汽轮机驱动往复式压缩机组的操作与维护
往复式压缩机气量调节方式论文
往复式压缩机气量调节方式论文摘要：通过对上面几种方式的介绍及对比，结合目前化工生产中的实际应用，对于大型往复式压缩机机组大部分采用旁路调节与无级气量调节方式相结合的一种复杂的控制方案，其中旁路调节主要作用在压缩机在0%-50%负荷时，无级气量调节主要作用在压缩机为50%本文负荷时。
由于目前无级气量调节系统自动化控制技术已经成熟，仅需要较低的人工干预，自动化程度高。
这种组合控制能够使压缩机达到最广的气量调节范围，同时也能够使节能效果最大化，因此在现实生产中被广泛应用。
往复式压缩机具有效率高、流量大、压力范围广等优点，广泛应用于石油、化工、冶金、机械等领域[1]。
在石油化工生产中往复式压缩机的地位是其他种类压缩机不能够替代的。
但是对于一台往复式压缩机来说，其额定的排气量在结构设计初期就已经确定，然而在实际生产中，往复式压缩机并非总处于满负荷的工作状态[2]，现实生产中通过对压缩机的气量调节来满足生产需要的负荷。
目前在化工生产中往复式压缩机的气量调节主要包括以下几种：（1）转速调节；（2）旁路调节；（3）全程顶开吸气阀调节；（4）余隙调节；（5）无级气量调节（部分行程压开吸气阀）。
[2]下面对几种气量调节方式进行介绍及比较。
1、转速调节转速调节一般用于驱动机功率较小的电动机或者驱动机为内燃机或汽轮机的压缩机。
对于电动机的调节方式采用变频器改变驱动机的转速，可对排气量在60%-100%的范围内进行无级调节。
采用此种方式具有压缩机机械摩擦损失小、只改变单位时间内压缩机的工作循环次数并没有改变循环过程，在机组的背压没有发生改变的情况下压缩机的压缩比不会发生变化，并且压缩机机体并不需要额外安装其他装置等优点。
但是由于受到驱动电机自身的限制，在对电机进行变频调节时对电网的冲击较大、机体容易产生振动造成连锁停车、运动部件磨损增加、有时候还会造成压缩机的供油量不足、不能够长时间在低负荷下工作[3]，调节范围有限。
此方法多用于离心式压缩机，化工生产中往复式压缩机采用此种调节方式并不多见。
离心压缩机汽轮机的操作规程
河南京宝新奥新能源有限公司9440万m3/年焦炉煤气制液化天然气项目离心压缩机及汽轮机岗位操作规程编制：审核：批准：离心压缩机及汽轮机岗位操作法1、主题内容本标准规定了 2MCL456型离心压缩机和N5.8-3.53型凝汽式汽轮机的岗位任务、岗位范围、基本原理、工艺流程、工艺控制指标、开停车操作、正常操作、巡回检查、设备检修交接、事故处理、安全操作规程及主要设备概况等内容。
本标准适用于焦炉煤气制液化天然气项目液化工序压缩岗位的离心压缩机和汽轮机。
2、岗位任务本岗位任务主要是来自于冷箱预冷换热器的循环混合制冷剂（原始开车或系统补充所需混合制冷剂均来自于界外的混合制冷剂储罐和丙烷储罐、异戊烷储罐、乙烯储罐以及甲烷和氮气，经离心压缩机两级提压后，气相制冷剂和不同压力等级的液相制冷剂分别送往冷箱预冷换热器进行混合制冷循环使用。
另外，来自于界外的中压过热蒸汽拖动单缸凝汽式汽轮机来驱动离心压缩机运行。
3、岗位范围3.1岗位范围本岗位范围包括：汽轮机，离心压缩机，辅助设备、管道、阀门、仪表、安全联锁装置。
3.2外部联系3.2.1与液化工段联系一入压力的增减。
3.2.2本岗位与锅炉、液化工段联系,蒸汽和混合制冷剂出口压力高低及加减量。
3.2.3本岗位与公用工程循环水泵房联系循环水压力。
3.2.4本岗位与电气,仪表联系开停车、连锁装置、自调装置及其他有关事宜、3.2.5本岗位与调度室联系开、停车、加减量以及生产平衡。
3.2.6本岗位与分析室联系分析气体成分及动火分析化验。
