增压站培训工艺流程及原理资料讲解.docx

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增压站培训工艺流程及原理资料讲解

工艺原理及流程

一、工艺原理

1.压缩机工艺原理

压缩机为往复活塞式单级双作用的压缩机，其工作原理如图所示：

图2-2-1压缩机原理图

活塞

气缸

当发动机曲轴通过连轴器带动压缩机曲轴旋转时（如图10-1所示），压缩机曲轴通过连杆、十字头、活塞杆带动活塞在气缸内做往复运动而实现吸气、压缩的工作循环。

当活塞由外止点向内止点（曲轴端）运动时，气缸容积增大，压力减小，当其压力低于工艺气进气压力时，进气阀打开进气，而实现气缸的吸气过程，当活塞到达内止点时，吸气过程结束。

在曲轴的带动下，活塞在向外止点运动，气缸容积减小，当压力大于工艺气排气压力时，排气阀打开排气，而实现气缸的压缩排气过程。

2.发动机工作原理

天然气压缩机组采用四冲程天然气发动机，如右图所示，发动机的工作过程为四个冲程，压缩冲程：

气缸的进排气阀门关闭，活塞向左运行，天然气和空气的混合气体被压缩；做功冲程：

当活塞运行到上止点时，火花塞点火，天然气与空气的混合气体燃烧后，推动活塞对外界做功；排气冲程：

做功结束后，气缸的排气阀打开，进气阀门关闭，活塞的继续运动将气缸内的废气排出气缸；吸气冲程：

此时气缸的进气阀门打开，排气阀门关闭，随着活塞向右运行将天然气和空气的混合气体吸入气缸。

活塞完成整个做功的循环。

二、工艺流程

自预分离装置来2.5MPa饱和湿气进入增压装置，经压缩机增压达到5.5MPa后输出。

每台压缩机进口设置流量计量设备，进、出口设置紧急截断阀（由压缩机组附带），并配置8字盲板，以便于检修时的关断，紧急切断阀由压缩机橇配带。

三、设备说明

1.启动气和燃料气

启动气由高压燃料气供给，压力为1.0MPa。

由两路进入发动机，一路带动启动马达，通过启动马达带动飞轮，从而带动发动机运转，当转速达到要求后（≥300转）发动机点火，开始工作。

另一路带动预润滑泵，用于机组启动前的预润滑和停机后的后润滑。

燃料气由低压燃料气供给，压力为0.4MPa。

燃料气经过燃料气分液罐，然后经过调压阀调压，再经过换热，最后进入发动机气缸。

1.燃料气缓冲罐2.燃料气换热器3.气缸4.调压阀

5.油杯6.启动马达7.预润滑马达

1.气路流程

天然气由进气阀门进入压缩机组。

首先进入进气洗涤罐,在这里可以分离气体中的液体（如果气体中的液体被带入压缩机会造成气阀损坏和气缸磨损、腐蚀），然后通过进气阀进入压缩缸，气体在被压缩的过程中会释放大量的热，所以还要经过冷却（冷却方式为风冷），在气体冷却的过程中会凝析出液体，并且气体中会带有一定量的润滑气缸的机油，因此天然气从冷却器出来后再经过后洗涤罐，分离出液体，最后由排气阀排至脱油脱水装置区。

