝好軸、機械密封和葉輪后，最后安裝吸氣殼。用螺栓將掛鉤連接到進氣殼體上，將四個導(dǎo)向螺栓、四個雙頭螺栓固定到壓縮機殼體上，吊起進氣殼體，并在其上安裝“O”形圈，不要在“O”形圈表面涂凡士林。把進氣殼體裝到壓縮機殼體上，擰緊四個雙頭螺栓，到配合完全接觸為止。拆除導(dǎo)向螺栓，擰緊進氣殼體的所有雙頭螺栓。
4、機組聯(lián)軸器對中找同軸度及基礎(chǔ)二次灌漿
首先對聯(lián)軸器外觀進行檢查,確認其不存在毛刺、裂紋等問題,在使用千分表檢查其徑向與端面跳動偏差,確認其符合相關(guān)規(guī)定。當(dāng)直徑在100mm以內(nèi)時,徑向跳動及端面跳動均保持在0.01mm以內(nèi)。上述工作結(jié)束后,即可以進行基礎(chǔ)二次灌漿。二次灌漿工作需要在24h內(nèi)全部完畢。該項造作隱蔽工程,因此需要先經(jīng)過監(jiān)理檢査,確認合格后才能施工。二次灌漿前,先將基礎(chǔ)表面油污徹底清除,保持一定的濕度超過12h。灌漿時環(huán)境溫度需要超過5℃以上,如果溫度達不到要求,則砂漿應(yīng)使用溫度在60℃以內(nèi)的溫水?dāng)嚢杈鶆?并添加適量的早強劑,清除表面積水后進行二次灌漿,厚度保持在40～70mm。該操作須需要安裝單位的人員互相配合下實施,并全部一次完成。如果選擇無收縮或微膨脹混凝土作為灌漿材料,則要求其標(biāo)號超過250號,且高于基礎(chǔ)混凝土一個標(biāo)號,使用前需要進行配比試驗,保障施工質(zhì)量。
5、空氣管道的布置
當(dāng)壓縮機布置在廠房內(nèi)時，其入口總管通常設(shè)置在廠房外側(cè)，這樣既可節(jié)約廠房占地面積，又便安裝和維修。壓縮機入口不宜直接彎頭，其最短直管段宜為公稱直徑DN的3~5倍。壓縮機出口管道不宜直接彎頭，其最短直管段宜為公稱直徑DN的3~5倍。原則上各段入口均應(yīng)采取氣液分離措施。為防止異、雜物進入壓縮機，應(yīng)在靠近入口的管道上設(shè)置一段可拆卸的短管，以便安裝臨時粗濾器。出口管道不宜直接彎頭，其最短直管段宜為公稱直徑DN的3~5倍;出口至分離罐的管道應(yīng)布置成“無袋形”;管道布置應(yīng)利于支架設(shè)計;應(yīng)注意噪聲水平，必要時采取降噪聲的措施;壓縮機出入口的切斷閥應(yīng)布置在操作面上，必要時增加閥門伸長桿。出口管與工藝系統(tǒng)相接時，應(yīng)在切斷閥前設(shè)置止回閥。閥門的位置不得影響壓縮機的操作和維修。安全閥應(yīng)布置在便于調(diào)整的位置。
6、蒸汽管道的布置
當(dāng)采用汽輪機驅(qū)動離心式壓縮機時，空分裝置通常選用高壓蒸汽作為汽輪機的動力源，這樣高壓蒸汽管道的布置是設(shè)計工作的重中之重。由于高壓蒸汽管道的溫度較高，且包含安裝、吹掃打靶、操作等多種復(fù)雜組合的工況，再加上汽輪機主進汽口對力、熱位移等極其敏感，故在管道布置設(shè)計時需特別注意。通常采用管道自然補償、彈簧支吊架相結(jié)合的方式，盡量減小高壓蒸汽管道在汽輪機主進汽口處的力、熱位移，以滿足汽輪機主進汽口的安全允許使用。
結(jié)束語
離心式壓縮機即為其中的一種,其在化工企業(yè)中有著極為重要的作用。由于其工作原理的特殊性,在進行安裝是嚴格把握施工質(zhì)量,并達到一定的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)才能保障其正常運轉(zhuǎn)并發(fā)揮出最大的效率,延長使用壽命。
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