二氧化碳压缩机检修规程.docx
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二氧化碳压缩机检修规程
1 总则
本规程只适用于四川天华股份公司二氧化碳压缩机组(K101/DSTl01)的维护和检修,但不包括机组段间冷却分离器,段间冷却分离器的维护检修按压力容器有关规程执行。
1.1工艺流程概述
1.1.1透平工艺流程
从合成界区来的压力为125bar(绝),温度为515℃的高压蒸汽,经主蒸汽切断阀,高压事故停车阀,高压调节阀进入透平高压段喷嘴,经叶轮作功后,压力降为23bar(绝),温度为330℃的过热蒸汽,抽出53.08T/H的蒸汽送至尿素框架供工艺系统统使用,剩下的过热蒸汽经低压调节阀进入低压段喷嘴,推动低压段叶轮作功,压力降为4.4bar(绝)以下,汇同工艺系统来的压力为4.4bar(绝),温度为147℃流量为19.79T/H的低压蒸汽进入透平后气缸作功。
作功后的蒸汽压力降为0.12bar(绝),温度为50℃,最后进入E-121进行冷凝。
冷凝液经凝水泵P-118A/B,液面调节阀LV-08207送至公用工程精制器,再产蒸汽。
1.1.2压缩机工艺流程
二氧化碳压缩机把来自合成氨车间脱碳装置的二氧化碳气体加压至16.367MPa,送入尿素合成塔。
流程如下:
压力为50KPa(表压),温度不高于40℃,纯度大于98.5%的CO2气体经分离器V111分离清除雾滴后进入由汽轮机带动的双缸四段离心式压缩机的一段.经一段压缩后,压力升至0.48MPa,温度升至172℃,经一段出口冷却器E118冷却后,温度降为低于42℃,经二段人口分离器V115分离清除雾滴后进入二段压缩,二段压缩后的气体压力升至2.103MPa,温度升至199℃,经二段出口冷却器E119冷却后,温度降为低于42℃,经三段入口分离器V116分离清除雾滴后进入三段压缩。
在二段出口和三段入口之间设有二回一阀HV08103及二段放空阀XV08101.经三段压缩后的气体温度升高至199℃,压力升至8.3MPa.经三段出口冷却器E120冷却后,通过温控阀TV08111使温度控制在45~55℃,经四段入口分离器V126中分离清除雾滴后进入四段压缩.经四段压缩后的气体压力升至15.7MPa,温度升至114℃.直接送入尿素合成塔.在四段出口管线上设有四回一防喘振调节阀FV08102、压力调节阀PV08116和放空阀PV09203。
二氧化碳压缩机气体流程
图1 二氧化碳压缩机气体流程图
1.2机组技术性能
1.2.1压缩机主要性能参数
项目
低压缸
高压缸
一段
二段
三段
四段
制造厂
沈阳鼓风机厂
意大利新比隆
型号
2MCL757
2BCL365/A
级数
3
4
4
2
介质
CO2
CO2
分子量
43.17
轴功率,kW
8253
转速,r/min
6553
12967
一阶临界转速,r/min
2538
6688
二阶临界转速,r/rain
8169
16875
入口流量,Nm。
/h
28744
人口压力,MPa(绝)
0.126
0.4598
1.948
8.4078
入口温度,℃
40
42
42
52
出口压力,MPa(绝)
0.5
1.997
8.504
16.367
出口温度,℃
183.4
199.6
208.5
120
转向(自汽轮机方看)
逆时针
顺时针
转子质量,kg
1547
206
总质量,kg
23746
8376
1.2.2汽轮机主要性能参数
项目
参数
项目
参数
制造厂
新比隆
进汽压力,MPa
12.5
