石化炼厂用大中型往复式压缩机技术评价石化炼厂用大中型往复式压缩机技术评价.doc

石化炼厂用大中型往复式压缩机技术评价 设备室 机械专业 苏衍初 2000/6/2 概述 目前，随着炼油厂原油加工的深度不断增加，许多炼厂都有重整，加氢精制，加氢裂化等装置。这些装置都有新氢压缩机、、、、GB 3836.1-83 爆炸性环境用防爆电气设备 通用要求 GB 3836.2-83 爆炸性环境用防爆电气设备 隔爆型电气设备“d” GB 3836.2-83 爆炸性环境用防爆电气设备 增安型电气设备“e” 增安型无刷励磁同步电动机防爆技术要求 压力容器 GB 150-89“钢制压力容器” GB 150-89“钢制管壳式换热器” 劳锅字1990 8号“压力容器安全技术监察规程” 总体方案： 压缩机总体方案的比较主要是根据工艺参数、压缩介质、各种工况，结合现有的基本机型，参考各种手册、世界上各大压缩机公司的参考资料等，结合选型和实际使用经验，进行初步热力和动力学计算，分析出一个比较理想又可行的方案。然后与各厂商的报价方案进行比较。找出一个合理的、切合实际的可行的方案来。 结构、布置与驱动机 结构形式： 炼厂多采用大中型、需要长单室或双隔离室的压缩机。因此，采用卧式、两列或多列。以利于安装、维护以及动力学平衡。 在满足热力要求和动力要求和制造技术水平许可的前提下列数宜少不宜多，但多不采用单列。具体需要多少列应根据实际情况计算分析决定。 活塞平均速度、曲轴转数与活塞行程： 活塞平均速度、曲轴转数与活塞行程的关系为：Vm = 2n S。 活塞平均速度、曲轴转速和活塞杆行程是往复式压缩机的几个重要技术指标。活塞平均速度的高低直接影响到活塞环、支撑环和填料的寿命；曲轴转速的大小直接影响到气阀的开关频率，进一步影响到气阀阀片、气阀弹簧的寿命，而且还影响到气流的脉动和机器的振动等动力学性能；行程的大小关系到活塞杆、曲轴曲柄半径的长短，从而影响机器的结构长度，机器的稳定性。 根据API 618 以及多家工程公司、石油公司的资料介绍，结合多年的技术谈判和实际运转经验，对于大中型压缩机（功率大于100 kW，活塞力大于30 kN），曲轴转速应≤375 r/min。无油润滑气缸，活塞平均速度应≤3.5 m/s。有油润滑气缸活塞平均速度应≤4.0 m/s。活塞行程宜在220 ~ 320 mm之间。 对于炼油装置的氢气压缩机，用得较多的是：活塞环、活塞支撑环以及填料环按无油润滑设计，少油润滑操作。这时，曲轴转速≤333 r/min，活塞平均速度≤3.5 m/s，活塞行程在250 ~ 300 mm之间较为理想。 布置 合理的布置应该是有利于安装、检修维护，有利于动力学平衡。尽可能采用对称平衡型。其次为L型。对于大中型压缩机的布置，在下面关于动力学章节再进一步讨论。 驱动机 往复压缩机的驱动机，大多采用电动机，在氢气场合，采用防爆的同步或异步电动机。优先采用恒低转速电机直接驱动。极少数采用汽轮机或内燃机驱动。 电动机铭牌上标明的功率至少为压缩机组在任何指定操作工况下所需最大功率的110%。 当确定驱动机的额定功率时还应考虑：吸入条件为正常、出口条件为全流量且在安全阀设定值时机组所需的功率。 同步电动机功率因素高，异步电动机功率因素低。就电机本身而言，同步机较为复杂，贵，异步机较简单，在易燃、易爆环境下，如果电网条件允许，电机功率又在制造厂制造经验范围内，应优先采用低速异步电动机。 目前，我国增安型eIIT3低速异步电动机已经做到1100 kW。如果功率特别大，应采用增安型或正压通风型同步电动机。增安型eIIT3低速同步电动机已经可以做到4500 kW。但据国外资料介绍，增安型大功率电机的防爆性能并不可靠。因此，西门子公司推荐采用增安加简单的微正压通风或启动前用惰性气体吹扫。 隔爆异步电动机其初始防爆性能较好，但检修后，其间隙难以保证，并且低转速大功率隔爆型电机很难找到，同时也存在功率补偿问题。 电动机的冷却方式有扇冷，通风冷和密闭循环空—水冷。在扇冷能满足要求的情况下，优选扇冷，系统简单。密闭循环空水冷使用也很成熟，在扇冷不能满足要求情况下，采用这种型式比较合适。密闭循环空水冷按冷却器的布置分为“上水冷”和“下水冷”，现在多采用“上水冷”。通风冷结构大，还有取风问题，在炼油装置内，压缩机布置于厂房内，不宜采用。 电机的支撑有单轴承和双轴承。根据我国的使用和安装检修习惯，多采用双轴承电机。而壳牌石油公司推荐，当机组功率超过150 kW时，应采用单支承电机。单轴承电机有利于找正，有利于运转对中。当采用单支承电机时，电机应带有与轴一起锻造的半联轴器。 热力计算部分 级压比：根据压缩机总压比，结合工艺介质，确定压缩机的级压比。 级压比：εi=εz1/n n 为级数 对于工艺气往复式压缩机，级压比主要由允许排气温度来决定。 API 618 指出：在任何