离心机技术方案.docx
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离心机技术方案
EI1000-4/1
制药发酵离心压缩机
技术方案
长沙埃尔压缩机有限责任公司
目 录
一.用户提供的离心压缩机技术参数-2-
二．离心压缩机设计选型-2-
三.压缩机配套产品-4-
四.产品设计、制造执行标准：
-6-
五.产品性能和结构特征-7-
六．设备的检验与试验-9-
七．供货范围清单-10-
八．设计资料交付内容及日期-12-
九．售前及售后服务承诺-13-
一.用户提供的离心压缩机技术参数
●输送介质：
空气
●入口压力：
大气压；
●入口温度：
20℃；
●入口含尘量：
10mg/m3以下；
●出口压力：
400KPa（A）；
●升压：
300KPa；
●电机：
电压10KV。
二．离心压缩机设计选型
2.1离心压缩机设计选型参数
设计条件
输送介质
空气
当地大气压（kPa）
/
进口压力（kPa）G
0
进口温度（℃）
常温
升压（kPa）
294
流量（m3/min）
1000
鼓风机参数
及结构
鼓风机型号
EI1000-4/1.0
流量（m3/min）
1000
升压（kPa）
294
转速（r/min）
7200
轴功率（kW）
3702
电机参数
型号
YKS4000-4
转速r/min
1450
功率kW
4000
电压V
10KV
防护等级
IP23
增速箱
型号
GSC450
传动比
7200/1450
稀油站
型号
XYZ400
公称流量
400
公称压力
0.4
风机主要部件材质
机壳
Q235-A
叶轮
14CrNiMoV
配套件
进口弹性接头
DN900
出口弹性接头
DN600
出口消声器
DN600
逆止阀
H77X-10DN600
防喘振装置
DN250
控制系统
ＰＬＣ控制柜及仪表
2.2压缩机选型结果：
机型
EI1000-4/1
叶轮级数
3
叶轮外径
770mm
2.3机组的结构特点和主要材质
2.3.1机组布置：
压缩机机组为双层布置
2.3.2压缩机结构特点：
●形式:
离心双支撑结构
●驱动机形式:
异步电机
●叶轮形式：
闭式三元叶轮
●叶轮级数：
共三级
●流量调节方式：
进口预旋器（60%-105%）
●进排气口：
进口朝向：
径向
出口朝向：
径向
联接形式：
法兰
机壳:
机壳水压试验应按最大压力的1.5倍。
●转子部件
单个叶轮超速试验转速：
1.15倍最大连续转速
动平衡：
低速动平衡
●轴端密封形式:
苏齿迷宫密封
●轴承形式:
滑动轴承
2.3.3主要零部件的材料
●转子
叶轮：
14CrNiMoV
轴：
42CrMo
●定子：
机壳：
HT250
轴端密封：
HT200
齿轮箱体：
Q235-A
●增速箱转子
大齿轮 ：
20CrMnMo
小齿轮 ：
17CrNiMo6
齿轮轴 ：
42CrMo
●末端气体冷却器：
冷却管：
不锈钢
筒体：
16MnR
法兰：
16Mn锻件
其它：
Q235-A
●润滑油系统：
油箱：
Q235-A
油冷却器：
管板：
碳钢管壳：
碳钢芯子：
铜材
双联油过滤器：
壳体：
Q235滤芯：
1Cr18Ni9Ti
