6M50压缩机汇总.docx
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6M50压缩机汇总
6M50-305/320型氮氢气压缩机
使用说明书
GN505.SM
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化机制造有限公司
前言
使用和安装本设备之前，请仔细阅读本说明书。
本说明书主要针对6M50-305/320型氮氢气压缩机各主要零部件结构特点及压缩机安装、操作、日常维护等主要要求加以说明。
电机、电器、仪控等设备请参阅外配厂家提供的使用说明书。
仪表、电控部分请详细研读本说明书第二篇电仪部分。
用户接收到本设备后，必须在双方质检人员共同参与下开箱验收，设备经安装、调试合格后，才能投入工业性运转。
本压缩机为有油润滑结构，曲柄连杆机构采用循环油润滑，循环油牌号为L-AN68（GB443-89），气缸、填料采用真空滴油式注油器润滑，润滑油牌号为：
SY1216-7719#压缩机油，循环油与注油器用油不能互换，不能弄错！
该机设计、制造及检验遵循JB/T9105-1999《大型往复活塞压缩机技术条件》及本公司标准Q/WGN01-2002《大型往复活塞压缩机》、GB150《钢制压力容器》、GB151《钢制管壳式换热器》、《压力容器安全技术监察规程》及有关国家、行业、企业标准。
目录
第一篇机械部分说明书
第一章6M50-305/320型压缩机概述……………………………6
1.6M50-305/320型压缩机概述……………………………………6
2.压缩机主要技术参数……………………………………………6
3.主电机主要技术参数……………………………………………7
4.用电设备参数……………………………………………………7
5.液压拉抻器使用条件……………………………………………7
6.工作原理及结构布置图…………………………………………8
7.产品型号说明……………………………………………………9
第二章6M50-305/320型压缩机主机结构……………………10
1.机身……………………………………………………………10
2.中体……………………………………………………………10
3.曲轴……………………………………………………………11
4.连杆……………………………………………………………11
5.十字头…………………………………………………………11
6.活塞……………………………………………………………11
7.盘车……………………………………………………………12
8.气缸……………………………………………………………13
9.填料……………………………………………………………13
10.刮油器…………………………………………………………13
11.气阀……………………………………………………………14
第三章6M50-305/320型压缩机辅机……………………………15
1.缓冲器…………………………………………………………15
2.冷却器…………………………………………………………15
3.分离器…………………………………………………………15
第四章6M50-305/320型压缩机管路…………………………17
1.气管路…………………………………………………………17
2.水管路及检水槽………………………………………………18
3.注油管路………………………………………………………19
4.循环油管路……………………………………………………19
5.仪表管路………………………………………………………19
6.压缩机的安全保护装置………………………………………20
第五章6M50-305/320型压缩机的安装………………………22
