往复式压缩机培训课件.pdf

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往复式压缩机往复式压缩机Reciprocatingcompressor第一章第一章相关标准简介相关标准简介第二章第二章订货选型采购订货选型采购第三章第三章安装使用维护安装使用维护张凤魁张凤魁2012年年4月月三、常用标准规范简介四、采购流程及技术方案选择五、设备安装的几个技术问题一、行业发展基本概况往复式压缩机往复式压缩机Reciprocatingcompressor二、往复式压缩机的构造化肥工艺压缩机主要有2种形式，即往复式压缩机和透平式压缩机。

透平式压缩机以其噪音低、易损件少及及长时间无故障运行有保障、单机排气量大、更适应于单系列的工艺流程等特点，在西方工业国家的化肥行业中一枝独秀，但因其制造、安装精度高、热效率相对较低、排气压力一般在15MPa左右、对气质要求高、维修难度高、一次投资大等特点，在国内中小氮肥中（除循环气压缩机外）应用较小。

往复式压缩机在有平面尺寸较大、单机排气量相对较小、易损件多及及无故障运行时间相对较短等缺点的同时,具有相对排气压力较高、热效率高、气量调节时排气压力基本不变等优点，在国内化肥行业仍得到广泛的应用。

随着我国化工装置规模的大型化，透平机组的应用越来越多，但在高压、超高压、小流量领域，往复机仍不可替代。

且在运行中小氮肥装置，压缩机仍以往复机为主。

第一章第一章行业发展基本概况行业发展基本概况第一章第一章行业发展基本概况行业发展基本概况国内可以生产石化行业需要往复式压缩机厂家主要有沈鼓集团、潍坊生建、上海压缩机厂、四川大川等。

20年发展，国内已形成L、D、DZ、H、M型等等数十个压缩机系列、数百种产品。

国内中小型压缩机基本满足了国内石化行业需求，但大型往复压缩机还不能完全满足需要。

目前国内往复压缩机技术水平同国外相比，主要差距为基础理论研究差，产品技术开发能力低，工艺装备和实验手段落后，产品技术起点低，规格品种、效率、制造质量和可靠性还有相当差距，技术含量高和特殊要求产品满足不了国内需要。

目前往复式压缩机发展方向是：

大容量、高压力、结构紧凑、能耗少、噪声低、效率高、可靠性高、排气净化能力强；不断开发变工况条件下运行新型气阀，气阀寿命大大提高；产品设计上，应用压缩机热力学、动力学计算软件和压缩机工作过程模拟软件等，提高了计算准确度，综合模拟模型预测压缩机实际工况下性能参数，以提高新产品开发成功率。

压缩机产品机电一体化到强化，采用计算机自动控制，自动显示各项运行参数，实现优化节能运行状态，优化联机运行、运行参数异常显示、报警与保护；产品设计重视工业设计和环境保护，压缩机外型美观，更加符合环保要求。

第一章第一章行业发展基本概况行业发展基本概况第一章第一章行业发展基本概况行业发展基本概况德国KSB公司1877年制造的“风泵”第一章第一章行业发展基本概况行业发展基本概况2010年6月由沈阳申元气体压缩机有限责任公司研发的8M80-500/260超大型氮氢气往复活塞式压缩机在该厂组装完成，该机组采用八列对称平衡型结构，为国内列数最多；单列80吨活塞力、整机最大驱动功率10000KW，单机功率为国内最大。

该机组的成功研发填补了国内空白，是往复活塞式压缩机行业的巨大进步，也是国内往复活塞式压缩机制造史上的里程碑。

2010年11月4日，沈鼓集团为中石化长岭分公司研制生产的4w125（50）往复式压缩机一次试车成功，宣告国产化最大型往复式压缩机诞生。

该机组的研制成功填补了我国装备制造业的空白，满足了我国石化行业、煤化工行业装置大型化发展的需要。

第一章第一章行业发展基本概况行业发展基本概况第一章第一章行业发展基本概况行业发展基本概况2011年12月10日，中国通用机械工业协会在沈阳主持召开150吨大型往复压缩机方案论证会。

