增压机培训资料

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第一章 增压机本体组成一．概述： 概述： 离心式增压机是用来压缩气体或输送气体的一种机械，从能量的观点来看，它是把原动机的 机械能转变成气体压力能的机械设备。本厂增压机系统作用是提高燃气轮机所需燃料气的压力，在 此过程中燃料气的密度增加了，按所给定的体积使更多的燃料气进入燃气轮机, 以提高燃气轮机的 效率和燃气轮机的输出。 气体在增压机中的工作过程：增压机的转子在外部动力源的拖动下旋转，接受外功。增压机进 气道前面的气体被吸入。气流经进气道时气体参数会略有变化。如压强略有下降，而速度略有提高， 使进入叶轮的气流趋于均匀，以满足叶轮进口流场的需求。气体进入叶轮后，沿着叶轮上叶片所构 成的通道流动并随叶轮一起旋转，处于旋转运动场中的气体由内径走向外径的过程中接受了叶轮传 给的功。表现为气体压强的提高与动能的增加。使叶轮出口处气体的速度很高，大大地超过了流动 的需要。 高速气流进入扩压器，将其速度对应的动能降低下来以实现继续提高气体的压强。由于扩压器 本身是不运动的，所以气体在扩压器中只有能量形式的转换，而没有功的输入与输出。扩压器中流 出的气体直接进入排气部分而至增压机的出口。排气部分由蜗壳（或叫集气管）与排气管组成。气 体经排气部分时其参数也有所变化。一般是继续降速增压的作用。若离心式增压机是多级的，则除 末级以外的其他各极中，气体从扩压气流出后经过弯道，回流道再进入到下一级，尽量满足下级入 口流场的要求，以便在下级中继续增压。 增压机以 20.7kg/cm 绝对压力向燃气轮机供给燃料气。正常时天然气出口温度为 130.5℃，流 量为 8692.3kg/h，压缩机为强制润滑，滑油流量为每个轴承 3.79g/min，1.4kg/cm 表压。 本厂增压机是 6 级离心式压缩机，外壳是拼合式的，由单进口和单出口与系统连接。轴封和级 间均为迷宫式密封。 #2 联合循环的燃料气增压机系统用来提高向燃气轮机所供燃料气的压力。系统包括：天然气进口 过滤／分离器、增压机、齿轮箱、电动机、再循环管线及冷却器、润滑油/密封油系统、进出口管线 及必要的仪器仪表及系统的监测控制和运行控制系统组成。 增压机是一个“整装机组” ，它包括主机、撬体与之相邻的撬体和一块控制盘。主机部分包括 增压机本体、一个双螺旋增速齿轮箱和一个 50Hz 的电动机。主机位于主机撬体上，该撬体上还有润 滑与密封油系统及其它燃料气管线和设备，包括再循环冷却器，与之相邻的撬体上有其余的燃料气 系统管线和过滤/分离器。 二．增压机的本体组成： 增压机的本体组成： 增压机用来提高向燃气轮机所供燃料气的压力，在此过程中燃料气的密度增加了，按所给定的 体 积 使 更 多 的 燃 料 气 进入 燃 气 轮 机 , 以 提 高 燃

气轮 机 的 效 率 和 燃 气 轮 机的 输 出 。 增 压 机 以 21.73kg/cm 绝 对 压 力 向 燃 气 轮 机 供 给 燃 料 气 。 正 常 时 天 然 气 出 口 温 度 为 130.5 ℃ ， 流 量 为 8692.3kg/h，压缩机为强制润滑，滑油流量为每个轴承 3.79g/min，1.4kg/cm 表压。该增压机是 6 级离心式压缩机，外壳是拼合式的，由单进口和单出口与系统连接。轴封和级间均为迷宫式密封。 一．静子： 静子： 增压机静子包括进气缸、隔板、排气缸及排气涡壳和密封元件 1．气缸： 气缸： 1 2 2 2 2 气缸又称机壳，是增压机的主要承压部件，BCL 汽缸为筒形（垂直中分型）气缸，包括一个进 气缸和排气缸，气缸上还焊有四个支脚和轴向直插销座，进气缸将气流均匀的引进叶轮，排气缸汇 集末级后的气体并引到增压机外，汇集过程中，由于排气缸通流截面逐渐扩大而对气体起到一定的 降速扩压作用。 2．端盖： 端盖： 端盖封住气缸的端头，端盖用螺栓和螺母或承剪紧固于气缸上。 