1.概述…………………………………………………………22
2.对基础的要求…………………………………………………22
3.机身和中体的安装……………………………………………22
4.曲轴、连杆、十字头的安装…………………………………24
5.气缸、活塞、填料、刮油器的安装……………………………24
6.气阀的安装……………………………………………………25
7.辅机及管路的安装……………………………………………25
8.主电机的安装…………………………………………………26
第六章6M50-305/320型压缩机试车…………………………27
1.概述……………………………………………………………27
2.负荷运转试验……………………………………………………27
3.试运转…………………………………………………………30
第七章6M50-305/320型压缩机操作维护与保养……………31
1.压缩机的操作…………………………………………………31
2.压缩机的维护和保养……………………………………………32
3.压缩机主要部位维修、安装工作说明…………………………34
4.压缩机常见故障及排除方法……………………………………36
5.压缩机的制造验收及包装………………………………………37
第八章6M50-305/320型压缩机成套和供货范围……………39
1.成套范围………………………………………………………39
2.供货范围说明…………………………………………………42
4.售后服务………………………………………………………42
第二篇电仪控制系统说明书
一、概述…………………………………………………………43
二、使用环境……………………………………………………43
三、系统结构……………………………………………………43
四、报警和停机联锁保护…………………………………………44
五、开车前的准备工作……………………………………………45
六、操作程序………………………………………………………46
七、检测仪表及元件………………………………………………47
八、电气设备及仪表的维护及保养………………………………47
九、参照资料………………………………………………………48
十、特别提示……………………………………………………48
第一篇机械部分说明书
第一章6M50-305/320型压缩机主机概述
1、概述
6M50-305/320型氮氢气压缩机是六列对称平衡型六级往复活塞水冷式压缩机。
该机用于大、中型化肥厂合成氨系统,实现从造气（0.020MPaG）到合成（31.4MPaG）的氮氢气的增压。
其名义活塞力500KN，容积流量305m³/min。
单机年产合成氨4万吨。
该机由主机及辅机两大部分组成。
主机由机身、曲轴、连杆、十字头、中体、盘车、气缸、活塞、填料、气阀及主电机组成。
辅机包括容器及管路等，即气管路、水管路（及检水槽）、注油管路、循环油管路、仪表管路、缓冲器、冷却器、分离器以及电控、仪表（操作台、仪表柜、电控柜、高压开关柜及互感器柜）等。
该机一级一列，一至五级气缸均为双作用，六级气缸为盖侧单作用。
该机汲取了国内外众多压缩机先进技术,并结合了本公司多年的成功经验。
相较国内其他主参数相近的机器，该机更先进。
2、主要性能技术参数
表1-1
型号
6M50-305/320
润滑油压力
0.6MPa
型式
六列对称平衡型
冷却水压力
0.4MPa
容积流量
305m
/min
冷却水耗量
850t/h
行程
480mm
注油耗量
1200g/h
转速
273r/min
主机重量
104580kg
轴功率
5037kw
机组重量
241380kg
进气压力
0.020MPa（表压）
最大件重量
22571kg（机身）
排气压力
31.4MPa（表压）
主机外形尺寸
