軸流式壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)原理ppt課件

一、概述 軸流壓縮機(jī)：指氣體在壓縮機(jī)中的 運(yùn)動(dòng)是沿壓縮機(jī)軸的軸向進(jìn)行的。 軸流壓縮機(jī)主要是由機(jī)殼、葉片承 缸、調(diào)節(jié)缸、轉(zhuǎn)子、進(jìn)口圈擴(kuò)壓器、軸 承箱、油封、密封、軸承、平衡管道、 伺服馬達(dá)、底座等組成。 1 軸流壓縮機(jī)分為 A和 AV系列，均引進(jìn)原瑞士蘇 爾壽公司設(shè)計(jì)制造技術(shù)。 A系列為靜葉不可調(diào)， AV系列為全靜葉可調(diào)。 型號(hào)標(biāo)記示例如下： AV80-10 AV 全靜葉可調(diào)式的軸流壓縮機(jī) 80 軸流壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子輪轂直徑為 80mm 10 軸流壓縮機(jī)級(jí)數(shù)為 12級(jí) 2 軸流壓縮機(jī)的配置方式見(jiàn)下圖： 汽輪機(jī) 壓縮機(jī) 變速箱 發(fā)電機(jī) 3 汽輪機(jī) 型 號(hào)： ENKS63/80/72 入口壓力： 4.5 MPa（ A） 入口溫度： 440 工作轉(zhuǎn)速： 4157 r/min 額定功率： 36100 kW 旋轉(zhuǎn)方向： 從進(jìn)氣端看為順時(shí)針 4 軸流壓縮機(jī) 型 號(hào)： AV80-10 介 質(zhì)： 空氣 設(shè)計(jì)點(diǎn)流量： 6144 m3/min 進(jìn)氣壓力： 0.095 MPa（ A） 排氣壓力： 0.3158 MPa(A) 工作轉(zhuǎn)速： 4157 r/min 軸功率： 16208 kW 主軸旋轉(zhuǎn)方向： 從進(jìn)氣端看順時(shí)針 5 發(fā)電機(jī) 型 號(hào)： QFW-15-4 額定電壓： 10 kV 額定電流： 970.3 A 額定功率： 15000 kW 轉(zhuǎn) 速： 1500 r/min 飛輪力矩 GD2： 8750 kgm2 冷卻水耗量： 125 t/h 主軸旋轉(zhuǎn)方向： 從軸伸端看為順時(shí)針 6 潤(rùn)滑油站 容 量： 25000 L 流 量： 2754 L/min 壓 力： 1.5 MPa(G) 油泵電機(jī)功率： 110 2 kW 事故泵電機(jī)功率： 15 kW 雙聯(lián)冷油器： 冷卻水量： 220 2 t/h 冷卻面積： 245 2 m2 雙聯(lián)濾油器： 過(guò)濾精度： 10 m 排油霧風(fēng)機(jī)電壓： 380 V 排油霧風(fēng)機(jī)功率： 5.5 kw 高位油箱容量： 5000 L 7 壓縮機(jī)防喘振調(diào)節(jié)閥 類 型： 氣動(dòng)調(diào)節(jié)蝶閥 通 徑： 20” 流量特性： 近似線性 全關(guān)泄漏量： ANSI class V級(jí)（ 硬密封） 緊急快開時(shí)間： 1.5 S 壓力等級(jí)： ANSI CLASS150 氣源壓力： 0.4 0.6MPa (G) 8 頂升油泵 型 號(hào)： HIPAGAG 供油壓力： 65 MPa 最大流量： 0.96 4 L/min 電機(jī)功率： 5.5KW 電壓等級(jí)： 380V 止回閥 類型： 氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)三偏心蝶閥 通徑： DN1600 公稱壓力： 1.0MPa（ A） 氣源壓力： 0.5 0.8MPa (G) 電磁閥電源為： 220 VAC (常帶電形式 ) 調(diào)節(jié)時(shí)間： 全開全閉： 3 5秒 9 