4、基本原理4.1 离心压缩机工作原理离心压缩机是一种速度式压缩机。
离心压缩机是指气体在压缩机中的运动是沿垂直于压缩机轴的径向进行的，是工作轮在旋转的过程中，由于旋转离心力的作用及工作轮中的扩压流动，使气体的压力得到提高，速度也得到提高。
随后在扩压器中进一步把速度能转化为压力能。
通过它可以把气体的压力提高。
4.2汽轮机工作原理汽轮机是用蒸汽来做功的，旋转式原动机。
压缩机基础知识
2.2 往复式压缩机主要操作要点
停车 ✓ 接到停车指令后，应先压开各级吸气阀或开启旁通回路使压缩机处于空载状态 ✓主电机定制转动后，盘车为各运动部位降温。 ✓ 停止注油器及润滑油系统。 ✓ 开启电机加热器
2.2 往复式压缩机主要操作要点
压缩机操作注意事项: 2.2.1规范操作
严格执行操作规程的各项操作参数指标要求，控制好各级出入口压力，监控好进、排气温 度，活塞杆下沉以及机组各点振动。
2.2 往复式压缩机主要操作要点
• 启动 ✓ 启动时，应注意倾听机器的声音和振动有无异常，空载运行5min 后一切正常即可进入负荷运
转。 ✓ 负荷控制阀手柄扳至 50 % 、100%负荷位置。注：每档加载后，需对机器声音及振动进行检
查无异常后方可继续加载。一切正常后使气阀进入工作状态，然后按操作程序缓慢关闭全部 各类阀门，使压缩机进入额定工况下的正常运转。
2.3 常见故障分析 • 2.3.4 新航煤加氢循环氢压缩机拉缸事故
2.3 常见故障分析
• 原因分析： • 1、检修单位检修不规范 • 2、质量三级验收程序执行不严格 • 3、装置开工初期介质较脏
3 离心压缩机 离心式压缩机的主要构件
1、叶轮：做功部件，增加气体能量 2、扩压器：转能装置，速度能转变为压力能 3、弯道：改向，由离心改为向心 4、回流器：均匀导向 5、吸气室：进气均匀倒入叶轮 6、涡壳：收集，引出 7、轴承：径向支撑，推力平衡 8、轴封：阻止气体外漏 9、转子：叶轮与轴的组件
3.1 离心式压缩机生产操作及注意事项
4、防止发生喘振现象 任何一台离心式压缩机在某一固定的转速下,都有一个最高的工作压力,在此压力下有一个相应的 最低流量.当低于这个最低流量时,压缩机不能产生与排出管线中预先确定的相同压力,在短时间内 产生了气体以相反方向通过压缩机的倒流现象。 喘振发生时,由于负荷波动,驱动机也处于不稳定的工作状态,止回阀忽开忽关产生撞击,气体压力和 流量发生周期性变化,频率低幅度大,使压缩机发出特殊的吼声,压力表和流量计大幅度摆动，机体 及相连管线部件产生强烈振动,极易损坏轴瓦、级间密封和轴端密封。 具体防范措施有保持防喘振阀（返回线或出口放空）合适的开度、合适的转速、流程畅通等。
汽轮机驱动往复式压缩机的技术探讨
些 变 化 势必 会 引 起 曲轴 负 荷 的 波 动 ，这 些 负 荷 波 动 由 飞 轮 补 偿 ，以免 对 汽 轮机 产 生
一
个 额外 的 冲击 负 荷 ，保 障 汽 轮 机 的安 全
汽轮机 与减速 箱之 间设有 高速联轴 节 ， 该 联 轴 节 在 静 态 或 盘 车 转 速 时有 脱 开 与合 上 功 能 ， 用 手 动脱 开 。 采 （ ） 轮 机 转 子 膨 胀 是 从 推 力 轴 承 推 ２汽
力 盘 处 向后 膨 胀 ，汽 轮机 配 电机 时 转 子 的 向后 轴 向膨 胀 由 电机 承 担 ，现 配 齿 轮 减 速
化 ， 通过 往复式压 缩机压 缩 至 ３０ｔ 再 ０ ａａ左
采 用 汽 轮 机 替 代 电机 驱 动 往 复 式 压 缩 机 ， 一 种 能 耗 低 且 安 全 可靠 的运 行 方式 ， 是 该 运 行 方 式 目前 在 技 术 上 是 成 熟 的 ，在 国