型号
EHNK40/45
进汽温度,℃
515
输出功率,kw
抽汽量(设计),t/h
53.08
转速,r/in
6320
抽汽压力(绝),MPa
2.3
最大转速,r/rain
6881
抽汽温度(设计),℃
330
一阶转速,r/rain
注汽量(设计量),t/h
19.79
进汽量(设计),t/h
55.28
注汽压力,(绝)MPa
0.36
旋转方向(自进汽端看)
逆时针
注汽温度,℃
147
1.2.3增速箱主要性能参数
项目
参数
项目
参数
制造厂
沈阳鼓风机厂
功率,kw
3700
型号
中心距,mm
250
增速比
1.979
总质量
900
1.3设备结构简介
二氧化碳压缩机组系汽轮机驱动的双转速系列、双缸离心式压缩机,两缸和增速箱以及低压缸和汽轮机之间由齿式联轴器联接。
机组设有单独的油系统、汽轮机蒸汽冷凝和真空系统、压缩机段间冷却和液滴分离系统,保安系统以及压缩机防喘振系统。
汽轮机进汽、抽汽、功率工况图
1.3.1透平结构简介
汽轮机为单缸(带内缸)、抽汽、注汽、冷凝式。
汽轮机由冲动级和级反动级组成.新鲜蒸汽经高压调节阀和喷嘴在第一个单列调节级膨胀做功,再经反动级膨胀做功
后,向外提供2.3MPa、330℃的抽出蒸汽.然后经低压调节阀和喷嘴进入汽轮机调节级膨胀做功,再经反动级膨胀做功后的蒸汽在此与工艺系统副产的低压蒸汽相混后,最后通过五列反动级排入汽轮机表面冷凝器。
压缩机特性曲图
汽轮机带有内缸,它设有轴向剖分面,均匀对称,全部截面的热膨胀实际上是相同的,在水平轴心线方向,内壳是由垫块支承,并可自由膨胀。
外壳上、下半分别设有偏心导销,可防止内壳在侧向产生偏差,在左右两个方向,在内外壳之间有相似的定位原件,使它不致产生轴向移动。
内壳经L形断面汽封部分与控制阀喷嘴相连。
汽缸。
汽缸为水平剖分,前汽缸和排汽缸通过垂直中分面用螺栓轴向连接。
前汽缸采用铸钢制造,排汽缸材料为铸铁。
汽缸前部通过猫爪和前轴承箱连接,排汽缸则通过两侧支脚座落在机座上。
汽缸、轴承箱与机座之间设有滑销。
高压段和低压段采用部分进汽,喷嘴镶焊在喷嘴环内构成整体结构焊接在内缸蒸汽室上。
低压段导向叶片和低压段反动式静叶片采用L型叶根嵌镶在汽缸槽内。
转子。
汽轮机为整段式转子,主轴材料为30CrMoNiV411。
高压和低压调节级为冲动式叶片整体围带;其余十六列反动级,前十四列为整体围带,末两级有分组连接的松拉筋,以降低叶片的动应力。
除高、低压调节级,低压最末一级叶根为叉形叶根外,其余叶均为T叶根。
汽封。
汽轮机所有汽封均采用高低齿的薄片型汽封,用不锈钢充填条嵌入汽缸和汽封套中。
、
轴承.汽轮机采用可倾瓦式径向轴承及金斯伯雷型止推轴承。
1.3.2低压缩机结构简介
低压缸(2MCL757)是7级离心式压缩机,机壳为水平剖分式,为加强密封,水平剖分面上加工出O形环密封槽,压缩机由定子和转子组成,中间隔板和平衡盘构成二级压缩,缸体整体铸造而成,上下缸体用螺栓联接,下缸体固定在底座的缸体支脚上,在缸体支脚上有两个横向键槽作纵向定位,在缸体底座前,后端有两个立销槽起横向定位.轴承箱和下缸体铸为一体,轴承箱和缸体间设有迷宫密封和油封.缸体的底部设有排污孔,缸体内铸有隔板装配槽,隔板水平剖分成上下两半,嵌入上下缸体内.各级汽封,轴端密封,平衡汽封及油封均釆用迷宫密封.转子由轴,叶轮,定距套,平衡盘组成.叶轮釆用闭式后弯式叶轮,热装在轴上,叶轮用键作径向定位,用定距套作横向定位.径向轴承为可倾瓦轴承,推力轴承为金斯伯雷轴承.而转子的轴向间隙则由调整垫片来调整.