8010×6520×2900mm
吸气温度
40℃（一级）
机组占地面积
20×14m
传动方式
同步电机直接驱动压缩机
型号
TK5200-22/3250
功率因数
0.9（超前）
型式
集电环正压通风同步电机
频率
50Hz
额定功率
5200kw
总重量
36800kg
额定转数
273r/min
最大件重量
15980kg
额定电压
6000V
转动惯量
≈9250kg
.m
额定电流
577.5A
电机旋转方向
从电机轴伸端看为顺时针方向
3、主电机技术参数
表1-2
4、用电设备参数
表1-3
用途
功率（kw）
转数（r/min）
电压
（V）
防爆等级
数量
备注
主电机
5200
273
6000
正压通风
1
通风电机
1.5
1440
380
dIIBT4
2
盘车电机
5.5
1440
380
dIIBT4
1
注油电机
0.75
1440
380
dIIBT4
1
油泵电机
22
1440
380
dIIBT4
1开1备
电加热器
7.5
380
dIIBT4
2
蝶阀电机
1.5
1440
380
dIIBT4
1
5液压拉伸器使用条件
联接部位
拉伸器名称
拉伸器油缸面积F
预紧力
T
油缸油压力P
各十字头与活塞杆连接
十字头液压拉伸器
140.3cm
1100KN
78.4MPa
各连杆与连杆体
连杆液压拉伸器
97.8cm
350KN
55MPa
Ⅰ级活塞杆与活塞体
活塞拉伸器
140.3cm
1100KN
78.4MPa
Ⅱ级活塞杆与活塞体
活塞拉伸器
140.3cm
1100KN
78.4MPa
Ⅲ级活塞杆与活塞体
活塞拉伸器
140.3cm
1100KN
78.4MPa
Ⅳ级活塞杆与活塞体
活塞拉伸器
140.3cm
1100KN
78.4MPa
Ⅴ级活塞杆与活塞体
活塞拉伸器
140.3cm
1100KN
78.4MPa
Ⅵ级活塞杆与活塞体
活塞拉伸器
140.3cm
1100KN
78.4MPa
表1-4
注意:
a.使用液压拉伸器前,必须校对油泵压力表,以免出现预紧过度或预紧力不足情况。
b.使用液压拉伸器前必须核实拉伸器油缸面积，当拉伸器油缸面积与规定值不符时，为保证预紧力不变，必须修正油泵油压，其计算公式为：
P=η×T/F,其中预紧系数η取1.4;
c.使用液压拉伸器应反复进行升压-旋紧-卸压至少三次，以确保预紧可靠。
升
压与卸压过程均应缓慢进行。
6、工作原理及结构布置图
结构概述
6M50-305/320型氮氢气压缩机是六列对称平衡机型。
其结构方案图如下,剖面图和外形图见产品图样。
7.产品型号说明：
6M50-305/320
额定排气压力0.1MPa
额定流量m
/min
名义活塞力10
N
结构
列数
第二章6M50-305/320型压缩机主机结构
1、机身
机身为主机骨架，机组运转的平稳性取决于骨架的刚性，因此机身设计在注重其强度的同时，更着眼于整体刚性的实现：
首先，机身一改传统的非对称结构，设计为上端开口的箱形整体对称结构（机身两侧用以安装中体的各三个法兰面对称），从中体传递来的力直接作用于机身内主轴承座处的贯穿筋上，受力明显改善，且上部开口处配有六根合理横截面的支承梁，并用足够强度的拉杆将之紧固于机身之上；其次，还应用框架结构理论，根据受力情况在合理位置布置有足够强度的加强筋。
这就确保了机身具有足够的刚性。
机身主轴承的润滑也一改传统的由机身上方进油的结构，改为由机身下方进油，从一定程度上简化了结构且改善了主轴承的润滑条件。
机身内有六个主轴承，为钢背锡锑轴承合金薄壁瓦，主轴承与曲轴主轴颈的径向间隙由加工保证。
当轴承间隙超差时，必须更换主轴瓦，恢复轴承功能。
机身上方装有焊接顶盖，其中四个顶盖上装有呼吸器；机身底部为一个不储油的斜面，便于汇集的润滑油流去稀油站；机身地脚支座处有调整螺钉，供安装时调整水平之用。
