离心式压缩机组安装技术要求与施工准备

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1、一、离心压缩机介绍： 1、离心式压缩机结构分别为： 1.1 水平剖分结构、筒式水平剖分结构； 1.2 水平剖分结构的压缩机，承受压力较低的机型； 1.3 筒式水平剖分结构的压缩机，承受压力较高的机型。 2、压缩机支承的型式一般有两种： 2.1 机身两侧由猫爪支承的结枸，由猫爪直接搭接在较大的支承座上，机身的横向与轴向热胀都在猫爪下进行，安装较方便； 2.2 机身两侧由T型挠性支承板的结枸，T型挠性支承板直接与基础连接，机身的横向与轴向热胀变化，都在T型挠性支承板进行，该结枸的安装较为复杂，特别是吨位较大的机组。 3、离心式压缩机的工作原理： 3.1 由电机或汽轮机驱动高速旋转

2、的叶轮，在离心力作用下，带动气体一起旋转而产生离心力，从而将能量传递给气体，气体获得了压力能和动能，使气体压力升高，速度增大，使吸入的气流量被甩到工作轮后面的扩压器中去，通过扩压器元件，从叶轮流出的高速气体在扩压器中进行降速增压，将气体的动能头转换为所需的压力能，通过级数的吸入，如果一个工作叶轮得到的压力还不够，可通过使用多级叶轮串联起来，压缩产生的流量和压力来满足我们的要求，级间的串连通过弯道，回流器来实现； 3.2 离心式压缩机又属于高速轻载的运行机组，它是由旋转运动，产生的压力和流量——学名又称为回转式压缩机，回转式压缩机也是以运动能源转换成压缩能，达到压力的目的。 4、根据压缩气流

3、方向不同，回转式压缩机又分为两种：     4.1 轴流式压缩机：气体流向和主轴的轴线平行，它具有气体路程短，阻头损失少，效率高，排气量大等优点； 4.2 离心式压缩机——气体在压缩机中的方向，是沿着垂直压缩机轴的半径方向，它具有结构紧凑，重量轻，尺寸小，流量大，压力高等优点；（目前国内使用的高压离心压缩机，主要用在化肥，或其它空分装置，其压力基本上以达到10MPa以上，甚至更大）； 4.3 混流式压缩机——用来处理大流量气体压送目的，轴流—离心式合成压缩机。大型空分装置的动力机组，一般都采用这种方式。 5、离心式压缩机的优点与缺点： 5.1 优点 1）结构紧凑，尺寸小，占地面积和

4、重量都比同一气量的往复式压缩机小得多；2）运行平稳，运转效率高，操作可靠，维护费用低，机组备用件的需求量小；3）离心式压缩机可以做到原料气的绝对清洁干净，无油污，无杂质，这对化工特殊性工艺要求是很重要的；4）其转速高，因此适用工业汽轮机，燃汽轮机的驱动，调节方便，可通过改变转速调节气量。5.2 缺点对一般大型化工厂，常用副产蒸汽或燃气，推动工业汽轮机，燃汽轮机，为热能综合利用提供了可能，但离心压缩机在当前工业技术中，也还存在一些缺点：a、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；b、离心式压缩机的稳定工况区较窄；c、离心式压缩机效率一般比活往复压缩机低。 6、离心式压缩机的主要构件

5、：    6.1 动态部件——联轴器，转子，止推盘，平衡盘，叶轮组件；6.2 静态部件——扩压器，弯道，回流器，隔板，吸气室，密封装置，轴承与座，蜗壳，气缸。 二、动态部件工作原理： 1、两半联轴器工作原理 1.1 两半联轴器分别装在驱动机（电动机，汽轮机）、增速机、或增速机、压缩机上； 1.2 两半联轴器结构形式： a、一种是齿式两半联轴器，它依靠套筒内齿来传递驱动力，正常运行时需要提供润滑油支持两半联轴器外齿与套筒肉齿的润滑； b、另一种是法兰式两半联轴器，它依靠模片联轴器来传递驱动力，正常运行时不需要润滑油，比较干净； c、由于离心压缩机具有高速旋转，功率大特点，这些中间传