1.3.3高压缸结构简介
高压缸釆用垂直剖分,其缸体由内缸,外缸组成,外缸为筒式。
在外缸的两端伸出四个支脚就位于基础支脚上,在后端的两个支脚上设有横向键,对缸体纵向定位,同时在缸体的前,后端设有两个立销,对缸体进行横向定位.缸体的底部设有排污孔.缸体上设有前,后两个端盖与缸体釆用螺栓联接,密封面釆用0形环密封。
端盖与轴承箱釆用整体铸造.端盖与轴的密封釆用迷宫密封.内缸为水平剖分,定位销定位,螺栓联接,为加强气体的密封,在剖分面上铣有O形密封槽。
内缸和外缸之间则用四氟密封环将各段的气体分隔开。
隔板由铸钢制成,水平剖分,止口定位于内缸中。
各级气封使用迷宫密封,平衡盘及平衡鼓气封用不锈钢制成迷宫密封式。
转子由包括轴,叶轮,定距套,平衡盘及平衡鼓组成。
叶轮为闭式后弯式叶轮,与轴间隙配合,靠键热装在轴上。
各级叶轮之间用定距套定位。
段间设有平衡盘,在三段的第一级叶轮前设有平衡鼓,平衡各级叶轮产生的殘余轴向力。
径向轴承釆用可倾瓦轴承,推力轴承为金斯伯雷轴承.而转子的轴向间隙则由调整垫片来调整.
1.3.4增速箱结构简介
增速箱齿轮为一对园柱斜齿轮,齿轮为铸造齿轮,齿轮表面做硬化处理,径向轴承为水平剖分的园柱径向滑动轴承,衬里用巴氏合金浇铸。
推力轴承则釆用米楔尔轴承。
箱体为水平剖分。
压缩机主要零部件的结构型式及材料如下表
缸体型号
2MCL757
2BCL365/A
级别
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
级数
3
4
4
2
型式
水平剖分
筒式
气缸
材质
叶轮
材质
外径mm
750
700
350
300
内径mm
1级233
2级256
3级283
4级307
5、6级330
7级328
175
254
轴
型式
光轴
光轴
材质
迷密
型式
迷宫密封
迷宫密封
材质
径向
轴承
型式
可倾瓦式滑动轴承
可倾瓦式滑动轴承
材质
巴氏合金
巴氏合金
推力
轴承
型式
金斯伯雷型
金斯伯雷型
材质
巴氏合金
巴氏合金
隔板
材质
联轴节
型式
ZAS-¢85
ZAS-¢65
1.3.5润滑油系统
系统由油箱、泵、冷却器、过滤器、油净化装置以及控制器和安全设备组成,按要求的压力和温度把润滑油输送到压缩机、增速箱、汽轮机轴承润滑回路与联轴器润滑点。
润滑油系统见下图
图9二氧化碳压缩机组润滑油系统
1一油箱;2一油泵,3一油冷器,4一油过滤器,5一蓄压器,
6一高位油槽,7一油净化装置,8一油加热器
1.3.6控制油系统
来自油箱的透平油经油泵增压后,分为三路。
一路去油冷器经过滤后到高位油槽及润滑油总管,给机组各润滑部位提供润滑油。
一路经调节阀返回油箱维持控制油压7.5bar。
一路经过滤器后去高,低压错油门及油动机成为透平的控制油。
机组开车时,启动控制按钮后,首先XY-3309和XY-3302带电打开,低压事故停车阀的开车油,高压事故停车阀的开车油及手动打闸装置的开车油同时建立起来,45秒后,XY-3301带电打开,打开手动打闸装置,建立起跳车油。
该跳车油一路去高压事故停车阀,一路去XY-3303A建立高压二次油,到高压错油门;一路去XY-3303C建立高低压二次油,到高低压错油门;45秒后,XY-3302关闭,高压事故停车阀的开车油消失,高压事故停车阀打开,高压蒸汽进入透平;当转速到506r/min后,XY-3309关闭,低压事故停车阀的开车油消失,低压事故停车阀打开,低压蒸汽进入透平,提升透平转速。