（1）进口洗涤罐

（2）压缩机进口缓冲罐（3）压缩机出口缓冲罐

（4）空冷器（5）出口洗涤罐

2.冷却液流程

1）冷却目的

（1）保证机组自身的持续安全运行。

（2）为多级压缩机各级的压缩过程协调一致提供条件。

2）冷却的对象、部位和方式

（1）燃气发动机的冷却。

冷却的部位是发动机的气缸和缸盖，通常采用风冷和水冷这两种方式。

1风冷即空气冷却，以空气为冷却介质，将发动机气缸具有的热量散发到大气环境中去。

一般在缸体与缸盖外壁上设有散热片。

风扇将空气吸入，沿缸体与缸盖外的导风罩，流经散热片而带走热量，故结构简单、重量轻、维修方便。

但取走热量的能力有限，多用于小型发动机上。

2水冷式冷却系统。

用水做冷却介质，将发动机受热件热量传送出去。

根据冷却水循环方式的不同分为蒸发式、自然循环和强制循环3种。

（2）对压缩机的冷却。

和燃气发动机一样，通过气缸水套或气缸外的散热片进行冷却，但冷却水套的布置考虑了对气阀的冷却。

为了避免在水套内形成死角和气囊，提高传热效果，冷却水最好在气缸一端的最下部进入水套，从气缸另一端的最高点引出。

压缩中烃含量高的天然气时，气缸内易析出烃凝液，水套中的冷却水温度宜取得高一些，可达60~80℃，当压比不高，排气温度不超过80~100℃，不必加水冷却。

压缩机组的冷却液为壳牌全效防冻液（OTA）-45℃（ShellFreezeGuardOTA-45℃）冷却液分两路进入压缩机组。

一路由水泵打入发动机对发动机气缸进行冷却，称为夹套水；一路经过水泵进入发动机后冷却器、发动机润滑油换热器以及压缩机润滑油换热器，分别对发动机进气空气冷却、发动机润滑油换热以及压缩机润滑油换热，称为辅助水。