端盖上还安装有轴承支座及 密封套支座，在非驱动端的气缸上还安装有推力轴承套，止推端还装有止推轴承外罩，在驱动端装 有联轴器护罩，另外，所有的气管接头和油管接头也装设在端盖上。 3．隔板： 隔板： 隔板形成增压机各级间的隔壁墙，它隔开了不同级的压力，提供增压机静子部分的气流通道。 每个隔板由一个扩压器、一个弯管和一个回流通道组成。叶轮周围的环形空间称为扩压器，扩压器 将气体在叶轮出口处具有的动能转换为压力能；弯管将流体方向转变成向内；回流通道的一系列导 流叶片用来均匀气流并引导气体到下一级叶轮的进口。 隔板用铸铁制作，按水平中分线分成两半，每个隔板的两半是靠螺栓连接并用销钉定位。隔板 环绕转子组成“机芯” ，并通过轴向系杆连接在一起，它轴向地插入到气缸体中，隔板组利用固定在 进气缸第一层隔板四周的挂耳装置在气缸内定位。 与气缸相连的隔板周围上加工有“O”型密封槽，槽中密封环可防止气体从排气管漏入进气管。 4．排气涡壳： 排气涡壳： 排气涡壳主要是收集扩压器或末级叶轮后面的气体，并引导至增压机的排气缸。 二．转子： 转子： 转子是离心式增压机的转动部件，由主轴及装在轴上的叶轮、平衡活塞、隔套、轴套和推力盘 组成。 1．叶轮： 叶轮： 叶轮又称工作轮，气体在通过叶轮的相对运动中，叶轮将外界传入的机械能转换成气体的压力 和速度，提高了气体的能量。叶轮通常是闭式后弯型，热装在轴上并用键定位。 2．推力盘： 推力盘： 推力盘将轴向推力传给止推轴承。 3．隔套： 隔套： 隔套热装于轴上，它们将叶轮轴向地定位于轴，并使未被叶轮遮盖的那部分轴不与气体接触。 4．轴套： 轴套： 轴端的迷宫型密封和油封的下面用轴套盖住轴，避免了轴的磨损。 5．平衡活塞： 平衡活塞： 平衡活塞是用来平衡叶轮作用于轴上的轴向推力，以减轻推力轴承的负荷而设置的，它 承受大部分的轴向推力，剩余的推力由止推轴承承担。 在多级离心增压机中，由于气体每经过叶轮其压力都有所提高，这样叶轮两侧气体压力的不相 2 等就产生来一个由高压端指向低压端的轴向合力。这样使转子有一个向低压端窜动的趋势；它能使 转子在运行时与机壳相碰，对增压机

的正常运行极为不利，必须设法平衡掉。 平衡活塞由锻钢制作烘套在轴上，并有键相连。平衡活塞装在增压机主轴的高压侧，它与末级 叶轮轮盘相邻的侧面具有末级气流出口的压力（高压） ，通过平衡管将增压机的进气压力引到平衡活 塞的另一侧（外侧） ，这样就产生了一个指向增压机高压端的轴向推力，这个推力平衡了由高压端指 向低压端的轴向推力。 6．主轴： 主轴： 主轴用来支持所有旋转部件及传递扭拒。 三．轴承： 轴承： 1．径向支承轴承： 径向支承轴承： 径向支承轴承为压力润滑的可倾瓦轴承，采用 5 片巴氏合金的钢制成的可倾瓦片结构，油在压 力作用下径向通入轴承，通过轴承套的环形槽，通过轴承套上的各个孔去润滑瓦片，轴承油顺着轴 穿过轴承瓦片两侧的油控制环再轴向的排出每个瓦片背面装有单独的钢轴颈，轴颈能够在轴承里径 向和轴向作双向旋转，瓦片用销钉定位，销钉从轴承套内径向外伸出并与轴承套上螺钉相接。 轴承套也是钢制，沿水平中分线分成两半,每一半装有的轴颈和瓦片。轴承套上部有一个突出的 防转销，用以防止轴承套旋转。 2．轴向推力轴承： 轴向推力轴承： 作用在叶轮上的气体动力产生一个沿轴向的推力，这个推力大部分被平衡活塞抵消掉了，而剩 余的部分推力则有推力轴承承受。 推力轴承采用七片可倾瓦结构，采用强制润滑，在主推力面排出 的油在通过流量控制孔板排出之前，先与副推力面排出的油汇合 四．密封部分： 封部分： 1．轴端密封： 轴端密封： 安装于轴两端的轴端密封防止气体从增压机气缸向外泄露，采用油膜密封，油封件由两个或更 多嵌有合金的钢环组成，以密合间隙套在轴上各油封在自己的密封套中是自由浮动的，以便随轴的 径向运动并同时保持同心，为了防止环在轴上旋转用键将环锁住。环为面对面安装，中间用一组弹 簧隔开。在内环内侧的空间中，如果密封油压比流程气体压力大时，则密封油被迫通过内外环之间 的环形空间；内环与轴之间的油膜防止气体沿轴泄漏。