150吨大推力往复式压缩机的开发，是该公司引进德国BORSIG公司125吨系列机组基础件上推出的“升级版”。

150吨系列机组目前国内乃至国际上推力最大的往复机。

（中化泉州1200万吨/年炼油项目中的330万吨/年渣油加氢装置）第二章第二章往复式压缩机的构造往复式压缩机的构造1.往复式压缩机的工作原理：

往复式压缩机的工作原理：

当曲轴旋转时，通过连杆的传动，活塞便做往复运动，由气缸内壁、气缸盖和活塞顶面所构成的工作容积则会发生周期性变化。

活塞从气缸盖处开始运动时，气缸内的工作容积逐渐增大，这时，气体即沿着进气管，推开进气阀而进入气缸，直到工作容积变到最大时为止，进气阀关闭；活塞反向运动时，气缸内工作容积缩小，气体压力升高，当气缸内压力达到并略高于排气压力时，排气阀打开，气体排出气缸，直到活塞运动到极限位置为止，排气阀关闭。

当活塞再次反向运动时，上述过程重复出现。

总之，曲轴旋转一周，活塞往复一次，气缸内相继实现进气、压缩、排气的过程，即完成一个工作循环。

压缩机剖面动态图压缩机剖面动态图连杆通过大头瓦与曲轴相连刮油盘根活塞杆盘根曲轴箱连杆通过小头瓦与十字头相连活塞杆进气阀排气阀盘根注油第二章第二章往复式压缩机的构造往复式压缩机的构造2.主要部件主要部件机身部件的组成:

一般由机身机身（根据需要由一、二或三个机身组成，2D型一个机身;4M型二个机身对接；6M型三个机身对接，对应的曲轴为两拐、四拐、六拐）、顶盖板、方窗盖板、支撑梁、轴承盖、挡油盖部件、呼吸器部件、轴承、螺栓、油管路等组成。

第二章第二章往复式压缩机的构造往复式压缩机的构造曲轴是往复式压缩机的主要部件之一，传递着压缩机的全部功率。

其主要作用是将电动机的旋转运动通过连杆改变为活塞的往复直线运动。

曲轴在运动时，承受拉、压、剪切、弯曲和扭转的交变复合负载，工作条件恶劣，要求具有足够的强度和刚度以及主轴颈与曲轴销的耐磨性。

故曲轴一般采用40、45或50号优质碳素钢锻造。

曲轴按结构分为一、二、四、六拐曲轴。

曲轴拐数越多轴越长、形状越复杂、刚性越差、越容易变形、加工难度越大。

所以，加工重点应放在增加支承，减少变形上。

曲轴的加工质量将直接影响到整机的工作质量和寿命，严重时会造成断裂事故。

第二章第二章往复式压缩机的构造往复式压缩机的构造第二章第二章往复式压缩机的构造往复式压缩机的构造连杆是曲轴与活塞间的连接件，它将曲轴的回转运动转化为活塞的往复运动，并把动力传递给活塞对气体做功。

连杆包括连杆体、连杆小头衬套、连杆大头轴瓦和连杆螺栓。

第二章第二章往复式压缩机的构造往复式压缩机的构造第二章第二章往复式压缩机的构造往复式压缩机的构造十字头是连接活塞与连杆的零件，它具有导向作用。

十字头可分成整体式和组合式两种。

整体式是在十字头体上直接铸焊巴氏合金；组合式是十字头体、滑板、十字头销、压力体部件、垫片、销钉、螺钉等组合而成。

第二章第二章往复式压缩机的构造往复式压缩机的构造接筒为铸铁制成的筒形结构，分有单隔室和双隔室两种型式，对于压缩易燃易爆或有毒介质时，采用双隔室型式，中间隔腔处安装中间密封填料，用以阻止气缸中泄漏气体进入机身。

每个腔室的顶部设有放空口，底部设有排污阀，靠气缸侧腔室根据需要分别设有充氮、漏气回收、注油、冷却水连接法兰及接头，用于与外部管路的连接；单隔室接筒不设中间密封填料，其余接口根据需要设置。

第二章第二章往复式压缩机的构造往复式压缩机的构造接筒两侧开有窗口，便于安装、检修用。

靠机身侧凹形隔板处安装刮油器，接筒与机身及气缸的连接采用止口定位，定位面密封采用厌氧型平面密封剂或垫片密封。

第二章第二章往复式压缩机的构造往复式压缩机的构造气缸主要由缸体、缸套、缸座、缸盖、阀孔盖、压阀罩、支撑、注油器组成，低压级多为铸铁气缸，设有冷却水夹层；高压级气缸采用钢件锻制，由缸体两侧中空盖板及缸体上的孔道形成泠却水腔。

