离心式压缩机的结构和工作原理省名师优质课获奖课件市赛课一等奖课件.ppt
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1、离心式压缩机结构和工作原理第1页11 压缩机机壳是水平剖分式。主要是由定子(机壳、隔板、轴承和密封等)和转子(轴、叶轮、隔套、平衡盘、联轴器)组成。隔板组装固定于气缸之内,有进气隔板,中间隔板和排气隔板之分。由气缸和隔板组成定子需满足以下要求:要有足够刚度,以免在长久使用中产生变形;要有足够强度,以承受气体介质压力;中分面及出入口法兰结合面,要有可靠密封性能。以免介质泄漏。1压缩机结构第2页12 转子:转子是压缩机关键组件,它经过旋转对气体介质作功,使气体取得压力能和速度能。转子在稳定工况下,轴向力由高压端指向低压端。转子在轴向力作用下,沿轴向力方向产生轴向位移。就会使轴与轴瓦间产生相对滑动,
2、可能将轴瓦或轴颈拉伤。更严重是可能会造成转子与定子摩擦,碰撞等恶性事故。所以要采取有效办法给予平衡,来提升机器可靠性。1压缩机结构第3页13 平衡盘:轴向力平衡普通采取两种方式:(1)叶轮对置排列 多级叶轮产生轴向力等于每级叶轮轴向力之和。这么产生轴向力就非常大,假如多级叶轮采取对置排列,入口相反叶轮,产生一个相反轴向力,得到相互平衡,1压缩机结构第4页(2)设置平衡盘 平衡盘是多级离心式压缩机惯用轴向力平衡盘装置。多装在高压侧,外缘与气缸间设有迷宫密封,从而使高压侧与压缩机入口连接低压侧保持一定压差,该压差轴向力其方向与叶轮产生轴向力相反。转子轴向力平衡目标,主要是降低轴向推力,减轻止推轴承
3、负荷。普通轴向力70应经过平衡盘办法消除,剩下30有止推轴承负担。1压缩机结构第5页14 止推轴承:离心压缩机在正常工作时,轴向推力总是指向低压侧(入口侧),该轴向力主要由平衡盘(或平衡鼓)来平衡,承受残余轴向力由止推块负担称为主止推力轴承。但在开启时因为气流冲击作用,则往往产生一个反方向轴向推力,使转子向高压侧窜动;为了预防转子向高压侧窜动,采取止推轴承,在主止推力轴承对面增设止推块,这种承受开启时轴向推力一面称为副止推盘。止推轴承安装在压机入口侧轴端推力盘两侧,吸收没有完全被平衡盘平衡掉剩下轴向推力。1压缩机结构第6页15 工作原理:压缩机轴带动其各级叶轮做高速旋转。把从轴向进入叶轮气体高
4、速甩出叶轮。气体进入流通面积逐步扩大扩压器中使流速快速下降,压力逐步升高,然后再进入下一级叶轮。一样被提升一次压力,这么把气体逐步压缩。1压缩机结构第7页21 汽轮机是将蒸汽热能转换成机械能旋转式动力机械。NG型背压式汽轮机主要结构分为:前支座前座架、前轴承座、径向轴承、推力轴承;后支座后座架、后轴承座、径向轴承;危急保安装置;手动盘车装置;汽缸外缸导叶持环;转子危急遮断器、棘轮、动叶盘、联轴器、叶轮;调整器阀;速关阀;驱动组合;轴封2.汽轮机结构与原理第8页22 径向轴承 转子经过径向轴承支持在轴承座上,所以也称为支撑轴承。径向轴承作用是承受着转子在开启增速,稳定运行及停车降速时所产生全部静