密封油由外环（低压环）渗出返回主油箱， 从内环（高压环）渗出的油封住了气体的出口，并汇集在密封油收集器中，收集器将与密封油一同 泄出的气体隔离，隔离出的气体回到流程气体回路的低压区，而在收集器中分离出的油流入除气箱。 2．迷宫密封： 迷宫密封： 迷宫密封用以减小不同压力区之间的气体泄漏和降低轴端的压力，以保证增压机两端的密封压 力相等。 增压机的旋转部分与静止部分之间采用迷宫型密封，迷宫型密封安装在平衡活塞的周围。迷宫 型密封的静止环上装有多梳状的尖齿，以便保持轴与梳齿的小的间隙。密封环的上半装在上隔板槽 中，用锁紧螺钉锁住，环的下半也装于隔板的槽中。采用抗腐蚀的软合金（例如： 铅）作成，以防 止它们与轴或叶轮因振动过大等故障情况下相碰时不致损伤轴或叶轮。 3 第二章 主驱动电动机 1．结构： 结构： 增压机是由一台两级异步电动机通过增速齿轮箱驱动的，电动机与齿轮箱的联轴器毂是单键、 圆柱孔将轴装配在一起电机外壳采用全封闭强制通风结构，由一个电机驱动的风机对主驱动电动机 进行强制通风冷却，需要正常流量为 99.12m /min 2.8mm 汞柱的冷却空气。 2．冷却： 冷却： 冷却空气

经过位于电动机顶部的开口进入，经过空气导流器到达转子风扇，转子风扇把一部分 空气吹过端部静止线圈，其余空气进入转子电枢中心，流过转子管道，越过空气间隙，经过静子管 道后汇流，从电动机顶部空气排出通道排出，排出通道出口装有百叶窗以防止异物进入。电动机空 气流量为 3500cmf（立方英尺/分） ，电动机空气进出口压差为 1.5 英寸水柱。 3．轴承： 轴承： 电机轴承采用强制润滑,由密封/润滑油系统供给,油量 1GPM/BRG,压力 20PSI，粘度 100℉时为 150SSU,轴承套最大许可温度 90℃，轴承可倾瓦块最大允许温度为 100℃ 4．主驱动电机的主要技术参数： 主驱动电机的主要技术参数： 电动机型号： 5K831154F2 电动机系列： 8428121 应用对象 ： 离心式增压机 额定功率 ： 900 马力（660KW） 额定电压 ： 6000V 额定电流 ： 78A（满载） 相数 频率 ： 3 ： 50Hz 3 绝缘等级 ： B 转动方向 ： 逆时针（从驱动端看） 定子最大允许温度：100℃ 4 第三章 增速齿轮箱 1．结构： 结构： 增速齿轮箱用以将电动机侧的 2975RPM 增速到增压机侧的 15673 RPM，带动增压机高速旋转压 缩天然气。齿轮箱的转子由大齿轮及小齿轮组成，齿形为双螺旋线以消除端部推力，小齿轮为钢锻 整体制成。小齿轮通过挠性盘形联轴器连接增压机，大齿轮则联接电动机。 2．润滑： 润滑： 齿轮箱润滑油由密封油/润滑油系统供给，冷却及润滑齿轮，齿轮箱还驱动主润滑油泵。 3．增速齿轮箱的主要技术参数： 增速齿轮箱的主要技术参数： 型号 ： S-601-A3 系列号 ： 273854 额定功率： 900HP 转速比 ： 2975/15673 RPM 螺旋线角： 35 度 小齿轮齿数： 41 大齿轮齿数： 216 小齿轮节圆直径： 4.1 大齿轮节圆直径： 21.6 5 第四章 燃料气系统组成设备及工作流程天然气流程说明： 一． 天然气流程说明： #2 燃料气系统的天然气是由输气大队通过站内的户外过滤/分离器来供给的。 从户外分离器分出的供气管线首先经过两个串联的控制阀，这两个控制阀控制天然气的出口压 力，然后天然气流入进口气体过滤/分离器，过滤/分离器滤掉夹杂在天然气中的有机物残渣并除掉 水和液态碳氢化合物（如氢烃） ，从过滤/分离器出来的燃料气通过流量孔板（FE-102）进入天然气 增压机的入口。 通过出口管线送往燃气轮机燃 天然气在增压机里被压缩后压力升高到 21.73kg/cm 绝对压力后， 烧系统。 增压机出口的天然气还通过一个再循环阀（VPN-23）返回到气体过滤/分离器前面的进口管上， 再循环的天然气与户外分离器供气管线的天然气混合后再次进入增压机进行压缩,再循环主要用于 控制到燃气轮机的燃料气总量（质量流量）并为增压机提供了防喘振保护，当燃气轮机停运时，增 压机可 100%再循环保证了流过增压机的流量高于最小喘振流量。 控制系统通过调节增压机的过滤／分离器进口阀（VPN-21）和增压机再循环阀（VPN-23）来控 制本系统供给到燃气轮机的燃料气压力（出口压力） 。 二．燃料气系统组成设备说明： 燃料气系统组成设备说明： 1．进口过滤/分离器： 进口过滤/分离器： 燃料气在进入增压机之前先通过进口过滤/分离器，过滤/分离器过滤掉有机残渣和除掉水和液 态碳氢化合物。 过滤/