吸气阀孔盖上及气缸盖端可根据用户订货要求，设置压开吸气阀调节装置和固定余隙阀，用于实现排气量的分级调节。

气缸设有支承，用于支撑气缸重量和调整气缸水平。

第二章第二章往复式压缩机的构造往复式压缩机的构造第二章第二章往复式压缩机的构造往复式压缩机的构造活塞部件是由活塞体、活塞杆、活塞螺母、活塞环、支承环等零件组成，每级活塞体上装有不同数量的活塞环和支承环，用于密封压缩介质和支承活塞重量。

第二章第二章往复式压缩机的构造往复式压缩机的构造第二章第二章往复式压缩机的构造往复式压缩机的构造气阀是压缩机的一个重要部件，属于易损件。

它的质量及工作的好坏直接影响压缩机的输气量、功率损耗和运转的可靠性。

气阀包括吸气阀和排气阀，活塞每上下往复运动一次，吸、排气阀各启闭一次，从而控制压缩机并使其完成吸气、压缩、排气等四个工作过程。

第二章第二章往复式压缩机的构造往复式压缩机的构造气阀主要由阀座、阀片、弹簧、升程限制器和将它们组为一体的螺栓，螺母等组成。

1.API618-1995用于石油化学和天然气工业的往复式压缩机2.JB/T9105-1999大型往复活塞压缩机技术条件4.SY/T6650-2006石油、化学和天然气工业用往复式压缩机5.GB/T20322-2006石油及天然气工业用往复压缩机6.JB/T8685-1998工艺流程用往复压缩机设计结构规范及数据表3.SH/T31432004石油化工用往复压缩机工程技术规定7.SH-T3544-2009石油化工对置式往复压缩机组施工及验收规范第三章第三章相关标准简介相关标准简介1.API618-1995用于石油用于石油化学和天然气工业的往复式压缩机化学和天然气工业的往复式压缩机API是美国石油学会（AmericanpetroleumInstitute）的英文缩写。

API建于1919年，是美国第一家国家级的商业协会。

API的一项重要任务，就是负责石油和天然气工业用设备的标准化工作，以确保石油天然气工业所用设备的安全、可靠和互换性。

API在美国国内以及在世界其他国家都享有很高的声望。

因此，佩带API标志的石油机械产品不仅被认为是质量可靠而且具有先进水平的标志，而且已成为产品走向国际市场的通过证。

在当今世界贸易市场上，由于采购石油设备的国际化，随之引发了质量保证和产品责任国际化的课题。

采购方（顾客）从质量保障的角度出发，普遍要求石油设备生产厂商按照API规范进行生产制造，提供使用API标记的产品，另一方面，生产厂商从质量管理，满足顾客要求的角度出发，也普遍接受、使用API规范。

第三章第三章相关标准简介相关标准简介API618是用户标准，是集世界范围内的石化行业用户的使用经验而制定的非强制性标准，是用户对制造厂的定制要求。

当用户在定货合同中规定了采用该标准或该标准中的某些条文，对于制造厂来说，就变成了强制性的。

API618对压缩机组的如下几个方面进行了规定：

压缩机本体的基本设计。

压缩机本体的基本设计。

包括许用的活塞平均速度；许用的排气温度；活塞杆和气体负荷；临缩机气缸；气阀和卸荷器；活塞、活塞杆和活塞环；曲轴连杆轴承和十字头；隔离室；填填料；压缩机轴承、十字头等运动机构的润滑；气缸和填料的润滑；材料；甚至铭牌和转向箭头。

性能要求性能要求：

容积流量、功率的容许偏差等。

机械要求机械要求：

活塞杆的跳动，活塞杆下沉、机械振动等压缩机气体管路设计以及声学模拟分析方法；压缩机气体管路设计以及声学模拟分析方法；第三章第三章相关标准简介相关标准简介机组的辅助设备机组的辅助设备。