机身两端有铸铁端盖。
主电机端端盖的轴伸孔内装有密封润滑油的装置，另一端端盖内装有盘车机构。
机身采用HT250铸造后采用加工中心精加工而成。
2、中体
中体为落地式（中体与支承采用分体式结构），采用HT250铸造后精加工而成。
中体设计有别传统结构：
中体滑道相对中体与机身贴合面中心线在水平方向偏心（安装时相对列中体互反转180º），从而使机身的对称设计成为可能。
中体两边各开有一大一小两个窗口，大窗口供装卸十字头及刮油器用，小窗口供装卸填料用；中体与机身贴合处为一凸缘法兰，在安装时应使其下端面紧靠在机身的加工台面上，然后在中体与机身贴合面上钉上定位销。
中体滑道上、下方各设有一润滑油孔，从稀油站来的润滑油由此进入润滑十字头。
3、曲轴
曲轴为六列对称平衡型结构,三重双拐式，每重互错120º。
相对两拐之间不加支承，这样设计，可以使机器运转平稳，而且在相对列往复运动质量相同的情况下，可以使一、二阶贯性力完全平衡，使相对列活塞力可以相互抵消，从而减少了主轴颈、主轴承的磨损及压缩机摩擦功耗。
曲轴法兰端与主电机法兰端直联，另一端与盘车相联。
主轴颈至曲柄销钻有油孔，从机身主轴承来的润滑油通过油孔流至曲柄销润滑连杆大头瓦。
曲轴采用45整体锻造后精加工而成。
4、连杆
连杆的功能是将曲轴的旋转运动转换为十字头、活塞的往复运动。
连杆大头为剖分式，内径与主轴承相同。
其内大头瓦为钢背巴氏合金薄壁瓦。
小头为整体式，其内衬套为锡青铜材质。
杆体截面为圆形，其内钻有油孔，从连杆大头瓦来的润滑油通过油孔流至连杆小头，润滑小头衬套。
连杆螺栓采用两个专用的液压拉伸器同时预紧，方便快捷且可靠。
连杆采用45整体锻造后精加工而成。
5、十字头
十字头体采用ZG270-500整体铸造且浇巴氏合金ZSnSb11Cu6后精加工而成。
十字头销与十字头体之间为锥面配合，简单可靠。
6、活塞
活塞杆采用42CrMoE锻造后精加工而成。
活塞杆摩擦面采用高频淬火处理。
活塞杆与十字头、活塞体的联接均采用液压拉伸器预紧，方便快捷且可靠。
装拆活塞杆时，为防止活塞杆螺纹刮伤填料及刮油器，最好装上专用的填料护套。
在曲柄连杆机构的作用下，活塞是改变气缸压缩容积的零件。
对于本机而
言，活塞均按有油润滑结构设计：
一至四级支承环为嵌入活塞体圆周内的巴氏合金;五至六级支承环为碳纤维增强聚四氟乙烯CFRP材料。
一至四级活塞环为铸铁件，五、六级活塞环为碳纤维增强聚四氟乙烯CFRP材料。
所有活塞都有一个基本的特点，即相对二列的活塞重量大体上相等，这样就保证了该二列的惯性力基本平衡，而从保证了机器运转的平稳性。
所有气缸里均有充足的润滑油，以延长气缸与活塞环的寿命。
曲轴、连杆、十字头、活塞杆、活塞体为机组运转部件，运转部件的关键在于各零部件强度、刚度及联接部位的可靠性。
各运转零部件的设计建立在严格的强度、刚度和动力计算基础上，并且充分考虑我国材料工业的现状，给与足够的安全裕度。
7、盘车机构
盘车装置的蜗轮蜗杆及齿轮减速机构将盘车电机输出的旋转（转速1500r/min）变为曲轴的旋转（转速约1.5r/min），从而实现了盘车。
为了保护盘车装置防止误操作，盘车设有电气及液压机械联锁保护，以实现开车时不能盘车，盘车时不能开车。
在开车前，必须将盘车手柄扳至开车位置，盘车手柄的转动带动小齿轮沿轴向外滑动至极限位置，使它与大齿轮（和曲轴相联）不再啮合；当开动油泵电机后，从油站来的压力润滑油进入手柄箱将其内的小活塞推至最前端，使小活塞前端插入与摆杆（与盘车手柄相联）相联的定位块孔内，使盘车手柄被锁住，不能再转动，这就避免了开车时误扳手柄，出现损坏盘车装置的情况；由于小活塞产生了足够位移，循环油经出油管使安装于盘车盖上的压力调节控制器KM4辅助触点闭合，接通合闸回路主电机即可启动。
