化工用离心式压缩机的转速调节.pdf

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Vol.34,No.3Mar.2011第34卷第3期2011年3月HEBEIHUAGONG化工用离心式压缩机的转速调节张虎1，刘慧敏2，程普2（1.河南化工职业学院,河南郑州450042；2.河北化工医药职业技术学院,河北石家庄050026）摘要：

介绍了离心式压缩机（以电动机为驱动器、以汽轮机为驱动器）测量转速和调节转速的方法。

关键词：

离心式压缩机；测量转速；调节转速；调速器中图分类号：

TH452文献标识码：

B文章编号：

1003-5095（2011）03-0065-03SpeedControlforCompressorUsedinChemistryIndustryZHANGHu1，LIUHui-min2，CHENGPu2（1.HenanVocationalCollegeofChemicalTechnology,Zhengzhou450042,China;2.HebeiVocationalTechnologyCollegeofChemistry&Medicarment,Shijiazhuang050026,China）Abstract:

Tointroducethemethodsonspeedregulationandmeasurementofcentrifugalcompressor（withmotor,steamtur-bineasdriver）.Keywords:

centrifugalcompressor;speedregulation;speedmeasurement;speedgovernor离心式压缩机是一种叶片旋转式压缩机（即透平式压缩机）,为压缩和输送化工生产中各种气体的关键机器，在企业动力输送设备中占有极其重要的地位。

随着气体动力学研究的不断发展，使离心压缩机的效率不断提高，又由于高压密封、小流量窄叶轮的加工、多油楔轴承等关键技术的研制成功，解决了离心压缩机向高压力、宽流量范围发展的一系列问题，使离心式压缩机的应用范围不断扩大，以致在很多场合可取代往复压缩机。

1离心式压缩机的特点1.1优点

（1）气量大，结构筒单紧凑，重量轻，机组尺寸小，占地面积小；

（2）运转平衡，操作可靠，运转率高，摩擦件少，因之备件需用量少，维护费用及人员少；（3）在化工流程中，对化工介质可以做到绝对无油的压缩过程；（4）其为一种回转运动的机器，适宜于工业汽轮机或燃汽轮机直接拖动。

1.2缺点对一般大型化工厂，常用副产蒸汽驱动工业汽轮机作动力，为热能综合利用提供了可能。

但是，离心式压缩机也还存在一些缺点:

（1）离心式压缩机目前还不适用于气量太小及压比过高的场合;

（2）离心式压缩机的稳定工况区较窄，其气量调节虽较方便，但经济性较差;（3）目前离心式压缩机效率一般比活塞式压缩机低。

2压缩机转速调节的方法离心式压缩机在运转过程中，如果压缩机工艺参数（例如入口流量）发生变化，往往需要调节压缩机的转速，以适应工况的改变。

2.1电动机为驱动器的压缩机收稿日期：

2010-12-21作者简介：

张虎（1965-），男，高级讲师，主要研究方向为智能控制、检测技术及自动化装置，E-mail:

。

化工设备河北化工HebeiChemicalIndustry第34卷2.1.1转速测量扬子石化公司芳烃厂干气回收氢气装置的离心式压缩机采用以电动机为驱动器，离心式压缩机配有电动机、液力偶合器、增速机。

在液力偶合器与增速机的联轴节间，安装了1个测速探头，探头输出频率信号到二次表进行转速显示。

二次表显示的转速并不是压缩机的转速，如果液力偶合器与增速机的齿轮比为K=3.867，二次表显示的转速再乘以K，才是压缩机的转速。

2.1.2转速调节2.1.2.1转速参数最大连续转速为11161r/min，第一临界转速为4913r/min。

2.1.2.2转速调节过程

（1）根据压缩机出口压力参数调节压缩机的转速，以压缩机出口压力作为压力调节器的测量参数，以压缩机入口流量和温度参数的综合信号作为压力调节器的给定值进行转速调节，调节系统具有闭环控制的特性，系统构成如图1所示。

执行机构I/P电气转换器调节器压力变送器电动机液力偶合器增速机压缩机图1

（2）调节转速实际上是通过调节装置操纵液力偶合器勺管径向伸缩来进行的。

液力偶合器在运转时,供油泵从油箱里吸油经冷却器冷却后通过泵轮入油口进入工作腔,同时,工作腔中的油液从泵轮轴承座泄油孔泄入外壳,形成一个旋转油环,这样,就可通过调节装置操纵勺管径向伸缩改变外壳里油环厚度,即改变工作腔中的油量,实现对输出转速的无级调节,勺管排出的油则通过排油管回到箱体。

（3）液力偶合器可以在电动机转速不变的情况下，实现对工作机转速的无级调节，以满足工作机不同工况的需要，能实现电动机与工作机间扭矩的无冲击传递。

（4）液力偶合器在运转时，通过控制室PLC手动或自动输出420mA电流信号给现场的气动执行机构，带动与液力偶合器勺管相连接的杠杆系统动作来调节勺管位置，任意改变液力偶合器的输出转速。

勺管位置在0时，对应于液力偶合器的最低输出转速。

在调节转速过程中,应使压缩机快速跃过第一临界转速。

附表为压缩机空负荷试运转中，PLC调节器输出的电流信号与压缩机转速的数据。

附表调节器输出的电流信号与压缩机转速对应表电流信号/%转速/rmin-158419109598181114920111572.2以汽轮机为驱动器的压缩机2.2.1转速测量金陵石化公司化肥厂干气回收氢气装置的离心式压缩机采用以汽轮机为驱动器，在汽轮机机头测量盘处安装有3支测速探头，在控制室计算机上显示转速，从计算机输出420mADC至现场仪表盘的数字显示表进行转速显示。