6、递工具，起到传递驱动机的最大功率与扭矩，同时又能消除因制造和安装，或机组运转时出现的轴向位移，径向位移，角差及振动，目前较为流行的有，齿式联轴器和金属叠片挠性联轴器，后一种联轴器较为普遍使用，无需润滑油，更换检修方便。 2、平衡盘工作原理 轴向力对于压缩机的正常运行是有害的，它使转子向一侧串动，导致动件偏侈，容易引起止推轴承损坏，情况严重时，转子可能与固定部件碰撞造成事故，平行盘是利用它两边气体压力差，来平衡转子的一部分轴向推力。它的一侧压力是未级叶轮盘侧间隙中的压力，另一侧通向大气或进气管，平行盘平衡一部份轴向推力后，剩余的轴向力由止推轴承来完成。 3、止推盘工作原理     通常转

7、子在机壳里需要两面定位，确保转子在运行中不能左右串动，不能与任何静态部件发生磨擦，当离心机在起动时，各级的气体压力还未建立，平衡盘两侧的压差还不稳定，转子还处于不稳定状态，因此止推盘任何一面受力，都起到了保护转子的作用，只要有气体流动，转子便会沿着轴向力相反的方向串动，由于平衡盘只平衡部分轴向力，其余轴向推力，则通过推力盘传给止推轴承，构成转子轴向力的平衡，保正了转子在应有的位置工作。 4、转子组件工作原理 转子组件由主轴，轮盖，轮盘和叶片组成，转子是传递轴功率，并起支持旋转零件作用的，它将驱动机的机械功能，通过高速旋转的叶轮吸气排气，转换为工艺所需的压力能，在离心压缩机组这个系列中，根据

8、工艺需要，由单级叶轮或多级叶轮组合，达到工艺所需的不同压力，在离心压缩机组中，转子也是唯一的作功部件，也称为工作轮。 三、静态部件 1、进口导流叶片的工作原理安装在压缩机第一级叶轮进口机壳上的导流叶片，是用来调节进气量的大小，转动异型叶片时，可采用杠杆式调节机构，当导流叶片旋转时，改变进入叶轮的气流流动方向和气体流量的大小。 2、吸气窒的工作原理吸气窒是将需要压缩的气流由进气管均匀地导入叶轮，为了减少气流的扰动和分离损失，吸气室沿着气体流动方向的截面做成渐缩型，使气路有加速的目的，吸气室的结构简单，有轴向进气和径向进气两种形式。 3、压缩机弯道的工件原理 在多级离心式压缩机中，级与级

9、之间，因工作原理决定工艺气流的走向，经向出，轴向进，气体必须拐弯，就采用弯道，使气流从离心方向转变为向心方向，弯道是由机壳和隔板构成的弯型空间，弯道的作用是将扩压器出口的气流，引导至回流器进口，到下一级叶轮进行压缩。     4、回流器的工作原理 在弯道后面连接的通道就是回流器，它由隔板和导流叶片组成，使气流以一定的方向，均匀地进入下一级叶轮入。 5、扩压器的工作原理 当气体从叶轮流出时速度很高，为了充分利用这个速度能，在叶轮出口处，设置了流道截面逐渐扩大的扩压器，将大部分的速度能转换为压力能，扩压器可分为叶片式扩压器和无叶片式扩压器。 6、蜗壳的工作原理 将扩压器或叶轮后出来的气

