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仪表培训 培训内容 离心式压缩机的工作原理及其应用 压缩机各单元的功能(本体、油系统、干气密封系统 、状态监测系统、安全保护系统等) 主要调节系统(转速,防喘振调节) 机组常见的故障及处理方法 一、离心式压缩机的工作原理及其应用 工作原理: 离心式压缩机有单级、双级和多级等多种结构型式。单 级压缩机主要由吸气室、叶轮、扩压器、蜗壳等组成.对于 多级压缩机,还设有弯道和回流器等部件。多级离心式制 冷压缩机的中间级.级数较多的离心式制冷压缩机中可分为 几段,每段包括一到几级。离心式压缩机的工作原理如下 :通过叶轮对气体做功,使其动能和压力能增加,气体的 压力和流速得到提高。然后大部分气体动能转变为压力能 ,压力进一步提高。对于多级离心式制冷压缩机,则利用 弯道和回流器再将气体引入下一级叶轮进行压 缩,经过每经过每 一级叶轮后的气体的压力、温度升高,体积缩小,直至最一级叶轮后的气体的压力、温度升高,体积缩小,直至最 终达到工艺所需的压力终达到工艺所需的压力。 扩压器 弯道 回流器 进气口出气口 叶轮 转子 缸体 转子 缸体 转子 缸体 离心压缩机实体图 5 离心压缩机的结构组成 压缩机主机主要由定子、转子及支撑轴承、推力轴承、轴端 密封等组成。 定子包括机壳、隔板、密封、平衡盘密封等 转子包括主轴、叶轮、隔套、平衡盘、轴套、螺母、联轴器 等 6 压缩机转子 压缩机的转子是压缩机的主要工作部件,包括主轴、叶轮 、轴套、轴螺母、隔套、平衡盘和推力盘等。 7 叶轮 叶轮也称为工作轮。气 体在叶轮叶片的作用下,跟 着叶轮作高速旋转。气体受 旋转离心力的作用,以及在 叶轮里的扩压流动,使气体 通过叶轮后的压力得到了提 高。 8 压缩机的应用 液氨液氨 增压 二氧化碳二氧化碳增压 尿尿 素素 氨泵P 102 A/B CO2压缩机K102 合合 成成 塔塔 产品 一化30万吨/年合成氨装置 合成气压缩机 2BCL458+2BCL408/A 二化合成气压缩机组103J/JT应用 工艺描述:被净化的合成气在一个蒸汽透平驱动的合成 气压缩机103J内经过两级三段压缩,达到 大约14800 kPa(a)。在第二级的最后一轮压 缩之前,循环气被加入到合成气之中,然后 混合气流以15,512 kPa(a)的压力离开压 缩机。混合气体被预热然后直接送入到合成 塔之中。工艺应控制合成气压缩机以保持其 吸入压力从而保持整个工艺系统压力 二、机组主要单元及控制仪表 机组本体组成 主要控制仪表 润滑及控制调节油系统 干气密封系统 状态监测系统 安保系统 机组本体组成 合成气压缩机组103-J/JT是由日本三菱公司生产的 5EH-6BD蒸汽透平及高压缸( 4V-7S )、低压缸( 4V -7 )组成,它们之间靠联轴结连接,相关附属设备有 润滑油站、高位油槽、干气密封、表冷器及工艺段间 冷却装置等。 本体主要的控制组成部件机械部分有速关阀、调节阀 、油动机及错油门等,仪表部分有电液转换器、电磁 阀、位置开关等。 本体上还附着有各种监控仪表,包括温度、振动、位 移、速度、键相传感器。 二化合成气压缩机本体图 转 子 上汽缸 下汽缸 蒸汽 调节阀 排汽 连接复水器 蒸汽 油 动 机 喷嘴 透平剖视图 速关阀及位置开关 速关阀介绍: 速关阀也称为主汽门,它是主蒸汽管路与汽轮机之间的主 要关闭机构,在紧急状态时能立即节断汽轮机的进汽,使 机组快速停机。速关阀水平装配在汽轮机进汽室侧面。按 照汽轮机进汽容积流量的不同,一台汽轮机可配置一只或 两只速关阀。油缸部分是速关阀开启和关闭的执行机构。 速关阀的关闭由保安系统操纵,如果保安系统中任何一个 环节发生速关动作,都会使速关油失压,在弹簧力作用下 ,活塞与活塞盘脱开,活塞盘左侧的速关油排出,活塞盘 连同阀杆、阀碟即刻被推至关闭位置。 