两路冷却液换热后通过恒温阀，保证冷却液进口温度，然后经过空冷器冷却后再次循环。

发动机

1.夹套水泵2.燃料气加热器3.空冷器4.辅助水泵

5.发动机润滑油换热器6.后冷却器7.压缩机润滑油换热器

发动机冷却系统

（1）这些孔由成橇商根据需要定做

（2）这些孔由成橇商或客户根据需要定做

（3）排气管线

（4）这些孔由客户根据需要定做

（A）涡轮增压器（B）气缸座和气缸头

（C）夹套水泵（D）夹套水恒温阀

（E）储液箱（F）热交换器

（G）发动机油冷却器（H）后冷却器

（I）混合器（J）辅助水泵

（K）辅助水恒温阀（L）储液箱

（M）热交换器

3.油路流程

压缩机组润滑油（ShellMysellaLA-40）通过两路及两个自动补液装置分别进入发动机油底壳和压缩机油槽。

发动机的润滑油经过油泵进入油换热器，然后经过油滤清器，最后进入发动机各润滑点；压缩机的润滑油经过油泵进入油换热器，再经过油过滤器，然后进入压缩机各润滑点。

1.储油罐2.油泵3.油换热器4.油滤清器5.自动补油器

（1）发动机润滑系统

1.恒温阀2.发动机主油道3.活塞冷却喷头

4.主油道与凸轮轴和轴承的通道5.发动机至涡轮增压的管路6.涡轮增压

7.发动机油冷却8.涡轮增压至发动机的管路9.发动机油过滤器

10.主油道至曲轴主轴承11.发动机油滤清器阀门12.控制阀门

13.进口管路14.预润滑油泵15发动机油泵

16.进口17发动机油箱

发动机润滑系统分为预润滑和由发动机提供动力的润滑。

预润滑油启动气提供动力带动预润滑泵将油打入发动机各润滑点。

当发动机正常启动后，预润滑应该关闭，此时由发动机曲轴转动带动发动机油泵工作。

发动机油泵将油输送至恒温阀，在这里对油温进行调节（调节至78℃），然后经过油滤清器过滤后进入发动机各部件，对各部件进行润滑和降温。

（2）压缩机润滑系统

（A）压缩机润滑油系统示意图

曲轴箱润滑的流程是：

润滑油从油箱被吸出，流经润滑油泵入口前的过滤网之后进入固定在曲轴箱辅助端盖子上的润滑油泵。

泵的出口管路上是一个固定在撬块上的油冷却器，该冷却器依靠一个恒温控制阀控制油的温度。

油从冷却器返回到曲轴箱辅助端上的油过滤器。

在过滤器进出口装有压力表。

在正常运行温度下，通过过滤器的正常压力降是（15-40kPa）。

经过过滤器后，油进入到曲轴箱里铸造的油槽内并沿着曲轴箱内侧输送。

润滑油通过油槽至轴承座的孔道，实现对轴承供应润滑油。

接着，润滑油流过曲轴内斜向钻孔的通道进入曲柄颈，从曲柄颈流至曲柄销，对连杆轴承进行润滑。

连杆中间有油道，使油可以送到连杆套筒。

油从轴套经过十字头销中部的钻孔流入十字头销里的空洞，从那里又流入十字头的轴套。

从油槽上的钻孔润滑油在系统的全压下经过管路到达每个十字头的顶部和底部。

之后，润滑油从油道、十字头和连杆的轴套流出并被收集到十字头滑道，最后流回油箱

（B）压缩机强制注油润滑系统-独立供油系统

气缸注油强制润滑系统系统为压缩机的气缸、活塞杆填料提供润滑。

JGC压缩机气缸顶部和底部有润滑油注射点。

润滑油从曲轴箱润滑油系统输入。

注油器自身有一个油杯用于润滑蜗杆轴承和凸轮。

油杯是独立的并不是从润滑油系统直接供油。

注油器上的液位计可以指示注油器油杯的液位。

在注油泵旁边有一个排出管，排出管接下来是压力爆破片。

如果系统中发生堵塞，积聚的压力就会顶破压力爆破片。

系统会通过压力爆破片进行卸压并带动无流动停机开关闭合。

油接下来通过分配器。

分配器在此将润滑油精确地分配至各气缸和填料。

位于分配器中间部分的活塞周期性地向前和向后运动，只要润滑油在入口处是有压的，就可以顺利地通过分配器的几个出口进行强制润滑。

每个出口有一个单向阀防止油倒流回分配器。

分配器上有一个指示器显示正在运行的块的周期速度。

在每个分配器上有一个压力表显示系统的压力。

通过分配器后，油进入气缸和填料。

某些流往填料的油会进入气缸，但是大部分油还是通过十字头滑道底部的压力放空/排污口和滑道底部的常压排污口排出。

（C）标准电子注油器的数字无流动计时开关—DNFT

DNFT是一个微处理器开关，用于感应压缩机气缸润滑油系统内无流动或低流速状况并发出报警和/或停机信号。

标准的DNFT是在工厂设定的，从无流动到发出警报/停机信号之间有3分钟，而且是不可调的。

DNFT靠一个不可更换的锂电池提供能源。

一般可使用十年。

LAST指分配块最后一个周期的运行时间；

AVG指分配块最后六个周期的运行时间的平均值

ALARM指无流量

（3）压缩机强制注油系统运行说明

a．入口通道始终与所有的活塞连接，而每一次只有一个活塞工作。

当所有的活塞在最右侧时，润滑油从入口流向活塞1的右端。

（见图1）

b．润滑油推动活塞1从右至左运动输送润滑油沿着通道从出口1流出，而活塞1同时切换入口油的流向使其流到活塞2的右端。

（见图2）

c．润滑油推动活塞2从右至左运动输送润滑油沿着活塞1的阀口从出口2流出。

而活塞2同时切换入口油的流向使其流到活塞3的右端。

（见图3）

d．润滑油推动活塞3从右至左运动输送润滑油沿着活塞2的阀口从出口3流出。

而活塞3同时切换入口油的流向使其经过通道流到活塞1的左端。

（见图4）

e．润滑油沿着活塞1的左侧开始循环周期的下一半，移动活塞从左侧至右侧输送润滑

油流过主分配器阀的出口4、5和6。

f．如果活塞无法移动，用手将活塞从右侧至左侧以检查是一个还是更多的阀口有气塞。

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5.由于润滑系统的重要性，在这里对其特别说明：

（1）天然气压缩机组润滑油特性

a.灰度适宜

b.抗硝化和抗氧化能力强

c.有效防止气阀磨损

d.不易产生燃烧室内沉积物

e.良好的抗磨损和抗拉缸性能

f.蒸发量小

g.抗泡性和空气释放性好

（2）压缩机润滑油具有的六项功能

a.减小摩擦—减少摩擦以减少能量损失和热量产生。

b.减少磨损—减少磨损增加设备使用寿命和减少维护费用

c.冷却摩擦面—冷却摩擦面和增加摩擦面密封效果，把系统热量带走。

d.防腐蚀—最小的表面腐蚀减小摩擦、产生热量以及部件磨损。

e.密封和减少污染物—改善活塞环和填料环的气体密封并且冲掉污染物

f.减震—较少震动和噪音，增加部件寿命

（3）润滑油检测项目和换油指标

（4）不适宜的润滑油对压缩机组的危害

a.火花塞脏污

b.油泥过多

c.活塞过度擦伤

d.气门烧损

e.阀座回缩

f.气缸盖过早大修或更换