外 化 工 厂 已 取 得 了 良好 的 运 行 业 绩 ， 全 世 界 共 有 ５ 台 汽 轮 机 驱 动 往 复 式 压 缩 机 的 ８
动 往 复 式 压 缩 机 ，压 缩 机 采 用 上海 德 莱 赛
压 缩 机 有 限 公 司 生 产 的 ７ Ｅ ＶＧ 型 年 产 ＨＨ —
４万 吨 合 成 氨 往 复 式 氮 氢 压 缩 机 ，该 项 目 正 在 实施 ，开 了 国 内采 用 汽 轮机 驱 动 往 复
式压缩机 的先例 。 由 于 汽 轮 机 的 驱 动 对 象 由 发 电 机 变 为
速 箱 和 压 缩 机 构 成 的 传 动 系 统 中 ，设 置 了
高速齿形离合 器 、 飞轮 和 低 速 弹 性 联 轴 器 。 飞 轮 是 一 个 转 动 惯 量 很 大 的轮 盘 ， 它
汽轮机使用说明书
第一章汽轮机使用说明一、概述本汽轮机是单列复速级双支点背压式汽轮机，它可用来拖动空气压缩机、水泵、风机及发电机；汽轮机排出的背压蒸汽经管道引向热用户，供给工艺流程中所需的蒸汽。
该汽轮机组由下列主要部套组成：汽轮机本体、轴承座、底盘、稀油站等。
汽轮机本体与被拖动机械直接用联轴器相联，调速系统由电子调速器及机械直动调节汽阀组成，它能适用于较宽的转速调速范围。
综上所述本机组具有安全可靠、快速启动、结构紧凑、安装方便、综合投资低及维护简便、自动化程度高等一系列优点。
本说明仅用来帮助用户更方便的了解本机组的性能和特点，以及作为用户和安装单位编制更详细的安装规程和操作规程时参考。
二、结构介绍1、汽轮机结构简述1．1汽轮机为单列复速级背压式。
单侧进汽,采用水平进汽和水平排汽的结构,排汽口左右对称。
一侧法兰盖堵死,一侧接排汽管道或两侧接排汽管道。
1．2汽缸为合金铸钢件, 汽缸下部分成两部分,采用螺栓相连接。
1．3汽轮机径向轴承、推力轴承均采用强制润滑。
1. 4汽轮机转子为叶轮套装结构,叶片为双列冲动级。
1. 5悬挂式自动主汽门位于汽缸前部,新蒸汽通过其进入蒸汽室。
机组启动时, 手动打开主汽门冲转,当保安系统动作时通过杠杆使主汽门动作。
调节汽阀用来调节进汽量,而进汽量决定着汽轮机的转速和功率。
调节汽阀通过电子执行器与PLC可编程控制器实现调速。
1．6前后汽封采用蜂窝+迷宫式汽封。
1．7转度传感器CS-1共3只,通过转速模块实现就地远程显示。
1．8汽轮机装有跳机电磁阀,接受各种停机信号。
1．9汽轮机带有机械和手动及电子自动执行共三种超速保护装置。
三、汽轮机制造及装配工艺简介1、执行标准1．1 汽轮机GB/T6764-1993一般用途工业汽轮机技术条件GB/T7025-199325MW以下转子体和主轴锻件GB/T7028-199325MW以下汽轮机盘及叶轮锻件技术条件GB/T9628-1993汽轮机叶片磁粉探伤方法GB/T9629-1999汽轮机承压·水压实验技术条件GB/T9631-1999汽轮机铸铁件技术条件GB/T9637-1999汽轮机总装技术条件JB/T2901-1992 汽轮机防锈技术条件JB/T4059-1999 汽轮机清洁度1．2 法兰、管道HG20592-97 钢制管法兰型式、参数GB99448-1998 管道标准1．3、噪声按SHJ3024-95《石油化工企业环境保护设计规范》测量，噪声最大值应不大于85分贝。
往复式压缩机运行管理
第二部分 往复压缩机操作
三、压缩机正常切换程序 当正在运行中的压缩机出现故障需紧急停车，而生产又不能
中断时，需及时进行压缩机的切换操作，或按规定运转的压缩 机已到维护保养时间也需进行压缩机的切换操作。按《活塞式 压缩机维护检修管理规定》要求，往复压缩机运行3个月须进行 小修，运行6个月须进行中修，运行12个月须进行大修，检修 内容按《活塞式压缩机维护检修规程》SHS 01020-2004。