转速信号输入到505调节器,XY-3303A/C接受505的转速信号,改变高,低压二次油压,从而改变高,低压事故停车阀的开度,达到控制转速的目的。
汽轮机主轴设有轴位移过大时驱动保安装置的凹台和超速跳车危急保安器,在油路系统装有电磁阀,当汽轮机轴位移过大、机组超速及转子振动超限、油压过低等紧急情况遥控电磁阀动作时,汽轮机主汽阀、抽汽止逆阀、注汽切断阀可迅速关闭,使机组安全停车。
2设备完好标准
2.1零部件完整齐全,质量符合要求
a.机器零部件的材料、几何尺寸、加工精度符合设计图样技术要求,无损坏和超限缺陷;
b.转子组件的形位偏差及动平衡精度符合设计规范要求,定期无损探伤检验结果符合技术要求;
c.汽轮机的动、静叶片和喷嘴完好,其累计冲蚀程度不影响安全运行,不导致能耗的显著增加;
d.缸体、转子、隔板、密封、轴承等主要零部件没有任何影响安全运行的缺陷,各部件装配间隙和调节保安系统整定值符合设计要求和检修质量标准;
e.机器的仪表,仪器。
信号,联锁,自动调节装置及各种安全装置齐全完整,指示准确, 动作灵敏可靠;
f.机组的基础、机座稳固,各部位连接螺栓的安装符合技术要求;阀门、管件、支架、管卡安装合理,无异常振动;
g.防腐、保温、防冻设施完整有效且符合要求。
透平控制系统图
2.2设备运行正常,性能良好,达到铭牌出力
a.机器达到设计能力;汽轮机热效率达到设计水平;
b.调节系统、保安系统及防喘振系统性能良好,动作灵敏,准确可靠,能保证正常的加减负荷和机组的稳定运行;
c.润滑油及其冷却系统正常,油温、油压、油质符合设计值和规范要求;
d.机组的振动值、轴位移值稳定且低于报警值;
e.密封系统、真空系统严密度达到正常指标和无泄漏标准。
2.3技术资料齐全、准确
a.设备的设计、制造、检验、安装等技术文件、档案资料齐全准确;
b.设备的运行规程、维护检修规程齐全;
c.机组的运行记录、检修记录、缺陷及处理记录、大修技术总结等齐全准确;
d.设备总图和主要零部件、易损件的图样齐全。
2.4设备及环境整齐清洁,无跑、冒、滴、漏
a.设备、管道及其周围环境整洁,无油污、灰尘、垃圾和积水;必要的标志、编号齐全;照明良好;
b.机组的保温、油漆完好;
c.机组无跑、冒、滴、漏现象;
d.设备操作所需的专用工具、防护器材、安全设施摆放位置适当、整齐。
3设备维护
3.1 日常维护
3.1.1每班、每日定时擦拭机体,保持设备各部位清洁,机体应无油污、灰尘和异物。
3.1.2零部件完整齐全,指示仪表灵敏可靠。
3.1.3按时填写运行记录,做到准确、齐全、整洁。
3.1.4定时巡回检查
3.1.4.l按规定的时间、路线认真做好巡回检查工作。
检查内容应不少于以下各项:
a.汽轮机和压缩机及其附属气体系统、真空系统的运行参数,各部位的压力、温度、流量、液位、转速等;
b.机组油系统各部分压力、温度、油流、油位等;
c.机组和各径向、止推轴承的振动、轴位移、声音、轴承温度;
d.机组各设备动、静密封点泄漏情况;
e.设备和管道振动、保温情况及正常疏排点的排放况;
f.机组仪表指示情况;联锁保安系统部件工作情况及动作情况,电气系统及各信号装置的运行情况;
g.机组设备的整洁情况;
h.机组备用设备的备用状态;
i.机组设备的保温防冻,防腐蚀措施情况.
3.1.4.2操作人员每小时应巡回检查一次,填写巡回检查记录.机电仪维修人员每班至少巡回检查两次,并做好巡检记录.