开车油 跳车油 图1主蒸汽事故停车阀 阀芯 预启阀 盘状活塞筒状活塞 蒸 汽 蒸 汽 一些机组油缸部分还装有试验活塞,它可装接在管路上 ,也可组装在速关组件中,其作用是在机组运行期间 检验速关阀动作的可靠性。 错油门和油动机 蒸汽调节阀 动力油 二次油 排油 排油 下移 开大 电液转换器输出的信号油即二次油去错油门伺 服放大驱动油动机调节蒸汽阀开度。 危急遮断阀示意图 来自电磁阀 排油 手柄 主要控制及测量仪表 机组本体上的主要控制及测量仪表有调节控制用的电液转 换器、电磁阀、位置开关。 机组本体上附着有用于监控机组的仪表,包括温度、振动 、位移、速度、键相传感器。 机组用超速控制器203及振动位移监测器3500 机组其它测量仪表有罗斯蒙特带HART协议的智能压力变送 器3051系列及温度变送器3144P型。 机组控制系统TRICON TS3000(另讲)。 电液转换器 电液转换器工作原理:是经计算机运算处理后的欲开 大或关小汽阀的电气信号由伺服放大器放大后,在电 液转换器伺服阀中将电气信号转换成液压信号,使 伺服阀主阀移动,并将液压信号放大后控制高压油的 通道,使高压油进入油动机活塞下腔,油动机活塞向 上移动,经杠杆带动汽阀使之启动,或者是使压力油 自活塞下腔泄出,借弹簧力使活塞下移关闭汽阀。 电液转换器TM-25LP示图及动作描述 执行器输出轴随力矩 马达控制信号的变化 而按比例变化,如图 :在执行器中,控制 电流通 过力矩马达伺服阀产 生一个压力差,推动 二级放大滑阀移动, 从而改变伺服活塞的 上、下 腔内的油压,使输 出轴运动。内部的机 械反馈使力矩马达的 挡油板回中,作用到 二级放大 滑阀两端的压力相互 抵消,此时输出轴停 止运动。 TM-25LP转换器用于 103JT高调蒸汽阀门 控制。 供油压力: 5522586 kPa 输入电流范围: 20200 mA 线圈电阻: 26 妪姆(单线圈) 40 妪姆(双线圈) 输出力及位移输出: 双向最大2833N (637 lb),25 mm(1英寸) 线性输出 TM-25LP比例型电液执行器数据参数 EG-10P比例型电液执行器数据参数 EG-10P电液转换器用于 透平103JT抽汽调节阀。 供油压力: 690 - 2758 kP 输入电流范围: 20160 mA 线圈电阻: 30 - 35 妪姆 最大输出扭矩及工作角程 : 12.6 N.m ,28 控制油控制油 输出油输出油 排排 油油 电磁阀带 电与失电 电磁阀原理图 磁铁 活塞 机组状态监测传感器 振动位移传感器:探头采 用本特利3300传感系列, 传感器系统由电涡流探头 、延伸电缆和前置器监测 器组成。前置器将振荡电 流信号送到传感器产生高 频磁场,当传感器与测量 面间隙变化时电涡流则变 化其线圈电感随之变化, 该变化量由前置器放大转 化为直流电压信号送监测 器。 速度和键相传感器 速度和键相测量就是通过在被测轴上设置一个凹槽作为速 度和键相标记。当这个凹槽转到探头位置时,相当于探头 与被测面间距突变,传感器会产生一个脉冲,轴每转一周 ,就会产生一个脉冲信号,产生的时刻表明了轴在每转周 期的位置。因此通过对脉冲计数,可以测量轴的转速,通 过将脉冲与轴的振动信号比较,可以确定出振动的相位角 ,用于轴的动平衡分析以及设备的故障分析与诊断等方面 。凹槽或凸槽要足够大,以使产生的脉冲信号峰值通常不 小于5V。 速度和键相传感器都是本特利产品,它们测量机理相似, 但具体的技术参数和要求有不同,所以不能相互代替。 温度传感器 机组103J/JT轴 系本体温度传感 器采用的是热阻 Pt100。 轴系本体温度传 感器的测量位置 是支承轴瓦和止 推轴瓦处。 ProTech 203 超速保护器 ProTech 203超速保护器监控三个独立的转速传感器防 止蒸汽轮机或其他类型的原动机超速该系统可以取代机 械超速保护装置特别是在高速10000rpm应用场合因为 机械超速保护装置在高速情况下往往表现得不可靠。 ProTech 203超速保护器特点: 易于校准和试验精度高和重复性好。 