相反，假如开车前操纵手柄不在开车位置上，油泵电机开动后，尽管小活塞受循环油压的作用，但因为它与转盘上的销孔错了方位，被定位块顶住而不能产生足够的位移，压力油不能到达出油管里，KM4辅助触点不能闭合，合闸回路不能接通，这就保证了盘车时主电机不能启动，从而实现了主电机与盘车装置的电气联锁保护。
另一方面，在未开车前，想要盘车{此时位于小活塞前端的弹簧将小活塞推至后端极限位置（此时油泵需卸压），盘车手柄解锁}，必须将盘车手柄向盘车盖外方拉起（为防止盘车手柄振动，手柄在开、盘车位置上设有定位槽，且配有弹簧防松）后扳至盘车位置（若扳不动，可用手转动盘车电机轴与蜗杆相联的联轴器，直至能扳动为止），此时盘车手柄的转动带动小齿轮沿轴向内滑动至极限位置，使它与大齿轮（和曲轴相联）啮合，开动盘车电机，即可实现盘车；此时，由于作用于压力调节控制器的压力油与手柄箱泄放口相通，可确保压力调节控制器触点打开，主电机不能启动。
盘车装置可以进行正反两个方向盘车，只要将操纵手柄板至该盘车标志位置即可实现。
但必须注意，无论是盘车还是开车，事先都应启动油泵电机。
凡本厂生产的压缩机，盘车装置在厂内组装调试并校准，
若无特殊情况，盘车装置内部各件，用户以勿动为宜！
必须指出：
本机属于大型运转机械，同步电机转动惯量较大，停车时，必须先切断主电机电源，待压缩机停稳后，再切断油泵电机电源，待循环油卸压后，方可将操纵手柄扳至盘车标志，如果不遵守上述程序停车，就有可能损坏盘车装置！
8、气缸：
一至四级气缸采用铸铁整体铸造后精加工而成，均为三层壁结构，它不仅具有流畅的气道而且还有合理的水道；五、六级气缸采用35#钢整体锻造后精加工而成。
设计中为使之具有良好的冷却在缸体上专门设置了冷却水盖，以便进行强化冷却，提高机器的效率。
四、五、六级缸配有QT600-3缸套。
一至六级气缸均为上进气，下排气结构。
缸座：
缸座是联接缸体与中体的重要构件，一至四级缸座内装有相应级的填料，五、六级无缸座，填料直接装在缸体填料箱内。
9、填料：
本机填料装置由其前端迷宫环、节流环及其后的若干组填料密封环及阻流环组成，在它们的共同作用下，把气体的泄漏量控制在千分之一左右的范围内。
泄漏的气体聚集于填料法兰前面的小气室内，然后由漏气回收管导走。
漏气回收管应接入用户的集油器中。
填料采用我公司经过长期实践检验的成熟可靠结构及材料。
填料有效地控制压缩机介质泄入现场，保证工艺流程的正常进行，确保现场安全及操作人员身体健康。
10、刮油器
刮油器具有双向刮油功能，防止了运动部分的润滑油与气缸、填料的润滑油的互混，以便分别回收，循环使用。
11、气阀
气阀阀座、限制器均由锻钢精加工而成。
一、二、三级阀片采用PEEK菌状阀片。
四、五、六级气阀为环状气垫阀。
弹簧采用日本进口的17-7PH弹簧钢丝卷制，并且经过严格的热处理，使其具有足够的使用寿命。
阀座和阀片的密封面加工精度较高，拆装时应注意，不得损伤其密封面。
为方便气阀的装拆,配有专用的气阀装拆工具。
第三章6M50-305/320型压缩机辅机
1、缓冲器
缓冲器设置在靠近气缸进、排气口的管路上（其中IV、VI级进、排气缓冲器直接与气缸进、排气口相联），具有足够的缓冲容积用以稳定压力，消除进、排气管内气流的脉动，此外，还具有避免管道发生共振的作用。
在某种意义上可以认为：
缓冲器有提高压缩机的效率，降低功率消耗的作用。
有足够的强度，并留有一定的裕度。
严格按照GB150《钢制压力容器》进行制造与验收。
本机器I至VI级均有排气缓冲器，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、IV、Ⅴ、VI级还设有进气缓冲器。
I至IV级缓冲器均为立式圆筒形容器，V、VI级缓冲器为球形容器。
I至III级缓冲器设有测温口、测压口、排污口，使用一定时期后可以打开丝堵，放掉缓冲器内存积的油、水等污物。