包括驱动机；联轴器和防护罩；传动机构（直联、齿轮、皮带）；底座；控制路系统、管件和管道支撑；中间冷却器和后冷却器；脉动和振动控制的要求；空气进气过工具等。

检查、试验和装运准备。

检查、试验和装运准备。

规定了检查、试验的项目和最低要求；设备发运前要进行的防腐、防潮和防损坏的措施；包装的最抵要求等。

供货商应提供的的资料。

供货商应提供的的资料。

包括报价技术资料、工程设计所需的资料以及安装维护检修所需的资料；质量证明资料等。

该标准对上述内容作了原则上的规定，有些是定性的，有些是定量的。

还有些是要求用户根据实际情况和经验与制造厂协商确定的。

API6182007-5th（中）石油、化工和天然气工业用往复式压缩机第三章第三章相关标准简介相关标准简介2.JB/T9105-1999大型往复活塞压缩机技术条件大型往复活塞压缩机技术条件该标准规定了大型往复活塞压缩机的技术要求、试验方法和检验规则及其他要求。

整体要求较简化（总共14页），除一般通用要求外，更为侧重于机加工和安装装配，明确主要部件装配精度，对于材料要求部分较为详细，并明确了装配精度的具体要求，附录A对主要零部件的加工技术要求进行了约定。

JB/T9105-1999大型往复活塞压缩机技术条件大型往复活塞压缩机技术条件第三章第三章相关标准简介相关标准简介3.SH/T31432004石油化工用往复压缩机工程技术规定石油化工用往复压缩机工程技术规定SH/T31432004主要内容包括石油化工用往复压缩机的性能设计、结构设计、材料选用以及重要零部件的合理设计及配置等多个方面应遵循的原则；同时也提出了作为机组重要组成部分的辅助设备、辅助管路系统、控制和仪表等方面应遵守的准则；还对机组的检测、试验、包装、运输及资料准备等方面提出了要求。

该规定主要是引用美国石油学会标准APIStd618-1995，并结合中国石油化工行业的特点，补充或制定了一些新的规定。

SH/T31432004石油化工用往复压缩机工程技术规定石油化工用往复压缩机工程技术规定第三章第三章相关标准简介相关标准简介4.SY-T6650-2006石油、化学和天然气工业用往复式压缩机石油、化学和天然气工业用往复式压缩机该标准等同API618-1995第4版标准，为原标准的直接翻译。

SY-T6650-2006石油、化学和天然气工业用往复式压缩机石油、化学和天然气工业用往复式压缩机第三章第三章相关标准简介相关标准简介5.GB/T20322-2006石油及天然气工业用往复压缩机石油及天然气工业用往复压缩机等效于ISO13707-2000石油和天然气工业往复式压缩机。

该标准根据API618-1995第4版标准起草编写，从章节内容组织上进行了调整，对于原标准引用标准对于国内标准进行了转化。

从计量单位上转化为我国法定计量单位，对技术差异进行了单独说明。

GB/T20322-2006石油及天然气工业用往复压缩机第三章第三章相关标准简介相关标准简介6.JB/T8685-1998工艺流程用往复压缩机设计结构规范及数据表工艺流程用往复压缩机设计结构规范及数据表该标准采用ISO8012:

1988工艺流程用往复压缩机设计结构规范及数据表。

除以下内容与ISO8012有所差异外，其它内容均等同该国际标准。

（1）引用标准”转换为我国现行标准;

（2）压力单位改用法定的MPa;（3）定义中删去了与往复压缩机无关的字句;（4）原ISO8012附录A与合同一致的说明属提示的附录，而附录B数据表则为标准的附录，转化为我国标准时，按GB要求，将标准的附录数据表放在前，提示的附录与合同一致的说明置后。

该标准规定了工艺流程用往复压缩机的设计和结构技术要求，还规定了文件的要求。

JB/T8685-1998工艺流程用往复压缩机设计结构规范及数据表第三章第三章相关标准简介相关标准简介7.SH-T3544-2009石油化工对置式往复压缩机组施工及验收规范石油化工对置式往复压缩机组施工及验收规范该标准主要包括安装准备、主机安装、电机安装、辅助介质运行、空负荷试车及复合试车等部分内容，较HG-J204-1983化工机器安装工程施工及验收规范（对置式压缩机）标准更为细化，在附录中增加了“气缸滑道激光仪找正”“活塞杆冷态跳动”等安装调整方法。