三.压缩机配套产品
3.1配套电机
型号
YAKS4000-2
带8点测温
转速（r/min）
1450
功率（kW）
4000
电压（V）
10000
防护等级
IP23
3.2增速箱
型号
GSC450
带电动盘车
传动比
7200/1450
增速箱采用五级精度的硬齿面、平行轴高速齿轮对，机械效率98%以上。
增速齿轮采用锻造合金钢，经表面淬火处理和精密研磨而成。
增速箱所有转动部件均进行严格的动平衡试验。
箱体采用水平剖分结构便于检查和维护，其加工精度足以保证与轴承的配合以及良好的转子对中精度和油封性能。
3.3润滑油系统：
型号
XYZ400
公称流量（m3/L）
300
公称压力（MPa）
0.4
冷却水耗量（m3/h）
18
油箱最大注油量（m3）
4.5
3.3.1润滑油站向下列设备供油：
■压缩机 ■增速箱■电机
3.3.2润滑油系统由下列设备组成:
●润滑油箱：
加热器为电加热（包括上、下限温度开关）
●油泵：
●数 量：
2台（一用一备）
●驱动机型式:
电动机
●油冷却器：
采用水冷换热器
●双联油过滤器：
过滤精度40μm
3.3.3润滑油型号：
L-TSA汽轮机油（GB1120-89）
3.4控制系统
本机组现场就地控制系统采用PLC控制系统。
现场就地控制柜由PLC、触摸屏及低压电器组成，它完成对单台压缩机组的监控及保护功能。
3.4.1主要监控内容
●机组轴系监测保护（轴振动，轴位移）
●机组轴承温度监测保护
●防喘振调节蝶阀
●压缩机出口压力，进口流量监测
●润滑油压力、温度测量监控系统及低油压备用泵自投功能
●电机轴承，定子温度监控
●逻辑控制及事故停车保护系统
3.4.2现场控制柜的主要功能
●完成机组开车前允许起动条件的自动检测
机组的允许起动条件为：
润滑油压，油温正常，与机组有关的全部锁定状态消除。
防喘振全开，导叶在起动位置，与机组有关的阀门位置正常等，如果条件满足，系统将自动给出允许开车指示和允许主电机合闸信号；
●起动机组自动控制机组进入正常的运行状态
当允许起动指示灯亮后，进入机组起动倒计时，到时自动起动机组，经过升速阶段（包括越过临界转速），机组达到工作转速后，进入稳定阶段.
●该系统有多种调节气量的功能，它可以根据出口压力进行调节，又可以依据由用户设定的气量进行调节，并可以根据主控柜的指令进行气量的调节，以达到节约能源的目的。
●具有动态的防喘振能力
控制系统将采取先进的防喘振技术，采用机组流量及出口压力双参数函数控制，在机组接近喘振状态时自动打开防喘振阀，使机组能安全运行。
● 润滑系统油泵和油箱加热器的控制
a）油泵的控制
设置了二个电动油泵，一主一辅，主油泵为机械式。
启动主电机前启动辅助油泵，油压达到1.2KG时，允许启动主电机。
主电机启动后，主油泵工作，辅油泵停止运行。
当路上压力低于1.2KG时，辅油泵自动切入，当压力低于0.7KG时，发出停机信号。
b）油温加热器的控制
当油箱温度低于35度时，启动油温加热器，油箱温度高于45度时加热器停止加热。
●具有电机负载电流的监控能力
当机组重载运行时，由于压缩机功率的过度消耗，可能使电机电流发生过载而引起动力设备的毁坏，控制系统将实时监测电流，并采取相应控制以防过载.