3.1,4.3巡回检查中发现的问题应按化、机、电、仪各自的职责和有关维护规定及时进行适当处理,对有运行隐患的部位要加强检查,不能立即处理的应及时向有关负责人汇报。
3.1.5及时更换和添加机泵设备润滑油,合理使用润滑油,按规定进行三级过滤。
所用滤网规定为:
一级过滤——100目滤网;二级过滤——150目滤网;三级过滤——200目滤网。
不得使用无合格证和分析化验单的油品。
3.1.6机组各系统检测点及仪表整定值见下表
CO2压缩机气体流程检测点及要求
位号
用途
正常操作值
位号
用途
正常操作值
PI--08102
低压缸一段人口压力,KPa
50
TI—0810l
低压缸一段人口温度,℃
≤40
PI--08106
低压缸一段出口压力,MPa
0.48
TI--08103
低压缸一段出口温度,℃
172
PI--08107
低压缸二段人口压力,MPa
0.46
TI—08105
低压缸二段入口温度,℃
42
PI--08109
低压缸二段出口压力,MPa
2.3
TI—08106
低压缸二段出口温度,℃
198
PI--08111
高压缸三段人口压力,MPa
2.25
TI—08108
高压缸三段入口温度,℃
42
PI--08112
高压缸三段出口压力,MPa
8.5
TI—08109
高压缸三段出口温度,℃
199
PI—08113
高压缸四段入口压力,MPa
8.4
TI--08112
高压缸四段入口温度,℃
45~55
PI—08115
高压缸四段出口压力,MPa
15.7
TI--08119
高压缸四段出口温度,℃
114
3.1.7轴位移及振动值控制要求见下表
轴位移及振动值控制要求
位号
用途
报警值
联销值
位号
用途
报警值
联销值
XI-1303A/B
汽轮机前端轴承振动
100um
150um
XI-1.3A/B
高压缸前端轴承振动
75um
100um
XI-1304A/B
汽轮机后端轴承振动
75um
120um
XI-1.4A/B
高压缸后端轴承振动
75um
100um
XI-1.1A/B
低压缸前端轴承振动
100um
150um
ZI-1301A/B
汽轮机轴位移
0.5mm
0.7mm
XI-1.2A/B
低压缸后端轴承振动
100um
150um
ZI-1.1A/B
低压缸轴位移
0.5mm
0.7mm
XI-1.5A/B
增速箱低速轴振动
100um
150um
ZI-1.2A/B
高压轴位移
0.5mm
0.7mm
XI-1.6A/B
增速箱高速轴振动
100um
150um
3.1.8机组润滑油系统检测点及要求见下表。
机组润滑油系统检测点及要求
项目
正常值
项目
正常值
润滑油总管压力,MPa
0.2~0.25
轴承正常进油温度,℃
40~45
径向轴承进油压力,MPa
0.09~0.13
轴承正常排油温度,℃
55~75
止推轴承进油压力,MPa
0.03~0.13
轴承最高排油温度,℃
80
轴承最低进油温度,℃
35
3.2定期检查
3.2.1润滑油的检查
3.2.1.1在正常运行中,每15天开动油净化装置运转;按表9规定的测试周期取油样化验分析,分析结果如有一项以上(包括一项)达到表列换油指标时,应及时处理,仍不能达到要求时,必须更换。
取样地点在油冷却器出口,取样前将取样管中积水和剩余油料放净。
3.2.1.2定期切换和清洗油过滤器,保持系统油压在要求范围内。
切出和切人过滤器必须按操作规程规定的程序进行,防止油压波动。
3.2.2备用设备的检查
备用机泵设备应按1760t/d SNAM汽提法尿素装置操作手册第五章压缩岗位操作法规定,定期检查备用设备的电源、仪表、联锁是否处于良好状态,定期盘动转子检查是否灵活,对备用设备采取必要防冻、防腐蚀措施,并检查其实施情况和效果。