10 軸流壓縮機(jī)的三層缸結(jié)構(gòu) 11 二、軸流壓縮機(jī)零部件 1、機(jī)殼：機(jī)殼分上機(jī)殼和下機(jī)殼兩部分，為 水平剖分型，上、下機(jī)殼在中分面處用預(yù)應(yīng)力螺 栓聯(lián)接，機(jī)殼是由 HT250鑄造而成，進(jìn)、出氣法 蘭均垂直向下，機(jī)殼加工完后要進(jìn)行水壓試驗(yàn)， 檢驗(yàn)機(jī)殼的密封性并測(cè)量其變形，機(jī)殼分四點(diǎn)支 承在底座上，四個(gè)支撐點(diǎn)設(shè)計(jì)在接近下機(jī)殼中分 面處，分布在下機(jī)的兩側(cè)，而不是分布在機(jī)殼的 兩端，因此機(jī)組運(yùn)行時(shí)具有一定的穩(wěn)定性，減少 了由于熱脹而引起的機(jī)組熱變形，四個(gè)支撐點(diǎn)其 中一端（排氣端）兩點(diǎn)為固定點(diǎn)，另外兩點(diǎn)為滑 動(dòng)點(diǎn)。 12 13 14 15 2、葉片承缸：葉片承缸為水平剖分型，中 分面用預(yù)應(yīng)力螺栓聯(lián)接形成一個(gè)內(nèi)也為很小錐度 的筒體，與轉(zhuǎn)子組成軸流壓縮機(jī)的通道。 氣流從機(jī)殼進(jìn)氣室進(jìn)入，沿流道經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)子葉 片逐級(jí)壓縮做功和動(dòng)、靜葉柵的不斷擴(kuò)壓，壓力 提高，最后經(jīng)擴(kuò)壓器進(jìn)一步擴(kuò)壓進(jìn)入機(jī)殼排氣室 由密道引向工藝流程 。 16 上承缸 17 3、調(diào)節(jié)缸：調(diào)節(jié)缸由 Q235A鋼板焊接而成， 水平剖分型，中分面用螺栓聯(lián)接，具有較高的剛 性，調(diào)節(jié)缸分四點(diǎn)支撐在機(jī)殼上，安裝在機(jī)殼與 葉片承缸之間，因此有時(shí)稱為中缸，而機(jī)殼為外 缸，葉片承缸為內(nèi)缸。 18 調(diào)節(jié)缸的作用在于調(diào)節(jié)軸流壓縮機(jī)的 各級(jí)靜葉角度，以滿足變工況的要求，安 裝在機(jī)殼兩側(cè)的伺服馬達(dá)在控制系統(tǒng)作用 下，通過(guò)連接板帶動(dòng)調(diào)節(jié)缸做軸向往復(fù)運(yùn) 動(dòng)，缸體則又帶動(dòng)各級(jí)導(dǎo)向環(huán)和嵌在環(huán)內(nèi) 的滑塊一起運(yùn)動(dòng)，滑快通過(guò)曲柄帶動(dòng)靜葉 產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)，從而達(dá)到調(diào)節(jié)靜葉角度的目的 ，而各級(jí)靜葉調(diào)節(jié)的大小，是通過(guò)變化各 級(jí)曲柄的長(zhǎng)度來(lái)實(shí)現(xiàn)的，這些都是在氣動(dòng) 計(jì)算過(guò)程中確定的。 19 調(diào)節(jié)缸 20 調(diào)節(jié)缸放大圖及驅(qū)動(dòng)環(huán)（導(dǎo)向環(huán)） 21 4、轉(zhuǎn)子及動(dòng)靜葉片：軸流壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子是一個(gè) 主軸、各級(jí)動(dòng)葉、隔葉塊、代葉塊及葉片鎖緊裝 置組成 。 主軸：高合金鍛鋼鍛造而成，材料為 25Cr2Ni4MoV,主軸材料的化學(xué)成分需經(jīng)嚴(yán)格的化 驗(yàn)分析，性能指標(biāo)通過(guò)試塊進(jìn)行檢驗(yàn)，粗加工后 進(jìn)行熱運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)和探傷檢驗(yàn)，所有指標(biāo)合格后， 才能投入精加工。 