10、体汇集起来引出机器，在蜗壳汇集的过程中，由于蜗壳内腔及通流截面逐渐扩大因此它也起到一定的加速作用，蜗壳的截面形状有园形，犁形，梯珙和矩形。 7、隔板工作原理 起到各级气体压缩的隔离作用与保压作用。 四、密封部件种娄及工作原理： 根据使用场所的不同，可选用不同形状的密封，如迷宫密封，浮环密封，机械密封，干气密封，抽气密封，充气密封等，其目的都是为了减少转子，与固定件之间的泄漏而装有密封， 1、密封又分为内密封，外密封两种： 1）内密封的作用是防止气体在级间倒流，如轮盖处的轮盖密封，隔板和转子间的隔板密封；     2）外密封是为了减少和杜绝机器内部的气体向外泄漏，或外界空气窜入机器

11、内而设置的，如机器端的密封，比较常用的是。 2、机械密封机械密封又分干气密封和润滑油密封，它是依靠安置在转子上的动环，与静环相配合的一种机械密封，但静环是静止不动，由动环的密封面在弹簧的支撑下，紧贴在静环的密封面上高速旋转，产生气膜或油膜，起到密封作用，静态密封环的装配，应符合技术文件规定，T型密封环与凹槽应配合自如，弹簧片有钢性，其优点与缺点。 优点：承受压力高，转速快的工艺要求，密封效果好。 缺点：加工工艺复杂，价格较高，安装精度较麻烦。 3、梳齿密封（又叫迷宫密封） 梳齿密封由若干金属片，依次排列的环型状密封齿组成，转子上的梳齿密封在高速旋转下，起到密封作用，齿片与转子间，形成

12、一系列化节流间隙与膨胀空腔，使通过的介质产生截流效应而达到密封的目的，在压力差的作用下，气流经过径向间隙高速进入环型腔窒，由于突然膨胀产生强烈的旋涡，使气流的绝大部分动能转化为热能，再被腔中的气体所吸收，只有小部份动能全速进入下一个间隙。如此一级接一级的重复上述过程，介质气体经过密封齿和主轴之间的齿片环型腔时，是经历的一条曲折的迷宫路线，使串流的压力越来越弱，从而达到密封效果。梳齿密封室固定在上下机壳上。 优点：属于非接触性密封，不需要润滑，允许热膨胀，可用于高温，高压，高转速的工艺要求，汽轮机，压缩机，鼓风机的轴端密封和机间密封都广泛采用梳齿密封。 缺点：泄漏量大，对有易然，易瀑气休，只

13、适用于级间密封。 五、气缸的结枸与工作原理： （1）对中低压离心式压缩机，一般采用水平中分面机壳，利于装配，上下机壳由螺栓； （2）对于压力较高的离心压缩机，基本采用筒式加水平剖分结构组合。它将各部件组合在一起，汇集各级压力，连续不断向外输送工艺所需压力。六、轴承及工作原理： 1、离心压缩机的轴承，分为支承轴承（又叫径向轴承）与止推轴承 1）支承轴承的种类与作用支承轴承的种类有对“对开式轴承”，“ 三可倾瓦”，“四可倾瓦”，“五可倾瓦”。支承轴承主要承受转子重量和其它的附加力，保持转子转动中心和气缸中心一致，并在一定转速下正常运行； 2）止推轴承的种类与作用止推轴承的种类有“金丝伯

14、雷轴承”，“米契尔轴承”，主要承受转子运行中的轴向推力，限制轴向串动，保持转子运行时的轴向中心位置。 2、轴承座的工作原理 轴承座紧紧地固定在进出口端机座上，用过益的间隙，将轴承紧紧抱住，确保转子在机壳中心平稳运转。 七、气缸的工作原理 它将各部件组合在一起，汇集各级压力，连续不断向外输送工艺所需压力，对中低压离心式压缩机，一般采用水平中分面机壳，利于装配，上下机壳由螺栓，对于压力较高的离心压缩机，基本采用筒式加水平剖分结构组合。 八、蓄能器的主要功能     保证短期内供油，维持系统压力，吸收冲击压力，或脉动压力等。防止机组易外停机（氮气充压时，按照工艺压力来确定，说明书上也有要