●对机组的所有运行参数进行实时的监控和调节，具有报警和联锁停机能力
3.4.3系统采用触摸屏作为控制盘的人机接口，操作简便，显示直观，具有参数设定能力：
显示各种机组运行状态的画面主要有：
起动条件画面
报警、联锁画面
调节回路画面
参数设定画面
系统画面显示系统时间、总运行时间和机组状态。
四.产品设计、制造执行标准：
4.1材料标准：
择优选用国标、部标、行业标准，对国外引进的材料，参照国际标准或引进国际标准。
4.2设计与制造：
执行API617与GB/T16941-1997标准；
4.3转子轴位移监测系统：
执行API670标准；
4.4机械运转及性能测试：
执行JB3165-82标准；
4.5变速机:
GB10095-88（渐开线）
4.6电机：
GB755-87《旋转电机基本技术要求》。
4.7叶轮超速试验标准:
ZBJ72007《一般用途的离心式鼓风机》
4.8噪声检测标准：
GB2888-82《风机和罗茨鼓风机噪声测量方法》
4.9气体冷却器：
国家劳动局《压力容器安全技术监察规程》规定。
GB150—98《钢制压力容器》标准。
GB151—89《钢制管壳式换热器》。
JB4726～4728—94《压力容器用钢锻件》。
JB4730—94《压力容器无损检测》。
五.产品性能和结构特征
压缩机机组主要由鼓风机本体、增速箱、电动机、联轴器、润滑系统、PLC就地控制柜及控制仪表等组成。
EI1000-4/1型高速离心压缩机系我公司采用国际领先的三元流动技术开发生产的。
其主要特点是高效、节能、低噪声、输送的气体无油、连续运转周期长、安装维护使用方便。
三元叶轮技术带来的高效节能降耗。
在长期的运行中可以让用户节省能源消耗，给用户带来更大经济效益和环境保护。
三元叶轮技术良好的升压能力，使叶轮直径比较小，使设备具备较低的转动惯量，使运行更加安全可靠，减小电机的启动电流。
5.1气动设计特点
该产品采用高效节能三元流离心式压缩机设计与制造技术，这种技术制造的风机转子其叶轮的子午面、回转面及叶片型线设计中采用了任意曲面设计方法，改变了国外引进技术的“直线元素”三元叶轮只能自由控制叶顶和叶根两个流体质点的运动状态，可实现对叶轮内部全部流体质点运动状态的控制，其效率可比一般三元流叶轮提高2％以上,较二元设计的叶轮提高效率8～10％，整机效率可达85～87％。
在流场分布图中可以分析出，流场随叶轮回转面逐步均匀递增，基本上消除了鼓风机的二次流损失；从流速分布图中可以看到，只有在叶片进口端的叶顶部位有少量的低速区，基本上消除了离心压缩机的阻塞损失。
因此，三元叶轮的效率是目前离心式压缩机中最高的。
叶轮流场分布图叶轮流速分布图
在设计理念上，“埃尔透平”奉行的原则是“量体裁衣”，即每一台压缩机的设计都根据用户的实际情况来进行设计，使得所设计的每一台鼓风机都完全切合用户现场的实际需要，并达到理想的使用效果。
5.2鼓风机本体
EI1000-4/1型离心压缩机采用两级压缩，双支撑结构，主要由机壳、转子、轴承、轴承箱、密封等组成。
5.2.1转子
转子为刚性转子，由叶轮、主轴、轴套等零部件组成，是机器的转动部件。
叶轮经过高于工作转速15％的超速试验,整个转子经过精密动平衡校正，保证运转平稳可靠。
三元叶轮采用高强度合金钢焊接而成，同时采用焊后整体热处理工艺调质，不仅可确保叶轮的整体晶粒组织细密，而且可以消除焊后应力，从而大大提高了叶轮的安全可靠性。
5.2.2机壳
机壳通过先进的流体分析软件优化设计，采用HT250高强度铸铁精密铸造而成。
机壳上的所有接口采用机加工。
机壳最低点设有螺纹旋塞以排除积水。
5.2.3轴承：
鼓风机的轴承为滑动轴承，可确保转子平稳运行。