動(dòng)葉： 2Cr13,葉片用坯料精加工而成，原材 料進(jìn)行化學(xué)成份、力學(xué)性能、裂紋檢驗(yàn)，成型葉 片要進(jìn)行濕式噴砂處理，以增加葉片表面的抗疲 勞強(qiáng)度；還要進(jìn)行測(cè)頻、確保運(yùn)行時(shí)葉片的安全 性。 22 靜葉： 2Cr13,葉片用坯料精加工而 成，原材料同樣要進(jìn)行化學(xué)成份分析 及力學(xué)性能、裂紋檢驗(yàn)等，葉片表面 也要進(jìn)行濕式噴砂處理。 軸流壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子設(shè)計(jì)中進(jìn)行了橫 向振動(dòng)及扭曲振動(dòng)分析計(jì)算，轉(zhuǎn)子裝 配后做高速動(dòng)平衡和超速試驗(yàn)，確保 機(jī)組運(yùn)行時(shí)安全可靠。 23 轉(zhuǎn)子 24 25 5、軸承箱：軸壓縮機(jī)的軸承箱由 軸承箱體和軸承箱蓋組成，軸承箱體 與下機(jī)殼鑄為一體，軸承箱內(nèi)安裝有 徑向軸承和止推軸承，潤(rùn)滑軸承的潤(rùn) 滑油由軸承箱集油回到油箱，軸承箱 體底部裝有導(dǎo)向裝置，和底座配合， 使機(jī)組對(duì)中和沿軸向熱脹，軸承箱蓋 油使封處設(shè)有一個(gè)充氣孔，必要時(shí)可 供油封充氣防止?jié)櫥屯庑埂?26 軸承箱 1 27 軸承箱 2 28 6、 油封 ：軸流縮機(jī)的軸承箱內(nèi)安裝有 油封，用于防止軸承箱內(nèi)潤(rùn)滑油的外漏， 油封上設(shè)計(jì)有一個(gè)擋風(fēng)板，防止密封處泄 漏的高溫氣體（特別是排氣側(cè)）進(jìn)入軸承 箱內(nèi)，造成軸承溫度升高，潤(rùn)滑油老化。 7、密封：在壓縮機(jī)的進(jìn)氣側(cè)和排氣側(cè) 分別設(shè)有軸端密封，型式為拉別密封，密 封處鑲在軸上，密封片的數(shù)量是根據(jù)計(jì)算 確定的，密封間隙的大小可通過(guò)調(diào)整密封 套圓周上的調(diào)整塊來(lái)實(shí)現(xiàn)。 29 油封 30 8、軸承：軸流壓縮機(jī)的徑向軸承為橢圓瓦 軸承，止推軸承是金斯泊雷軸承，主付推力面 均可 100%承受軸向推力。 每個(gè)徑向軸承附近安裝有兩個(gè)互成 90度的軸 振動(dòng)探頭，用于檢測(cè)軸流壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中轉(zhuǎn) 子的振動(dòng)，止推軸承一側(cè)安裝一個(gè)軸位移探頭 ，用于檢測(cè)軸壓縮機(jī)過(guò)程中轉(zhuǎn)子的軸向位移。 軸流壓縮機(jī)的徑向和止推軸承已成為一個(gè)完 整的系列，各種不同大小型號(hào)軸承的選用，都 是根據(jù)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速、重量等因素確定軸承的潤(rùn)滑 油量、軸承消耗功率、軸承油溫等，并通過(guò)計(jì) 算確定的。 徑向軸承和止推軸承結(jié)構(gòu)如下所示 31 軸承上半 32 33 34 35 36 37 9、 平衡管道 ：在壓縮機(jī)上設(shè)有一 個(gè)高壓平衡管道和排空官道，高壓平 衡管道的作用是將排氣側(cè)的高壓氣體 引向進(jìn)氣側(cè)的平衡活塞，用來(lái)平衡一 部分由于氣動(dòng)引起的指向進(jìn)氣側(cè)的軸 向推力，以減輕止推軸承的負(fù)載，增 加止推軸承的壽命。排空管道是將排 氣側(cè)密封后的泄漏氣體及機(jī)殼與葉片 承缸之間的泄漏氣體排向大氣。 