是目前往复式压缩机安装最为权威的标准之一。

SH-T3544-2009石油化工对置式往复压缩机组施工及验收规范第三章第三章相关标准简介相关标准简介国际工程公司对会针对各自国家、各自工程公司或针对特定的项目，针对该标准某些条款进行引用、修改、限定、明确，或者删除或增加一些新的条款。

这些标准或规定举例如下：

壳牌石油公司标准DEP31.29.40.31ReciprocatingCompressors美国环球油品公司UOPSTANDARDSPECIFICATION5-14ReciprocatingCompressors日本东洋工程公司TES-GB-104EngineeringSpecificationforReciprocatingCompressors赛科技术规定SD-00-TSC-MR-0010ReciprocatingCompressors中国石化工程建设标准SDEP-SPT-RE2013往复压缩机工程技术规定洛阳石油化工工程公司71BG044-2005往复式压缩机工程规定上述这些标准、规定一般是为特定的项目而发布的，为内部标准。

未经版权方书面同意，不得以任何方式复制和向第三方提供，因此在市面上买不到第三章第三章相关标准简介相关标准简介往复式压缩机的采购包括技术参数的提出、技术规格书的编往复式压缩机的采购包括技术参数的提出、技术规格书的编制、厂家的技术交流、考察，招标时对技术方案的评审、招标后制、厂家的技术交流、考察，招标时对技术方案的评审、招标后的技术方案审查，和设计院之间条件反馈，制作过程质量监督，的技术方案审查，和设计院之间条件反馈，制作过程质量监督，制造厂试验等过程，其中的的每一个环节都非常重要，对最终的制造厂试验等过程，其中的的每一个环节都非常重要，对最终的设备质量影响加大，需认真把控。

设备质量影响加大，需认真把控。

第四章第四章订货选型采购订货选型采购1.订货及采购流程订货及采购流程条件的提出条件的提出编制技术规格书编制技术规格书供应商考察交流供应商考察交流招、评标招、评标设计审查设计审查制造质量监检制造质量监检试验鉴定试验鉴定发货及验收发货及验收第四章第四章订货选型采购订货选型采购2.技术条件的提出技术条件的提出技术条件的提出一般由设计院设备专业负责制定，具体要求由工艺、电气、仪表、公用工程等专业提供具体要求。

各主要标准均明确了数据格式，其中以API最为详细。

HGT20704.9-2000机泵专业设备数据表的格式和编制说明机泵专业设备数据表的格式和编制说明T05017-640MP07-01-3（脱碳闪压机脱碳闪压机）1234第四章第四章订货选型采购订货选型采购2.1数据表主要内容数据表主要内容操作条件：

气体的进出口条件、气量气体组分现场条件环境温度环境安全要求安全位置等对结构的特殊要求如密封性能气量调节能力和方式要求润滑系统辅机要求电器仪表公用工程第四章第四章订货选型采购订货选型采购3.技术方案确定审查中注意的几个问题技术方案确定审查中注意的几个问题3.1标准的选用问题标准的选用问题选用先进的标准规范，是保证整机综合质量的基础。

整体要求按照API618的标准执行，并注意根据实际需求和使用经验，对该标准中的可选项进行明确，对制造商难以承诺达或API中未进行明确的条款，也应根据国内实际设计制造能力，采用国内其他相关标准进行补充约定。

避免将所有标准进行简单地罗列，给供应商以可乘之机。

对于相关的辅助标准，也应注意选择最新的、较严格、适宜的标准。

第四章第四章订货选型采购订货选型采购3.2气量的确定。

气量的确定。

要求要按照实际需求确定，避免大马拉小车造成的能耗浪费。

一般设计院提出的气量要求就是按照最大负荷提出的，制造厂的额定流量可以将所需流量增加3%的制造公差。

业主不易再在此基础上提高要求。

要注意不同状态下的气量换算关系。

化工工艺中使用的压缩机，由于工艺计算的需要，需将容积流量折算到标准状况（1.013x105Pa，0时的干气容积值），此值称为供气量或者标准容积流量。

一般压缩机制造商折算一入状态下，机组铭牌的标定值也是此状态下的气量值。

往复压缩机排气量随压缩机的进口状态而变，若进口状态变化幅度较大，应给出最高最低极限值。

第四章第四章订货选型采购订货选型采购3.3机型结构机型结构对称平衡型压缩机的优点（其中M型最优）：

在对称平衡型压缩机中每一对相邻曲轴的曲柄错角都为180,使得相对两列的运动件相向或相反,通过零件的设计可使一阶、二阶往复惯性力、旋转惯性力完全平衡,降低旋转惯性力矩（因相对两列的列间距很小）甚至为零,机器运转平稳、振动小。