滑动轴承采用径向轴承和推力轴承，在任何运行条件下均能获得足够的油膜厚度。
5.2.4叶片扩压器
采用流动效率最佳的机翼型叶片，整体铣制而成。
该叶片使叶轮出口气流的动能有效地转变为静压，有利于进一步提高整机效率。
5.2.5进口预旋器
进口预旋器可以通过改变流体进口角度，达到改变压缩机工况的作用，满足压缩机在设计点75％～105％的范围内高效工作。
它与传统的靠调整进风阀门开度调节机组负荷的调节方式相比，不但可以节能降耗，而且调节工况非常灵敏方便，伺服系统可以直接接入机组控制系统。
5.2.6防喘振系统
压缩机配有防喘振阀，用以防止压缩机喘振及其无负荷起动和停机。
在自动运行状态下，阀门操作器将根据鼓风机控制柜上的远程触点闭合来调节阀门的开和关。
在手动运行状态下，靠开关按钮来控制阀门的开和关。
该阀门的控制在每台鼓风机的就地控制柜上，并配有显示阀门全开或全关的指示灯。
六．设备的检验与试验
6.1主要转动零件（如叶盘、叶片、主轴等）的材料，加工前全部都要取样作化学成分分析机械性能试验，并100%作超声波探伤检验，符合设计要求再进行精加工。
6.2随着叶轮焊接、加工、超速、机械运转试验后，要多次着色和探伤检验，确保叶轮质量。
6.3转动部件均要在热处理后作机械性能试验,符合设计要求才能进行精加工。
6.4叶轮100%均按GB/T16941-1997QJ/FB02.20-89标准的要求进行115％工作转速下的超速试验，试验后检查焊缝与叶轮的变形情况，符合标准要求后才能使用。
6.5叶轮进行静动平衡检验,转子要做动平衡试验，动平衡精度不低于G1.0。
6.6鼓风机机壳等部件，均要做1.15倍工作压力下的耐压试验。
6.7卖方进行下列检查，并附有检验报告：
项目
化学
成分
机械
性能
着色
超声波
磁粉探伤
水压
试验
液体
渗透
尺寸
检查
组装
检查
外观
检查
主轴
√
√
√
√
√
√
叶轮
√
√
√
√
√
√
√
机壳
√
√
√
√
√
√
轴承
√
√
√
√
转子
√
√
√
组装
√
√
√
6.8试验项目：
序号
项目
需要
用户见证
1
鼓风机机械运转试验
√
√
2
叶轮超速试验（GB/T16941-1997标准）
√
3
转子动平衡试验
√
6.9现场试车
6.9.1机组在现场安装时，制造厂派人到现场进行指导安装，具体时间由用户通知。
6.9.2现场试车期间，制造厂派人到现场服务，在现场进行机组润滑油系统的试运和调试，包括各种阀门和仪表的最终态整定值的确认。
6.9.3机械运转试车
按API672进行机械运转试车，在工作转速下空负荷连续运转4小时,无异常现象后进行性能试验。
七．供货范围清单
7.1机组
序号
名称和内容
型号
单位
数量
生产厂家
备注
1
压缩机
1.1
压缩机本体
EI1000-4/1
套
1
长沙埃尔
1.2
进口预选器
套
1
长沙埃尔
1.3
进口预选器电动执行器
套
1
长沙日新
1.4
高位油箱
套
1
长沙埃尔
1.5
联轴器及护罩
套
1
武汉三环
膜片
1.6
润滑油系统阀门、法兰、检视镜
套
1
天津卡尔斯
1.7
地脚螺栓，螺母，垫片
套
1
长沙威特
2
电动机
YAKＳ4000-4
4000Kw
套
1
长沙或湘潭
电机厂
IP2310Kv
3
增速机
GS450
台
1
重齿
带电动盘车装置
4
稀油站
XYZ400
台
1
自贡
5
进口膨胀节
DN900
件
1
湖北康博
6
出口逆止阀
DN600
件
1
天津卡尔斯
7
ＰＬＣ低压控制柜
套
1
长沙埃尔
PLC采用进口AB模块，低压元器件采用施耐德
8
进口电动阀
DN900
套
1
天津塘沽
执行器采用长沙日新
9
防喘振阀