风险识别：在引入氮气时，注意不要超过压缩机入口的工作压力。如 果机组刚检修完时，必须对机组及相关设备进行气密试验，直至气密合 格，才能引工艺气开车。 （2）冷却水系统投用正常。确认循环冷却水的总进、回水阀全开，并检 查各支路进水、回水是否畅通无阻。
第二部分 往复压缩机操作
风险识别：冷却水是压缩机正常运转的重要因素，若冷却水量小或者 停用，会影响机体汽缸、填料、润滑油、级间换热器等换热效果，从而 导致轴承温度、各级排气温度超高、润滑油压力降低而造成连锁停车严 重时会造成压缩机轴瓦烧毁，影响设备的正常运转。 （3）润滑油系统投用正常。导通油路流程，通知启动辅助油泵(若是冬 季开车，油箱油温低于20℃，先启动油箱电加热器，待油温＞20℃， 再启动油泵)，建立油压，调整润滑油总管压力在正常 （0.17Mp<P<0.4Mp)。
第二部分 往复压缩机操作
2、压缩机紧急停车程序 （1）根据设备实际运转情况或接 到紧急停车通知外操应手动停车 或内操辅操台直接按紧急停车按 钮。 （2）压缩机操作人员应有紧急停 车的权限，当出现上述第1条情况 时，压缩机操作人员须采取紧急
停机措施，同时逐级上报。
第二部分 往复压缩机操作
（3）立即打开压缩机出口至火炬放空阀和回流阀，并关闭压缩 机进、出口阀(先关出口阀，再关入口阀)。 （4）然后按正常停车程序后的处理过程进行处理。 （5）及时向班长和主管领导汇报。
往复压缩机岗位指导书
6、做好压缩机等设备的维护保养工作ห้องสมุดไป่ตู้使设备保持良好的技术状态。
7、遇紧急情况应立即采取有效的安全措施进行处理，并及时向上级汇报。对违背规程的违章指挥，应拒绝执行。
8、应熟悉制水系统，加药系统，熟悉设备构造及原理，并应知《水汽实验》有关内容。
9、负责水处理的运行操作，严格控制阴阳床的失效点，及时准确地进行水质监督。
劳保用品
工作服、劳保鞋、安全帽、劳保手套、4#防毒口罩、防噪音耳罩、空气呼吸器
应急处置措施
压缩机煤气泄漏现场处置措施：1、煤气报警器发出报警后，岗位人员立即佩戴防毒面具到现场查看，确定泄漏部位。2、通知燃机降功率，压缩机准备倒机。3、岗位操作人员开启备机完毕。4、岗位操作人员关闭压缩机进气。5、岗位人员打开压缩机放散阀放散。
6、车间通知维修人员检修。7、检测事故现场煤气浓度是否超标，加强通风，确保现场无煤气残留，空气质量达标。
压缩机煤气中毒现场处置措施：1、现场人员如感到头疼、头晕等不适，应立即脱离现场至空气新鲜处，并发出报警，按照煤气泄漏现场处置措施处理。
2、发现室内有人煤气中毒倒地，岗位人员（两人以上）应迅速佩戴防毒面具或空气呼吸器，将中毒着脱离事故现场至空气新鲜处，并拨打120急救电话，送医院治疗。煤气泄漏按照泄漏现场处置措施处理。
压缩机煤气着火现场处置措施：1、现场人员首先停燃机和压缩机，关闭压缩机稳压阀处进气阀门，关闭粗过滤进气阀，切断气源。
2、用干粉灭火器对起火部位进行灭火；3、打开粗过滤蒸汽阀门吹扫，并打开煤气进气母管排污阀；（吹扫中随时检测排污口煤气含量，待含量达到安全值时，可实施检修）
4、排污口检测煤气含量在24PPM以下，进行检修作业。
往复式压缩机基本知识
培训教案授课内容：一、往复式压缩机的型号、结构及工作原理、往复式压缩机型号、往复式活塞压缩机的工作过程往复式活塞压缩机属于于容积型压缩机。
靠气缸内作往复运动的活塞改变工作容积压缩气体。
气缸内的活塞，通过活塞杆、十字头、连杆与曲轴联接，当曲轴旋转时，活塞在汽缸中作往复运动，活塞与气缸组成的空间容积交替的发生扩大与缩小。