5、负荷和动负荷(包含可能出现震动)同时还要保持转子中心与汽缸、汽封、导叶持环等设计间隙。径向轴承有三块或多块内表面浇有巴氏合金瓦块,瓦块沿轴颈外圆周均匀分布,瓦块在结构上能自由摆动。通常把两块以上巴氏合金瓦块径向轴承叫多油楔轴承。23 速关阀 速关阀是蒸汽管道和汽轮机之间紧急关闭阀,俗称“主汽门”,能够确保汽轮机运行中出现故障时,能在很短时间内切断进汽。并与危急保安装置联动,对转子发生超速和过量轴位移自动作出最快停机反应。2.汽轮机结构与原理第9页24 调整汽阀:调整汽阀用来调整进入汽轮机蒸汽流量,使其与气压机负荷相适应。25 危急保安器:在汽轮机转速超出极限(额定转速110)危急保安器能自动脱
6、扣,泄掉速关油压,快速关闭主汽门,预防超速飞车。26 工作原理:汽轮机是蒸汽来作功旋转式原动机,将新蒸汽压力能、热能转变成汽轮机转子旋转机械功,它需要两次能量转换。即蒸汽流过汽轮机喷嘴时,将热能换成蒸汽高速流动动能,高速流过工作叶片时,将流动动能转变成汽轮机转子旋转机械功,使汽轮机转动起来。2.汽轮机结构与原理第10页 离心式压缩机密封第11页21 密封作用与形式密封就是保留转子与定子间有适当间隙前提下,防止压缩机级间和轴端泄露有效办法。依据压缩机工作温度、压力和气体介质有没有公害等条件,则密封能够选择不一样结构形式,并通称为密封装置。密封装置按照结构特点可分为抽气式、迷宫式、浮环式、机械式和
7、螺旋式等各种形式。22 迷宫密封结构与原理迷宫密封是离心式压缩机级间和轴端最基本密封形式。依据结构特点不一样,可分为平滑式、波折式、阶梯式和蜂窝式四种类型。当气体流过密封齿与轴表面组成间隙时,气流受到一次截流作用,气流压力和温度下降,离心式压缩机密封第12页而流速增加,经过间隙后,是两密封齿形成较大空腔,气体容积增加,速度下降,形成涡流。气体每经过一次间隙和随即较大空腔,气流就受到一次节流和扩容作用。伴随流经间隙和空腔数量增加,气体流速和压降越来越大,从而实现了气体密封。23 蒸汽阻塞 密封对于不允许外漏气体轴端密封,有时采取蒸汽阻塞密封,即在轴端密封腔室注入压力略高于介质压力蒸汽封住介质,向
8、外漏出蒸汽及少许气体由外接抽汽器经过接管抽走,抽出气体放大气。24 抽气密封:抽气密封常同迷宫密封联合使用,把迷宫密封漏出少许介质,用一根管子接到抽气器,用动力把抽气器中介质抽出,放入大气或其它地方。离心式压缩机密封第13页2.5 浮环密封:浮环密封亦称浮环油膜密封,是液体密封一个。普通由内浮环、外浮环、弹簧、密封圈和防转销等元件组成。在运行过程中,浮环在油膜压力作用下,呈浮动状态。离心式压缩机密封第14页气压机润滑油系统第15页气压机润滑油系统第16页v滑油站 油站包含油箱、油泵、油冷却器、油过滤器、调压阀、止回阀、截止阀、离心澄清器和气液分离器(按需要而设置)及连接管路组成。全部组件共用一
9、个底座,组成一个整体供油装置。油箱油经过泵入口过滤器,由润滑油泵加压,再经油冷却器、油过滤器、调压阀(调整工作所需油压),提供清洁润滑油供系统使用。油箱 油箱采取以下调整和安全系统 液位计;低液位油报警开关;就地温度计。油箱普通设有加热器,加热油温普通控制在3545左右,油箱 还带有充油过滤、排油、及放空连接设施。气压机润滑油系统第17页v油泵 在系统中使用两个相同容量和压力油泵(汽机:三螺杆泵;压机:离心泵)供给压缩机和汽轮机需用油,两泵为电机驱动,一个是主油泵,一个是辅助油泵,在正常工作时普通开启一个泵,每一个泵都满足整个系统油容量。即使是辅泵在工作中都能连续工作。辅泵是由压力报警开关自动