每两个相对列的曲柄错角为180,两列活塞力的作用方向相反,可以相互抵消。

因而改变了主轴承的受力情况,减小主轴颈与主轴承之间的磨损,延长了主轴瓦的使用寿命。

机器转数高,重量和体积都很小,造价低。

由于惯性力几乎完全得到平衡,对基础要求低,体积小,节省基建投资。

可以采用较多的列数,提供了在每一列设置一个级的可能性,级在列中的串联少,便于安装检修,变型使用。

对流程的变化适应性强,对驱动机械的性能要求较低。

第四章第四章订货选型采购订货选型采购3.4转速与活塞平均速度转速与活塞平均速度经济性和可靠性密切相关转速高的优势：

几何尺寸小，制造难度低，造价低。

缺点：

活塞环等运转部件磨损大，气阀压力损失大。

惯性力增大，振动加大。

大中型压缩机活塞平均速度一般选择为3.5-4.5m/s，大型取下限。

在气缸有油润滑的情况下，压缩机转速和对应的平均活塞速度应限制在规定的范围内：

在压缩介质为饱和烃类气体或气缸为无油润滑时，平均活塞速度且应不大于3.6m/s。

压缩机功率最大曲轴转速最大活塞平均速度25kW-150kW400r/min5m/s150kW375r/min4m/s第四章第四章订货选型采购订货选型采购3.5排气温度：

排气温度：

实际排气温度是限制各级压比的主要因素，对于几种气体的许用排气温度：

压缩介质为空气或者氧基工艺气体，在气缸有油润滑的情况下，正常操作点的预期排气温度应不大于135；其它工况点和其它负荷条件下，预期排气温度应不大于150。

对于分子量不大于12的富氢气体介质，气缸有油润滑时，在规定的所有工况点和负荷条件下，预期排气温度应不大于135。

在气缸无油润滑的情况下，当气体压力在7MPa及其以上时，在规定的所有工况点和负荷条件下，预期排气温度应不大于120。

对于干氯气，预期排气温度应不大于100。

对于湿氯气，预期排气温度应不大于130。

排气温度高报警设定值应比预期最高排气温度高度。

排气温度停车（或高高报警）设定值应比预期最高排气温度高20度第四章第四章订货选型采购订货选型采购3.6压力比的分配问题压力比的分配问题多级压缩的优势：

多级压缩的优势：

省功-引级间冷却使被压缩气体温度降低而容积缩小，减少压缩功。

高效-高压缩比下，余隙容积的影响相对较大。

优配-因受气体力的影响，多级压缩利用于各级的优化配置。

压缩比的选择压缩比的选择-等压分配等压分配1.为提高压缩机的容积效率，一段压缩比相对较小（还是余隙的影响）2.为提高压缩机的变工况适用性，一般段和末段压缩比较小。

3.当考虑到活塞力平衡需要时，某些级次的压缩比可适当进行调整。

4.当考虑到其他可压缩性的影响，可考虑采用等功法分配压力比。

第四章第四章订货选型采购订货选型采购3.7动力平衡动力平衡力求各列内、外止点活塞力的绝对值相等或相近。

力求各列惯性力、惯性力矩尽量相互抵消。

力求总切向力曲线均匀，所需飞轮矩最小。

第四章第四章订货选型采购订货选型采购3.8基础件强度要求基础件强度要求气体力必须小于基础件最大允许的气体力综合活塞力（或合成载荷）必须小于基础件最大允许的综合活塞力惯性力必须小于基础件最大允许的综合活塞力曲轴的扭矩幅必须小于曲轴材料的最大允许扭矩幅值曲轴的安全系数必须大于规定值第四章第四章订货选型采购订货选型采购3.9密封性问题密封性问题力求活塞环和填料的密封压差小，密封周长短、密封间隙小且有阻流作用，以实现密封的最小泄