当容积扩大时残留在余隙内的气体将膨胀，然后再吸进气体；当容积缩小时则压缩排出气体，以单作用往复式活塞压机（见图）为例，将其工作过程叙述如下：（ ）吸气过程 当活塞在气缸内向左运动时，活塞右侧的气缸容积增大，压力下降。
当压力降到小于进气管中压力时，则进气管中的气体顶开吸气阀进入气缸，随着活塞向左运动，气体继续进入缸内，直至活塞运动到左死点为止，这个过程称吸气过程。
（ ）压缩过程 当活塞调转方向向右运动时，活塞右侧的气缸容积开始缩小，开始压缩气体。
（由于吸气阀有逆止作用，故气体不能倒回进气管中；同时出口管中的气体压力高于气缸内的气体压力，缸内的气体也无法从排气阀排到出口管中；而出口管中气体又因排气阀有逆止作用，也不能流回缸内。
）此时气缸内气体分子保持恒定，只因活塞继续向右运动，继续缩小了气体容积，使气体的压力升高，这个过程叫做压缩过程。
（ ）排气过程 随着活塞右移压缩气体、气体的压力逐渐升高，当缸内气体压力大于出口管中压力时，缸内气体便顶开排气阀而进人排气管中，直至活塞到右死点后缸内压力与排气管压力平衡为止。
这叫做排气过程。
（ ）膨胀过程 排气过程终了，因为有余隙存在，有部分被压缩的气体残留在余隙之内，当活塞从右死点开始调向向左运动时，余隙内残存的气体压力大于进气管中气体压力，吸气阀不能打开，直到活塞离开死点一段距离，残留在余隙中的高压气体膨胀，压力下降到小于进气管中的气体压力时，吸气阀才打开，开始进气。
所以吸气过程不是在死点开始，而是滞后一段时间。
这个吸气过程开始之前，余隙残存气体占有气缸容积的过程称膨胀过程。
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试运转后，建议将齿轮箱拆开，并对所有部 件进行外观上的检查，必要时要进行无负荷齿面 接触的着色检查来保证满负荷接触。此外，针对 减速机受冲击负荷较大的转速区域，可考虑适当 提高该区域汽轮机的升速速率。 3 汽轮机的盘车
汽轮机启、停前后，由于蒸汽的热流是向上 的，转子上、下部受热不均匀，易造成转子向上的 热变形，因此要加强汽轮机启、停阶段的盘车。盘 车常分为手动、电动和液压盘车等三种模式，小 型机组通常采用手动或电动盘车装置，电动盘车 装置多为螺旋轴游动齿轮式，盘车时要保证盘车 润滑用油。通常汽轮机自身带的盘车电机过小， 联动往复式压缩机组盘车时，会因负荷过高而烧 坏电机或保护停机。在实际生产过程中，可采用 往复式压缩机组盘车电机驱动汽轮机盘车或操 纵传动器上的离合器使其分离后单独盘车。某些 电动盘车装置的汽轮机在盘车状态下允许启动， 但建议正常启动过程中，机组采用静止方式启 动。 4 机组的联锁保护
摘 要 阐述汽轮机驱动往复式压缩机组的试车与运行注意事项。以常见故障为例，分析其原因，提出防范和处理措施， 以达到安全、稳定、经济运行的目的。 关键词 汽轮机 驱动 往复式压缩机 操作
往复式压缩机依靠容积变化的原理工作，不 论其流量大小都能达到较高的工作压力；其压缩 过程属封闭过程，热效率高、单位能耗少；同时排 气量范围广、装置系统简单、可维修性强、造价较 低廉、技术上较为成熟。因此，往复式压缩机被广 泛应用于化工行业。往复式压缩机通常采用电机 驱动，为了进一步降低能耗，部分企业采取了汽 轮机通过传动轴连接驱动往复式压缩机组。例如 山东九泰、临汾同世达等企业已采用此种驱动模 式。
汽轮机通过传动轴连接驱动往复式压缩机 组，其特征是在汽轮机和往复式压缩机之间的传 动轴上依次设有离合器、减速器和高弹性联轴 器，通过高弹性联轴器，能够较好地平衡汽轮机 和往复式压缩机间扭矩的变动和轴系的端面、径 向跳动量，顺利实现汽轮机对压缩机的扭矩传 递；通过减速器解决汽轮机转速与压缩机转速匹 配的问题。现就汽轮机驱动往复式压缩机组的试 车和运行注意事项进行阐述，仅供参考。 1 汽轮机转子临界转速的变化