探头测量出的汽轮机转速与压缩机运行的转速相等。

2.2.2转速调节转速调节系统与启动系统、保安系统有密切的联系，包括启动过程、二次油压的形成、速关油压的报警和联锁等。

2.2.2.1转速参数最大连续转速为12558r/min，第一临界转速为45004800r/min。

2.2.2.2转速调节过程

（1）汽轮机转速调节系统主要由WOODWARDPG-PL调速器、放大器、油动机和调节汽阀组成。

WOODWARDPG-PL调速器由汽轮机通过两级减速驱动其传动轴,该轴感受汽轮机转速的变化,其转速也就是调速器的输入信号测量值。

调速器的测量值与给定值比较，当产生偏差时便产生相应的输出，其输出通过杠杆传递给放大器，从而产生相应的二次油压，作为调节器的输出。

二次油压通过油动机操纵调节汽阀的开度。

调节器的给定值可在现场手动调节，也可远程气动调节（现场安装有1台电气转换器，输出信号为0.020.1MPa,其最小气动信号为0.02MPa与汽轮机的最低运行转速相对应，同时气动信号与汽轮机转速之间的比例关系是可调的）。

汽轮机采用WOODWARD离心式调节器，调速系统具有比例积分调节特性，即只要给定值不变，则无论负荷变化与否，机组转速都保持不变。

汽轮机转速调节框图如图2所示。

电气转换气调速器放大器油动机420mADC汽阀转速测量汽轮机图2（下转第80页）给定信号0.020.1MPa66河北化工HebeiChemicalIndustry第34卷乳液法ACR接枝VC共聚树脂的中试试验葡萄多酚的提取及在食品中的应用160t/h排焦量干熄焦工艺技术的优化与创新高纯度光纤用石英材料强水敏储层乳化压裂技术研究与应用医药中间体格列美脲TDI生产应用技术二氯异氰尿酸钠核心技术集成磷酸铁锂锂离子动力电池河北省地方计量检定规程微粒检测仪抗生素生产废水预处理技术研究小型密封管法测定水质化学需氧量研究高产酒精酵母育种及应用研究纳米牡蛎碳酸钙生产新技术浓度梯度分布核壳聚合物乳液制备与压敏特性研究皮革专用脱毛酶制剂的研制及制革业清洁生产新工艺研究开发工业节水关键技术集成及应用河北盛华化工有限公司,河北工业大学河北科技师范学院唐山钢联焦化有限公司,唐山学院久智光电子材料科技有限公司中国石油勘探开发研究院廊坊分院沧州那瑞化学科技有限公司沧州大化集团有限责任公司河北冀衡化学股份有限公司河北敬众锂电源科技有限公司河北省计量科学研究所河北省计量监督检测院天津市天大天发科技有限公司河北省环境科学研究院国家制药废水污染控制工程技术中心河北省水环境科学实验室河北省环境监测中心站河北农业大学河北科技大学石家庄隆大福生物药业有限公司河北工业大学河北省微生物研究所河北省科学院能源研究所张家口市科技局秦皇岛市科技局唐山市科技局廊坊市科技局廊坊市科技局沧州市科技局沧州市科技局衡水市科技局衡水市科技局省质量技术监督局省环保局省环保局省教育厅省教育厅省教育厅省科学院省科学院续（附表）项目名称HPF法脱硫废液处理工艺的研究与开发叶黄素系列产品的规模化生产工艺技术基于组态控制的煤矿综合监控及智能决策系统研究与开发高水材料机械化巷旁充填留巷技术研究与应用LDS-IC型快速测井岩性密度测井仪显德汪矿不稳定“三软”厚煤层两柱掩护式放顶煤支架的适应性及开采技术研究煤矿岩巷机械化高效掘进的关键应用集成技术研究6-氨基青霉烷酸直通新工艺开发完成单位河北钢铁集团邯郸钢铁集团有限责任公司晨光生物科技集团股份有限公司河北工程大学,邯郸市康创电气有限公司冀中能源邯郸矿业集团有限公司中国矿业大学冀中能源邯郸矿业集团有限公司陶一煤矿中国船舶重工集团公司第七一八研究所冀中能源股份有限公司中国矿业大学（北京）河北金牛能源股份有限公司中国矿业大学（北京）华北制药股份有限公司推荐部门邯郸市科技局邯郸市科技局邯郸市科技局邯郸市科技局邯郸市科技局邢台市科技局邢台市科技局石家庄市科技局（闫淑萍整理）

（2）在试运转中，操作启动装置，经过一定时间后，启动装置向下移动，使速关阀全开，产生的二次油压0.15MPa后,调节汽阀开启,随之汽轮机转子冲转,当启动装置处于运行位置时,转速由调速器控制。

（3）当出现紧急情况时,可在现场手动操作危急遮断器停机，也可由电磁阀动作进行自动停机（防止当危急遮断器滑阀拒动时出现事故），动作时泄掉保安油路油压，使汽阀关闭，切断机组进汽,确保机组安全。

保安系统框图如图3所示。

危急遮断器滑阀油动机气阀自动停机电磁阀图33结语无论是以电动机为驱动器的离心式压缩机还是以汽轮机为驱动器的离心式压缩机,转速调节系统是保证压缩机组正常安全运行的重要组成部分。

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