15、求，一般为工艺压力的1.1～1.2 九、转子的共振与临界转速： （1）任何物体都存在一个固有的“自振频率”，离心压缩机转子也不例外，只要几何尺寸一定，固有的振动频率也就定了（，由于制造压缩机材料不均匀，加工精度的误差，转子的重心不在几何中心，而存在偏心距，因此转子在旋转时会产生一定的离心力，在离心力的作用下，转子又会产生周期性振动，这种振动通常称为强迫振动，这个振动的频率通常称为“激振频率”，当转子的激振频率和自振频率重合时，转子的振动会明显加据，这种现象称为转子的共振，发生共振的转速就是转子的临界转速，   （2）为了安全起见，设计时，通常将转子的工作转速和临界转速错开，一般临界转速要

16、比工作转速高或低30﹪左右。工作转速低于临界转速的转子叫做钢性转子，工作转速高于临界转速的转子叫做挠性转子。 （3）钢性转子在启动升速过程中不会发生共振现象，而挠性转子在升速过程中会发生共振现象，因此挠性转子在启动过程中，应平稳而快速地越过临界转速，以免发生共振。 （4）转子临界转速的高低，与转子的结构型式和析材料有关，直经粗，支承轴承跨距小的转子，其临界转速高，反之临界转速低。转子临界转速的高低，与转子的质量偏心距大小无关，但是转子振动的振幅却与转子的偏心距成正比，因此要尽量减少转子的偏心 十、离心压缩机的喘振： （1）什么叫喘振喘振：也称之为飞动，是离心压缩机性能反常的一种不稳定运

17、行壮态，喘振，也是离心压缩机固有的一种特性，具有较大的危害性，是压缩机损坏的主要原因之一，离心压缩机对气体的压力，流量，温度变化较敏感，发生喘振时，将出现整个管网系统的气流振荡现象，不但使压缩机的性能显著恶化，气体压力，流量产生波动，使压缩机和连接管网产生一种低频高振幅的压力脉动，而且发生一种呼哧的燥音，声音如吼—叫喘气，也称为喘振环象，此时噪声严重，振动严重，称为喘振，这就是事故即将出现的前兆。     （2）喘振的原因喘振现象的发生取决于管网的特性曲线和离心压缩机的特性曲线，喘振形成的原因在于倒流与供气的周期性地交替进行，造成喘振的原因是，进气量减少到一定程度时，气流就会出现旋转脱离，如

18、再进一步减少流量，在叶片背面将出现更大的涡旋区域，气流分离层扩及整个通道，以至充满整个叶道，而将流道阻碍，气流不能顺利通过，流动严重恶化，压缩机的出口压力会急剧下降，由于压缩机出口是和系统管网连接工作的，这时管道压力高于压缩机压力，管道内气流反向压缩机流动，直到低于压缩机出口压力，压缩机又开始正常工作，再向管网供气，直到管网压力高于出口压力时，缩机的流量又减少，系统中的气体压力又开始倒流，如此周而复始，在整个系统中产生强烈的气流振荡旋涡，形成喘 （3）喘振的危害喘振对机组的危害极大，主要表现在以下几个方面： 1）喘振时由于强烈的脉动和周期性振荡，会使供气参数（压力，流量等）大幅度波动，破坏

19、了工艺系统的稳定性； 2）喘振会使压缩机的转子和定子的元件经受交变的动应力，它会造成叶轮的强烈振动，叶轮应力大大增加，使压缩机转子产生弯曲变形，可能造成转子与固定原件的相互碰擦，碰杯叶轮； 3）对径向轴承，止推轴承产生较大冲击力，使轴承合金产生疲劳裂纹，破坏轴承的油膜稳定，加剧轴承轴颈的磨损，甚至损坏轴承；     4）破坏油密封系统，或干气密封系统，使油膜密封的油气压差失调，造成油膜密封的故障，以及动静环和其它零部件的损坏，还可能破坏机组的安装质量，破坏各部的间隙，噪声加剧，造成机组的更大振动； 5）如果机组的排气量，压力比，排气压力和气体的密度越大，发生的喘振越严重，危险也越大。