38 平衡管道 39 10、伺服馬達(dá)（靜葉調(diào)節(jié)油缸）：在 軸流壓縮機(jī)下機(jī)殼的兩側(cè)各安裝有一個(gè) 伺服馬達(dá)，它和調(diào)節(jié)缸相連接，當(dāng) 120bar的高壓油投入運(yùn)行后，伺服馬達(dá) 活塞作軸向往復(fù)移動(dòng)，同時(shí)調(diào)節(jié)缸也做 同步的軸向往復(fù)移動(dòng)。伺服馬達(dá)也是設(shè) 計(jì)成為系列的，伺服馬達(dá)的選用，是由 驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)缸所需的軸向力來(lái)確定的。 40 伺服馬達(dá) 41 42 油缸 43 終端機(jī)殼 44 壓縮機(jī)喘振 當(dāng)壓縮機(jī)流量小到足夠時(shí)，會(huì)在整個(gè)擴(kuò)壓器流道中產(chǎn)生嚴(yán)重的旋轉(zhuǎn)失速，壓縮機(jī)出口壓力突然下降，使管網(wǎng)的壓力 比壓縮機(jī)出口壓力高，迫使氣流倒回壓縮機(jī)，一直到管網(wǎng) 壓力下降到低于壓縮機(jī)出口壓力時(shí)，壓縮機(jī)又開始向管網(wǎng) 供氣，壓縮機(jī)又恢復(fù)正常工作。當(dāng)管網(wǎng)壓力又恢復(fù)到原來(lái) 壓力時(shí)，流量仍小于喘振流量，壓縮機(jī)又產(chǎn)生嚴(yán)重的旋轉(zhuǎn) 失速，出口壓力下降，管網(wǎng)中的氣流又會(huì)倒流回壓縮機(jī)。 如此周而復(fù)始，一會(huì)兒氣流送向管網(wǎng)，一會(huì)兒又倒灌口壓 縮機(jī)，使壓縮機(jī)的流量和出口壓力周期性的大幅波動(dòng)，引 起壓縮機(jī)強(qiáng)烈的氣流波動(dòng)，這種現(xiàn)象就稱壓縮機(jī)的喘振。 一般管網(wǎng)容量大，喘振振幅就大，頻率就低，反之，管網(wǎng) 容量小 ,喘振振幅就小，頻率就高。 45 壓縮機(jī)一旦出現(xiàn)喘振，則機(jī)組和管網(wǎng)的運(yùn) 行狀態(tài)具有以下特征： 壓縮機(jī)工況極不穩(wěn)定；壓縮氣體的出口壓力和 人口流量周期性地大幅度波動(dòng)，頻率較低，同 時(shí)平均排氣壓力值下降；喘振有強(qiáng)烈的周期性 氣流噪聲，出現(xiàn)氣流吼叫聲；機(jī)器強(qiáng)烈振動(dòng)， 機(jī)體、軸承、管道的振幅急劇增加。由于振動(dòng) 劇烈，軸承液體潤(rùn)滑條件會(huì)遭到破壞，損壞軸 瓦。轉(zhuǎn)子與定于會(huì)產(chǎn)生摩擦、碰撞，密封元件 將嚴(yán)重?fù)p壞。 46 要防止壓縮機(jī)喘振的發(fā)生，可以從 以下幾個(gè)方面人手： 防止進(jìn)氣壓力低、進(jìn)氣溫度高和氣體分子量減 小等；防止管網(wǎng)堵塞使管網(wǎng)特性改變；在開、 停車過(guò)程中，升、降速度不可太快，并且先升 速后升壓和先降壓后降速；開、關(guān)防喘振閥時(shí) 要平穩(wěn)緩慢。關(guān)防喘振閥時(shí)要先低壓后高壓， 開防喘振閥時(shí)要先高壓后低壓。如萬(wàn)一出現(xiàn)旋 轉(zhuǎn)失速和喘振，首先應(yīng)立即全部打開防喘振閥 ，增加壓縮機(jī)流量，然后根據(jù)情況進(jìn)行處理。 若是因進(jìn)氣壓力低、進(jìn)氣溫度高和氣體分子量 減小等原因造成的，要采取相應(yīng)措施使進(jìn)氣氣 體參數(shù)符合設(shè)計(jì)要求；如是管網(wǎng)堵塞等原因， 就要疏通管網(wǎng)，使管網(wǎng)特性優(yōu)化；如是操作不 當(dāng)引起的，就要嚴(yán)格規(guī)范操作 47 48