DN250
套
1
天津塘沽
执行器采用长沙日新
10
控制仪表
套
1
见控制仪表清单
11
出口配对法兰
DN600
套
1
长沙埃尔
含螺栓，螺母，垫片
7.2控制仪表清单（单台机组）
名称
型号
规格
数量
生产厂家
备注
铂热电阻
PT100
0-150℃
16件
上海红旗
上 仪
压缩机轴承及增速箱轴承温度，冷却器进出口温度,电机测温
轴振动探头轴振动变送器
0－200μm
4套
江阴众和
无锡厚德
压缩机轴振动
非接触轴位移探头及轴位移变送器
-1－1mm
1套
江阴众和
无锡厚德
压缩机轴位移
流量计
1套
长沙威精（变送器EJA）
压缩机进口流量
压力变送器
1套
长沙威精（变送器EJA）
压缩机出口压力
（带安装辅件螺栓）
电接点压力表
0-0.25MPa
2套
上海红旗
上 仪
供油压力
电接点温度计
2套
上海红旗
上 仪
稀油站供油温度及油箱温度
双金属温度表
WSS311
2套
上海红旗
上 仪
稀油站冷却器进、出口温度
液位开关
1套
稀油站油箱液位
压差开关
1套
上海红旗
上 仪
稀油站油过滤器进、出压差
压力表
YN100
2套
上海红旗
上 仪
稀油站油泵出口压力
就地仪表箱
1套
长沙埃尔
油站仪表接线
7.3备件清单
序号
名称和内容
单位
数量
生产厂家
备注
1
轴瓦
套
2
浙江诸暨轴瓦总厂
2
密封
套
2
长沙埃尔
3
油封
套
3
长沙埃尔
八．设计资料交付内容及日期
8.1在合同签订后30日内，乙方向甲方交付如下最终设计资料
●设备规格书，包括名称、型号、规格、数量、主要材料重量、制造厂（两份）。
●能源介质（水、电、油）消耗一览表，注明物件名称、用途、装置数量、规格及技术要求。
●压缩机总布置图及机组流程图、设备图纸及明细。
●油路系统图、机旁油管路布置图。
●气路系统图。
●变速箱总图及底座图。
●易损件明细及图纸，提供图纸总目录和技术资料清单（交货前1个月）。
●设计、制造网络计划表。
●备件一览表（包括件号、名称、规格、数量、材料）。
设计审查后50天内，乙方向甲方交付如下最终设计资料一式六份：
——自控系统
●机组自控系统流程图
●I/O清单
●仪表设备明细表
●逻辑程序方框图
●端子排接线图
●自控系统总的用电容量
●常规检测仪表接线原理图
以上提供的最终设计文件、图纸如有更改乙方应及时向甲方提供书面变更说明。
8.2随机资料交付:
产品交货时，随机提供:
乙方随机图纸、安装、操作、使用、维修说明书、装箱单（包括备品备件清单）、合格证、配套设备的样本及使用说明书（1份）、试验报告等。
九．售前及售后服务承诺
9.1甲在正常操作要求的前提下，若在质保期内设备出现故障，乙方负责免费维修和更换相关损坏的零部件。
9.2向甲方长期优惠提供设备的备品备件。
9.3乙方在公司内建立有专门的售后服务部门，能及时解决用户所购买设备出现的问题。
9.4“三包”期间及之后，甲方在使用时，若出现故障则按如下方式处理：
一旦接到报修电话后，在8小时内作出响应，在24小时内派遣有经验的维修工程师到现场提供维修服务；维修工程师赴现场后及时对故障设备进行检修，并连续进行直至修复。
对于一般故障应在24小时内修复；对于重大故障应在72小时内修复。
若设备属于质保期内，则投标人免费服务，若设备超过质保期，则投标人按投标人的相关收费标准收取费用。
9.4“三包”期间及之后，乙方为所提供设备建立并且终身保存设备档案，执行定期甲方访问制度。
档案内容包括所供设备的原始计算、设计、生产资料以及定期甲方访问记录和设备缺陷记录。
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