20、 （4）喘振的判断由于喘振的危害性较大，操作人员应能及时判别 1）观测监听压缩机出口管路的噪声。当压缩机接近喘振工况时，排气管道中会发生周期性，时高时低“呼哧呼哧的”的噪声，当进入喘振工况时，噪声立即大增，甚至出现爆音； 2）观测压缩机出口压力和进口流量的变化，喘振时会出现周期性的，大幅度的脉动，从而影起测量仪表指针大幅度摆动； 3）观测压缩机的机体和轴承的振动情况，喘振时，机体，轴承的振幅显著增大，机组发生强烈的振动； （5）喘振的控制防止机组喘振的控制措施就是； 1）无论压缩机的压缩比是多少，要保证压缩机的吸入流量比喘振流量大，只有这样才能保证压缩机稳定的工作。，在操作中应注意；

21、 2）在防喘振系统未投入自动的情况下，机组的操作状态必须远离喘振区，留有足够的防喘振余度； 3）离心机开停调整时，必须严守“升压先升速，降速先降压”的原则，操作中应缓慢，均匀，多次交替完成升压与降压的变速；     4）如果是汽轮机驱动的机组，应密切观察主蒸汽和背压蒸汽参数，发现不利趋势及时调整。 十一、离心式压缩机组的驱动 离心式压缩机的驱动方式可由电动机驱动，也可由汽轮机驱动，本教材以电机驱动的离心式压缩机组，一般是由离心式压缩机、增速机、电动机、润滑油系统(包括油箱、高位油箱、加热器、蓄能器、油泵、油冷却器、油过滤器等，)、吸、排气管道、各种附属设备及保护用的仪表联锁系统等组成

22、。电机驱动的离心式压缩机的机组布置 （1）机组的安装位置符合设计要求； （2）压缩机转子中心线与机体和轴承的中心线相吻合，且机组各轴的中心线能形成一条连续圆滑的曲线；     （3）轴对中后应预出机组从冷态运转到热态运转时的变化量，只有这样经过严格认真、仔细地安装调整后，才使离心式压缩机组平稳、可靠、正常地连续运转。否则会加快机械零件的磨损、使机组振动超标、轴承温度超过设计要求，机组无法投入生产，严重的还会造成设备事故。 十二、施工准备   1、技术资料准备：技术资料是安装的依据，主要技术资料有：（1）离心压缩机出厂合格证明书；安装的机械设备，主要的或用于重要部位的材料，必须符合设计

23、和产品标准的规定，并应有合格证明；（2）制造厂的制造质量检验证书及组装和试运转记录；（3）机组安装平面布置图、基础图、系统图及配管图；（4）制造厂提供的安装使用说明书、总装配图、主要零部件图等；（5）机组装箱清单；（6）现行的国家及行业有关的标准和规范；（7）有关技术要求、施工方案等；（8）工程施工前，组织图纸会审及技术交底，并有相应记录；禁止无设计和设备技术文件施工。 2、施工机具的准备：（1）起吊和找正所用的主要机械设备：起重机、卷扬机、钢丝绳、滑轮组、倒链、液压千斤顶、枕木等；（2）安装所用的主要工具：力矩扳手、内六角扳手、套筒扳手、手锤、锉刀等；（3）主要量具：激光找正仪、水准仪、水