2、冷却器
冷却器安置于各级排气缓冲器之后，具有足够的换热面积用以冷却各级气缸排出的高温气体，保证进入压缩机下一级（或系统）的气体温度在规定的范围内。
一至六级均采用管壳式结构。
具有结构紧凑、换热效率高、占地面积小的优点。
一至三级冷却器换热管采用波纹管，气走壳程，水走管程。
3、分离器
分离器安置于各级冷却器之后（其中I、Ⅱ、IV级分离器直接与后一级气缸进气口相联），具有良好分离效果，用以分离气体中的油、水及其他污物，再通过排污口排放出去，这样，即可防止水份和油污进入气缸，又可以使得进入下一级缸的气体较为洁净，同时还可以起缓冲作用，使压缩机的运作更平稳。
分离器采用离心及重力分离的原理，气流从容器筒体上部沿切线方向进入，在容器内部构件的作用下，气流作旋转运动，在离心力及重力的作用下，气流中的液滴被甩到容器周围壁面上，并沿壁面降落而积聚在容器底部，然后从底部的排污口排出，而气流则沿容器中心的排出管向上引出。
分离器为立式圆筒形容器、支腿或裙座支承。
分离器属于压力容器，它具有足够的强度，并留有一定的裕度，严格按照GB150《钢制压力容器》进行制造和验收。
Ⅰ、Ⅲ级进气、Ⅰ、Ⅳ级排气分离器也兼有缓冲器的功能。
各级分离器均设有压力测口及安全阀接口，其中I至IV级分离器上还设有温度测口。
第四章6M50-305/320型压缩机管路
管路概述：
该机管路设计及施工请参照GBJ235《工业管道工程施工及验收规范》。
用户可参照该机的流程图及气管路组件、水管路组件、循环油管路组件、仪表管路组件、排污管路组件。
1、气管路
气管路是压缩机各级间、压缩机与系统间气体流动的通道。
压缩机备有自I级进口阀至VI级出口阀的全部管道、阀门，以及包括在
其中的各回路，放空管路，安全阀排放管等管道和阀门及各种管路附件。
1.1气体主管道
气体主管道分为三段：
第一段：
来自造气系统的半水煤气进入一级进气分离器→一级气缸→一级排气缓冲器→一级冷却器→一级分离器→二级进气缓冲器→二级气缸→二级排气缓冲器→二级冷却器→三级进气分离器→三级气缸→三级排气缓冲器→三级冷却器→三级分离器，流经止回阀、截止阀后去碳化系统。
第二段：
来自碳化系统的脱碳气经截止阀进入四级进气缓冲器→四级气缸→四级排气缓冲器→四级冷却器→四级分离器→五级气缸→五级排气缓冲器→五级冷却器→五级分离器，流经止回阀、截止阀后去精炼系统。
第三段：
来自精炼系统的精炼气经截止阀进入六级进气缓冲器→六级气缸→六级排气缓冲器→六级冷却器→六级分离器，流经止回阀、截止阀后去合成系统。
以上三段出口均设有止回阀，停机时，便于压缩机与系统的脱离以及防止介质气体的倒流。
1.2回路管道
压缩机设有Ⅰ回Ⅰ、Ⅱ回Ⅰ、Ⅲ回Ⅰ、Ⅴ回Ⅳ、Ⅵ回Ⅵ回路管道和附设的阀门管件。
通过回路管道，可以调整各级压力和供空负荷启动之用。
各回路管道的连接可参看气体流程图。
用户可根据现场具体情况，有条件时最好将阀门集中安装，这样便于操作。
1.3放空管道
压缩机的Ⅲ、Ⅴ、Ⅵ级的排出管上设有放空管道及附属阀门，以供停车卸荷时使用。
放空管的高度应符合有关安全规范。
1.4安全阀排放管道
本机各级均设有安全阀及连接管道，各级安全阀均与相应级的分离器相接。
安全阀安装在6M45（01）.10B-00安全阀排放管上。
用户应据安装现场将排放管置于振动较小的地方固定。
排放管的一端可与I级进气管接通，以便排放的气体得以回收。
安全阀排出的气体放空，其放空管的高度应符合有关安全规范。
安全阀是压缩机组的主要安全保护装置，在其工作压力下处于常闭状态，当气体的压力达到启跳压力时，自动启跳卸压，排出过剩的气体，保护压缩机在正常负荷下运行。
1.5试车管道
为了试车方便，本机设有试车联通管道Ⅲ通Ⅳ、Ⅴ
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