三个数字单元感应和显示速度的精度为0.1%机械式超速保 护装置的精度远远达不到此种水平。 ProTech 203采用的是三选二停机方式确保不会因三个单 元其中的一个发生瞬时故障造成误停机。 每个单元可独立在线测试 。 每个单元可在线更换 。 存储显示峰值速度 。 ProTech 203技术参数 速度感应范围: 100Hz-32,000Hz 停机速度值范围:250rpm-25,000rpm MPU输入幅值:最小1Vrms100Hz-25,000Hz, 最小2Vrms25,000Hz-32,000Hz 3500 监测系统 汽轮机安全监视装置用于连续监视汽轮机本体各种参数,其 监视参数有转速、轴位移、键相、轴振动等。系统的测点 具有独立的监测电路和报警设置点。每个测量模块均有模 拟量输出功能。 监视装置输入电源均为220Vac、50Hz。B.N3500系统均采用 B.N公司系列涡流传感器和速度传感器。转速、鉴相测量 用x mm涡流传感器。轴向位移测量用x mm涡流传感器。 振动用x mm涡流传感器。 3500监测器图示 3500监测器系统组件 3500/05 仪表框架。 电源模块3500/15 3500电源是半高度模块,必须安装在框 架左边特殊设计的槽口内。3500框架可装一个或两个电源 。任何一个电源都可给整个框架供电。如果是两个电源, 第二个电源可做为基本电源的冗余。只要装有一个冗余的 电源,拆除或安装另一个电源模块将不会影响框架的运行 。 框架接口模块500/22M框架接口模块(RIM)是3500框架与组 态、显示和状态监测软件连接的主要接口。每个框架要求 有一个 RIM,安装在与电源模块紧邻的框架插槽中。RIM 支持专有协议,该协议使用3500 组态软件对框架进行组态 键相器模块3500/25 键相器模块是一个半高度、两通道模块, 信号可以通过3500 框架底板输入到适当的监测器模块中用 于转速、相位、跟踪滤波以及其它测量中。 四通道继电器模块3500/32四通道继电器模块是一个全高度的模 块,它可提供四个继电器的输出量。任何数量的四通道继电器 模块,都可放置在框架接口模块右边的任一槽位。四通道继电 器模块的每一个输出,都可以独立编程,以执行所需要的表决 逻辑。每一个四通道继电器模块上的继电器,都具有“报警驱动 逻辑”。该报警驱动逻辑,可用“与门”和“或门”进行逻辑编程。并 可利用框架中的任何监测模块通道或任何监测模块通道的组合 所提供的报警输出,该报警驱动逻辑应用框架组态软件编程, 可满足应用中的特殊需要。 3500/40 位移模块是一种四通道监测模块,它接收由 非接触式传感器输入信号,并可用此输入驱动报警。 3500/40 可由3500 框架组态软件组态具有如下功能: 径向振动,轴向位置,偏心及差胀。 3500组态软件 3500组态软件3500组态软件-Rack Configuration Software为3500系统与用户的人机接口,该软件安装 于Windows操作系统中,安装过程与一般软件没有什 么不同。当软件安装好后,将计算机与3500系统用专 用电缆连接起来便可进行系统组态了。 组态时在组态界面选择与工作目的一致的按钮后,便 可点击界面中对应的模块,如选“Options”后点第二块 模块后出现画面:画面为各通道的简要说明,各通道 的具体参数设置可以在对应的通道下点“Options”便可 出现该通道的具体参数设置画面。 当组态修改完给,便可点击主画面上的“Download to Rack” 在出现的对话框中确认后便可将新的组态下装到3500系统中。 汽轮机 紧急事故切断阀 电磁阀 危机遮断器 蒸汽调节阀 油动机 错油门 电磁阀 电液转换器 控制油 开车油 跳车油 二次油 动力油 安全油 主蒸汽 电信号 启动 汽轮机的调节系统流程图 谢谢大家,下节我们讲润滑油系统 及密封气系统和相关逻辑 待续
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