24、平仪、千分尺、游标卡尺、塞尺、钢板尺、卷尺、转速表、测振仪、温度计、千分表等。     3、人员和材料的准备   根据施工方案，作好开工准备，组织好施工技术人员的配备，以及各种材料的准备。 4、施工现场准备：（1）压缩机安装前，做好施工现场三通工作（接通水、电、运输及消防道路）；（2）压缩机厂房、行车或吊装机具准备，基础强度达到要求；（3）安装地点消防安全措施符合相关规范要求。 5、机组的开箱检验设备开箱检验应在建设单位有关人员参加下，按下列项目进行检查，作出记录并签字：（1）箱号、箱数及包装情况；（2）设备的名称、型号和规格；（3）装箱清单、设备技术文件、资料及专用工具；（4）设备有无

25、缺损件，表面有无损坏和锈蚀等；（5）其他需要记录的情况；（6）确认需做进一步质量检验的零部件，应另行编制检验方案；（7）机器由施工单位验收后，如暂不安装，应按要求进行保管维护。 6、基础验收及处理 设备基础将设备固定在规定的位置上，并承受设备的全部重量和工作时产生的振动力，为了满足设备安装的需要，基础必须具有足够的刚度、强度和稳定性，不会发生下沉、倾斜和倾覆，并能吸收和隔离振动，每台设备都应有坚固的基础。 7、设备基础验收的要求： （1）基础移交时，应有质量合格证明书及测量记录。在基础上应明显地画出：标高基准线及基础的纵、横中心线。在建筑物上应标有坐标轴线。重要设备的基础应有沉降观测点

26、；    （2）对基础进行外观检查，不得有裂纹、蜂窝、空洞、露筋等缺陷；（3）设备基础的位置、几何尺寸和质量要求，应符合现行国家标准《钢筋混凝土工程施工及验收规范》的规定，并应有验收资料和记录。设备安装前应按表1 的允许偏差对设备基础位置和几何尺寸进行复检。如有超差不符合要求的，应由施工单位进行处理； 表1  机器基础尺寸及位置的允许偏差 项次 项目名称 允许偏差mm 检验方法 1 基础坐标位置（纵横轴线） ±20 钢尺检查 2 基础不同平面的标高 0，-20 水准仪或钢尺检查 3 基础上平面外形尺寸 ±20 钢尺检查 凸台上平面外形尺寸 -20 钢尺检

27、查 凹穴尺寸 +20 钢尺检查 基础上平面的水平度（包括地坪上需安装设备的部分） 每米 5 水平尺、塞尺检查 全长 10 水准仪或拉线、钢尺检查 5 垂直度 每米 5 经纬仪或吊线、钢尺检查 全高 10 6 预埋地脚螺栓 标高（顶端） +20，0 水准仪或拉线、钢尺检查 中心距（在根部和顶部两处测量）       ±2 钢尺检查 7 预留地脚螺栓孔 中心位置 ±10 钢尺检查 深度 +20，0 钢尺检查 孔壁的铅垂度（全深） 10 吊线、钢尺检查 8 带锚板的预埋活动地角螺栓 标高 +20，0 水准仪或拉线、钢尺

28、检查 中心位置 ±5 钢尺检查 水平度（带槽的锚板）每米 5 水平尺、塞尺检查 水平度（带螺纹孔的锚板）每米 2 水平尺、塞尺检查 （4）基础交接验收，建筑与安装施工单位应办理《工序（专业）间交接记录》，若存在问题由施工方报告监理方、业主方，确定处理方案和意见后按要求处理，参加交接验收人员签字确认。     8、基础安装前应具备的条件： （1）设备基础表面和地脚螺栓预留孔中的油污、碎石、泥土、积水等均应清除干净；预埋地脚螺栓的螺纹和螺母应保护完好，放置垫铁部位的表面应凿平；（2）需要预压的基础，应预压合格并应有预压沉降记录。基础预压，通常是基础施工中发现地质情况有问题，而采取的措施。是否需要预压和如何预压的方法要求等，均由设计单位确定；（3）需要二次灌浆的基础表面，应铲出麻面，目的是为了二次灌浆时，新、旧混凝土能很好的结合在一起，以保持基础的整体性。麻点深度一般不小于 10mm，密度以每平方分米内有 3-5 个点为宜。