10、起动进行调整压力和补充油量。泵吸入管线上装有过滤器,它排出管线上装有止回阀及截止阀,两个泵排出管线合接一根管进入油冷却器。气压机润滑油系统第18页v油冷却器系统中采取两组油冷却器并联,一个工作另一个备用。它们之间进出口分别用两个三通阀联接,并用一旁通管线把它们连接起来以及接一回油管线至油箱,使其之间压力相等,和保持热油流动有利于切换操作。在设备正常运行时进行清洗冷却器和充油,其过程以下:检验是否打开旁通阀;稍微打开备用冷油器排空阀,检验冷却器是否充满油;转动三通阀控制杆,使油流向备用冷却器;关闭旁通阀和打开排泄阀直到冷却器内排泄洁净。然后拧上排泄塞子,拆卸并清洗脏冷却器;打开旁通阀,把油充进清
11、洁冷却器内,使油很快在冷却器内正常流动。气压机润滑油系统第19页v油过滤器油过滤器是由两个并列组合而成。每一个过滤器进出口分别用两个三通阀一个整体,在工作时冷却油流入其中一个过滤器。每个过滤器能过滤油系统供给全部油,而另一个是作为备用,在进行清洗、检验和维修时,不至于影响油流动或者造成停车。油过滤器过滤精度为10u,测量过滤器压差用以下仪表:v压差计压差变送器当压差超出1.5千克力时,仪表发出报警,说明滤芯堵塞严重须更换滤芯。过滤器直接将油过滤清洁后提供设备使用。过滤器切换方法与前述冷却器切换方法相同。气压机润滑油系统第20页v油站连接管路在油泵出口至油冷却器进口并联管中安装有调整阀用以调整所
12、需油量和初始油压,管线中设有压力表、温度计来观察进入油冷却器冷却效果及监控给油温度,上述管线中阀门及油管为不锈钢材质,经酸洗后接入设备。由油过滤器出口至给油管线中设有调整阀,用以调整供给压缩机和原动机油压,油过滤器进出管线上装有压差计或压差变送器以观察过滤器清洁度,一旦压差过高即发出报警,方便及时切换清扫和更换滤芯。油过滤后至给油口管线中阀门及油管均为不锈钢材质,经清洗后接入设备中。气压机润滑油系统第21页v高位油箱在两个油泵事故停车时,因为转子转动惯性很大,机器要经过一段时间后才能完全停下来。所以要用足够油量来供给轴承润滑,这些油在压缩机工作时储存在高位油箱内,它高度从压缩机中心线到油箱底部
13、距离在6米以上。在润滑油系统工作前,高位油箱中油必须充满油箱,详细做法是当油泵开启后,打开到高位油箱入口阀门,直到观察到油经过检视计返回油箱时为止。然后马上关上入口阀,泵在正常运转。在工作期间,靠经过孔板油量来维持高位油箱正常液位及温度。一旦主油管线油压降低止回阀就自动打开,让高位油箱油补充润滑油管线上油压,因而确保轴承润滑。气压机润滑油系统第22页在某种情况下,可能高位油箱下孔板失灵,或者其它原因,高位油箱油量不足,为预防这种现象发生,在高位油箱上安装一低液位报警器。高位油箱下进油阀件组应安装在便于操作适当地方。v润滑油管线从过滤器出来油直接进入主油管线,主油管线油压是靠压力控制阀维持在0.