3.2.3机组振动监测和故障诊断
表9化纤化肥工业用汽轮机油换油指标规定(GB 9939—88)
项 目
换油指标
测试周期
试验方法
运动粘度(40℃)变化率超过,%
士10
每月
GB 265
酸值mgKOH/g
未加防锈剂的油,大于
加防锈剂的油,大于
0.2
O.3
每月
GB 264
闪点(开口)比新油标准低,℃
8
每月
GB 267
水分大于,%
0.1
每月
GB 260
破乳化时间大于,min
60
每月
Y 2683
液相锈蚀试验(15#钢棒)24h蒸馏水
锈
每季
Y 2674
氧化安定性小于,min
60
半年
ZBE 3401 l一88
3.2.3.1 配备随机在线振动状态监视设备的工厂,除必须坚持机器状态的经常监视外,还应根据需要定期进行机组振动、轴位移的全面分析,结合机组振动的振幅、相位、频谱、轴心
轨迹及其他信息,研究机组振动的趋势和变化特征,进行机组故障诊断,以指导对机组的维护检修工作。
3.2.3.2配备离线振动监视和分析设备的工厂,应定期进行数据采集、振动分析、趋势分析,开展故障诊断。
3.2.3.3利用工厂的便携式振动测定仪和分析仪,对机泵设备进行振动检查,通过故障诊断,指导设备的维护和检修。
3.3常见故障及处理方法
常见故障及处理方法见下表。
常见故障及处理措施
故障现象
故障原因
处理措施
轴
向
推
过
大
及
轴
位
移
增
加
汽轮机
1.长期超设备负荷运行
2.通流部分结垢,压差增大
3.负荷剧烈变化
4.蒸汽的温度、压力突降,流量大幅度增加
5.热态开车时蒸汽温度与缸体温差太大
6.平衡活塞及级间的密封间隙磨损增大
迅速查定机组各工况参数并恢复到正常值,适当降低负荷,密切监视止推轴承温度和轴位移变化以及机组振动等,若轴位移值仍继续增加,应紧急停车
压缩机
1.开车时一、二、三段压力上升过快,四段压力太低
2.段间密封损坏或磨损,造成密封间隙增大,三段压力升高
调整工艺参数,稳定操作;利用适当时间更换备件
异
常
振
动
汽轮机
1.暖机不当
2.汽缸热膨胀受阻
3.转子不平衡
4.轴颈或轴承故障
5.蒸汽带水或水冲击
6.基础不均匀下沉或机座变形
7.转子热弯曲
8.转子有裂纹
9.蒸汽质量太差,喷嘴及叶片结盐垢,使蒸汽流通面积减小
1.减速暖机或热态启动时,按操作规程降低蒸汽温度和缸体温度的差值
2.检查并消除滑销系统卡涩及消除阻碍热膨胀过大的管道附加外力等,监测汽缸热膨胀值
3.检查转子弯曲度,消除结垢、叶片或拉筋损坏等,作转子动平衡
4.修理轴颈,消除由于轴颈偏磨引起的形位公差超差,
由于润滑条件不好或长时间转子高振动引起轴承巴氏合金磨损或脱层时,检修或更换轴承
5.降低负荷,提高蒸汽参数,如无明显效果则立即停机
6.停机消除机座变形,修复后应达到机组台板滑动面冷态和热态均无间隙
7.停机后盘车装置运行不当或热态启动前转子未连续盘车,应找出原因加以消除
8.更换转子
9.分析冷凝液的电导率,停机后汽缸引入热冷凝液并进行手动盘车,直至排出冷凝液,电导率不能再高
压缩机
1.不对中
2.压缩机转子不平衡
3.轴承不正常
4.联轴器故障或不平衡
5.密封摩擦
6.油压、油温不正常
7.喘振
8.汽体带液或杂物浸入
1.重新对中,消除管道外力的影响,必要时进行热态对中检查
2.检查转子弯曲度及是否结垢或破损,如有必要应对转子重新进行平衡
3.检查修复轴承,消除半速涡动因素
4.检查修复或更换联轴器,进行平衡
5.检查并更换密封
6.检查各润滑点油压、油温及油系统
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