分离器有两个玻璃纤维过滤／水分收集部件和两个储液罐，储液罐上装有玻 璃液位计、液位控制阀、液位开关。过滤／分离器的液位由液位控制器和液位控制阀监视并控制到 整定范围之内，当储液罐收集到的液位达到排放设定值时，液位控制阀将自动打开排放液体到地下 的收集罐内。当液位低于控制器的设定点之后，液位控制阀将自动关闭。 过滤/分离器还装有两个液位开关（液位高和液位过高开关） ，当液位达到开关动作值时，会发 出报警，若液位过高达到跳闸值，液位过高开关动作将使燃气轮机和增压机都跳闸。 过滤/分离器还装有一个就地压差指示器用来监视过滤器压差。过滤分离器上还装有机械安全 阀，用于保护到过滤/分离器的管线及过滤分离器本体，以防过压。 2．再循环控制阀（VPN-24）和再循环冷却器： 再循环控制阀（VPN-24）和再循环冷却器： 却器 增压机出口的天然气还通过一个再循环阀（VPN-23）返回到气体过滤/分离器前面的进口管上， 再循环的天然气与户外分离器供气管线的天然气混合后再次进入增压机进行压缩，再循环主要用于 控制到燃气轮机的燃料气总量（质量流量）并为增压机提供了防喘振保护，当燃气轮机停运时，增 压机可 100%再循环保证了流过增压机的流量高于最小喘振流量。 该系统包括再循环控制阀 （VPN-24） 、 再循环冷却器。 ： a．再循环控制阀（VPN-24） 再循环控制阀（VPN-24） 再循环控制阀计量着通过再循环管线的燃料气流量。该阀为气动、薄膜调节阀，当阀门、动作 执行器或控制系统出现故障时该阀具有“故障开启”功能。 再循环控制系统从燃料气流量元件（FE-102）和增压机两端的进出口差压变送器接收初始信号。 根据增压机进口燃料气的流量， 从差压指示推导出的密度读数的变化及实际的再循环阀位进行运算， 调整再循阀的阀位，即调整再循环的流量。当燃气轮机或增压机故障跳闸时，跳闸信号将使仪表风 进口三通电磁阀动作关闭，该阀失气后会自然地全开。 6 2 b．再循环冷却器： 再循环冷却器： 再循环冷却器用于降低返回到增压机进口的再循环天然气的温度。因为这些天然气是增压机出 口的经压缩后温度提高的天然气（约 130℃） 。再循环冷却器可将天然气从 130℃降到 25℃再送入增 压机的入口。 再循环冷却器为壳管式的单流程热交换器，热交换能力为每小时 460060 千卡，天然气从再循 环冷却器内管流过，冷却水从外腔壳体里流过进行冷却。 VPN21A） 3．进口控制阀（VPN-21 及 VPN21A） 进口控制阀（VPN： 进口控制阀（VPN-21 和 VPN-21A）装在过滤分离器之前主燃料气管线上,控制着到增压机的天然 气流量，还控制了增压机的容量及到燃气轮机的燃料量。 控制系统根据增压机的出口压力信号和进出口差压信号控制这两个气动阀门。进气 VPN-21 和 VPN-21A 两阀并联安装在进气管线上， VPN-21 是一个 8 英寸的大阀门， VPN-21A 是 1 /2 英寸的小阀门， 低流量时用小阀，流量较大时两个都用。如果它们的动作执行器或控制系统失灵，这两个阀将关闭。 阀门的动作是由气动阀位定值器控制的。 进气控制阀 VPN-21 和 VPN-21A 是分两段进行控制的。 从增压机的出口压力传感器 TP1 接收到了 出口压力信号（PT101） ，从增压机

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