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2010 年第 31 卷第 1 期
氮肥技术
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汽轮机驱动往复式压缩机组的操作与维护
刘广州 （河南省义马气化厂 义马 472300）
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氮肥技术
2010 年第 31 卷
润滑油的供油量是否足够，油温和油质是否合 格，注意减速机工作时内部的声音，发现异常应 果断处理。
在联动减速机试车过程中，由于汽轮机暖机 的需求，使减速机在一定阶段偏离设定的工作转 速，在汽轮机暖机转速区域下运行会导致减速机 齿轮啮合不好而产生异响和振动（冲击负荷），此 时可考虑通过改变汽轮机暖机转速的方式避免 停留在该转速区域。现以某机械研究所生产的 GS805QD- 2# 型减速机试车为例：在汽轮机暖机 转速为 800r/min 时，减速机声音、振动值均符合 要求，当升速暖机转速稳定在 1 200r/min 时，减速 机内部产生明显的冲击声，同时振动值小幅度上 升，停机拆检各间隙参数及外观检查无异常。复 位后开车，重新升速至 1 200r/min 时，同种现象再 次发生，当继续提速至 1 300r/min 以上时，冲击声 明 显 消 除 ， 期 间 从 1 200r/min 升 至 正 常 转 区 域。达到正常转速后，减速机各运行参数正常，运 行声音正常。
工业汽轮机转速一般在一阶临界与二阶临 界之间，出厂时厂方已提供相关参数，试车时一 职都以该参数设定过临界转速区域。联动压缩机 试车时，汽轮机转子的回转力矩（发生正进动时） 会使临界转速升高；轴向压力、扭矩及阻尼的增 加，也会不同程度地引起临界转速升高；组合轴 系情况下，各转子的刚度提高，也会使汽轮机转 子的临界转速提高。也就是说汽轮机转子的临界 转速在联动试车过程中将会发生变化，具体参数 需要在试车过程中进行监测，方式可采取现场用 测振仪、测速仪检测或 DCS（PLC）参数记忆来确 定。监测时，建议以汽轮机后轴上汽缸水平振动
峰值为准，确定临界转速后，可在汽轮机调速系 统中修订过临界转速区域。
汽轮机单体试车过程中，建议联动减速机一 起试车（带少量负荷，便于稳定控制汽轮机转速 和测定汽轮机转子临界转速的改变量)。下面以青 岛捷能汽轮机厂生产的 N1.678- 3.43 型汽轮机驱 动减速机试车为例：厂家提供的汽轮机一阶临界 转速为 3 184r/min，单体试车过程中，过临界时机 组振动值微量波动。联动增速机试车时，在通过 理论临界转速后升速至 3 950r/min 左右时，汽轮 机 后 轴 水 平 振 动 急 剧 上 升 ， 峰 值 高 达 60μm （70μm 联锁停机），随转速的进一步提升，机组振 动值回落。此后，在汽轮机调速系统 woodward505 上 将 厂 家 提 供 的 过 临 界 转 速 区 域 由 2 800 ～ 3 400r/min 修订为 3 800～4 200r/min 后，机组再 次通过上述区域时运行平稳，最高振动值降至 40μm 以下。相同模式下的汽轮机组在试车过程 中均出现了临界转速改变现象。此外，大型汽轮 机组在试运行期间应排除油膜振动造成的假临 界现象。 2 减速机的试车与运行维护