14、2-0.25MPa。在每一个轴承进油管上装上一个流量调整阀,以控制到轴承润滑油压力,而这个压力在0.130.25MPa。检视计和就地仪表安装在离开每个润滑点油出口管线上。全部油出口管线分别接在主回油管线上,把油送回到油箱。气压机润滑油系统第23页v到轴承润滑油压校正:到轴承润滑油压是靠装在每个进油管线上流量调整器来调整,到支撑轴承去油压大约给定0.91.3MPa,到推力轴承去油压我们大约给定0.250.5MPa,当轴承排油温度和入口温度之差大于20时上面所要求数值将要加大。用流量计方法检验经过轴承调整油量。在操作时用油泵安全阀作调整,此时打开旁通阀。注视管线上压力计,调整管线上阀门控制所需要压
15、力,慢慢地关上旁通阀,当完全关闭旁通阀时,几乎在同一时间内,调整好控制阀使主油管线到达所要求压力。气压机润滑油系统第24页当关闭控制阀截止阀时,控制阀也失灵了,此时要靠装在并联管线上旁通阀用手调整油压。当主油管线上油压降到开关整定值(大约1.5MPa)时,辅泵开启。此时到支撑轴承润滑油压约0.50.6MPa。v蓄能器作为提供瞬时调整油用蓄能在汽轮机调整器进油管路上装上一定容量压液蓄能器,它首先预防在主油泵失灵时把低压油输送到调整器,而且能用足够压力来确保辅泵开启期间调整器所需油量;另首先能提供调整器瞬时调整油。气压机润滑油系统第25页控制系统说明第26页v 4.1该部分主要包含:参数测量、调整
16、控制系统、安全保护系统参数测量:参数测量指被压缩介质温度、压力、流量等工艺参数,以上参数信号均引至PLC控制盘后传送到操作台上CRT进行显示。调整控制系统:该系统包含转速调整、防喘振控制调整、气液分离器液位调整等。转速调整:它是经过压缩机进气压力进行调整。压力变送器将压力信号转换成电信号后送至DCS系统,再经过PLC控制盘手操器送至电-液转换器,由调整汽门调整,从而到达转速调整目标。控制系统说明第27页防喘振控制调整:压缩机防喘振控制是由压缩机进口压力、出口压力、进气流量三个参数控制。这三个参数进入PLC内部进行运算后,输出4-20mA至放火炬进行调整。气液分离器液位调整:气液分离器上设有液位
17、调整。液位调整器将测量液位信号送至PLC,再由PLC输出信号调整排液控制阀开度到达液位调整目标。控制系统说明第28页安全保护系统:开车条件:(以下条件全部满足,压缩机方可运行)进口阀开50%防喘振控制阀全开 出口阀全关 润滑油压力到达0.245MPa 润滑油温度35 高位油箱液位正常1640mm(对油箱零位)防逆流保护:为预防逆流,在压缩机出口放置了止回阀,一旦停机出口阀将关闭,该阀将能够预防高压气回流到压缩机,造成转子反转。控制系统说明第29页轴振动:轴振动采取非接触式3500系列监控系统,轴振动信号引至PLC控制盘后再送至CRT显示、报警、联锁。设定值为:轴振动值 83m 报警 轴振动值
18、123m 停机轴位移:轴位移采取非接触式3500系列监控系统。轴位移信号引至PLC控制盘后再送至CRT显示、报警、联锁。设定值为:压缩机轴位移 0.5mm 报警 压缩机轴位移 0.7mm 停机 汽轮机轴位移 0.56mm 报警 汽轮机轴位移 0.8mm 停机控制系统说明第30页单试汽轮机第31页 一、试车目标:经过试车,考查机汽轮机运转工况是否正常可靠,其中主要内容见下述:润滑油系统运转情况是否正常;蒸汽阻塞密封系统运转情况是否正常;调速控制性能是否正常;机组各部轴瓦温度及振动情况;机组各项联锁自保是否准确、灵敏;机组各监视仪表是否灵活好用。单试汽轮机第32页 二、试车准备条件1.系统条件:水
19、 新鲜水 0.5MPa 循环水 0.3MPa 电 控制盘电源 220V 动力电源 380V 汽 中压蒸汽 3.5MPa 380 低压蒸汽 1.0MPa 250 油 润滑油箱液位正常,润滑油系统调试正常。风 仪表风 0.4-0.6MPa 氮气 0.8MPa单试汽轮机第33页2.检验内容:(1)蒸汽管线及法兰无泄漏,各法兰螺栓紧固齐全。(2)机组机体上螺栓及地脚螺栓紧固。(3)各安全阀齐全好用。(4)机组仪表安装完成经调校合格。(5)机组周围环境卫生良好。(6)消防器材、试车工具齐全好用。单试汽轮机第34页三、润滑油系统试运1、检验和准备工作 (1)检验本系统管线及各连接处已安装好。(2)检验本系
20、统各仪表齐全好用。(3)将润滑油主、备泵联轴节拆除进行电机试运2-4小时,同时检验转向,合格后恢复。(4)确认油箱已按要求加入润滑油(TSA46透平油),且油箱液位正常,依据需要,开加热器提升油温。(5)检验确认主备泵入口过滤网、润滑油、控制油、过滤器安装完成。(6)检验确认冷却器已正常投用。(7)蓄能器已按要求用N2预先充压到达要求值,并检验无泄漏。(8)改好润滑油系统流程。单试汽轮机第35页应关闭阀:a、油系统高点、低点放空阀。b、高位油罐装油阀及其付线阀。c、蓄能器进油阀。d、油冷器、过滤器入口灌注线阀及付线阀。应全开阀:a、主、备泵出、入口阀。b、控制阀上、下游阀稍开及付线阀。c、冷却
21、器上、下水阀。d、各压力表、变送器、液位计及各测量开关手伐。(9)冷却器及过滤器阀位应处于一边位置,禁止处于中间位置。(10)盘车检验主、备泵有没有偏重、卡涩现象。单试汽轮机第36页2、开启润滑油系统建立循环:(1)对系统进行全方面检验,确认系统到达启泵条件。(2)打开泵出入口阀进行灌泵。(3)开启主油泵。(4)全开冷却器、过滤器高点放空阀及入口灌注伐,向冷却器、过滤器装油,从回油看窗观察有恒定油流经过时,关闭各放空伐及灌注伐,并使备用冷却器、过滤器正常备用。(5)向高位罐装油时,注意总管压力0.25MPa,当从溢流看窗看到油流时关 (6)在建立循环同时,应检验法兰及各连接部位有没有泄漏,对泄
22、漏部位及时处理,必要时可停泵。(7)如系统正常,主、备泵可交替运转,观察机泵各部位运转情况,逐步打通正常流程。单试汽轮机第37页3.润滑油系统压力调整:(1)调整背压控制阀,控制集合管总管压力1.0MPa。(2)调整减压控制阀,控制润滑油总管压力0.3MPa。(3)油泵平行运行试验。在主泵运行时,人为开启备用泵并运行5分钟,检验运行工况。此时需要严密监视泵体发烧情况。4 检验和确认:(1)泵出口压力约1.0MPa。(2)控制背压蒸汽总管压力为1.0MPa。(3)润滑油总管压力为0.25MPa。(4)去径向轴承压力为0.09-0.13MPa。(5)去止推轴承压力为0.09-0.13MPa。单试汽
23、轮机第38页 (6)经过轴承回油线看窗,检验油流量是否正常。(7)检验润滑油过滤器压差0.15MPa。(8)检验油冷却器后温度在50左右。(9)检验储能器压力0.6MPa正常后,迟缓打开充油阀,将其并入系统。(10)跑油合格单试汽轮机第39页四、机组各种联锁自保调试好用 试验内容以下:(在试验前将控制盘送电,仪表、报警系统好用)润滑油压小降 开启主润滑油泵,建立润滑油系统正常循环(从工程师站上将控制油压小降置旁路)并将其联锁开关置“手动”。将备用泵联锁开关置于“自动”位置。迟缓调整油泵出口及润滑油总管自立式调整阀,向油箱内泄压,当压力表指示为0.15MPa时,PSL551触点动作,发出电信号,
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