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氯气透平压缩机的工艺要求及布置温建新3,蔡利平,袁 静,曹鲁永(杭州振兴工业泵制造有限公司,浙江杭州310021) [关键词]氯气;透平压缩机;工艺;布置[摘 要]分析氯气透平压缩机的介质组分,主要介绍其密封系统、冷却系统和防喘震系统。
[中图分类号]T Q028.2 [文献标志码]B [文章编号]1008-133X (2008)08-0017-03Process requ i r em en t and l a yout of chlor i n e ga s tur b i n e com press or sW EN J ian -xin,CA I L i -pin g,Y UAN J ing,CAO L u -yong(Hangz hou Zhenxing I ndustrial Pump Manfac tur e Co.,L td .,Hangzhou 310021,China )Key wor d s :chlorine gas;turbine compressor ;p r oce ss ;lay outAb stra ct:The components of m edia in chl orine ga s tur bine co mp ress ors are analyzed.The sealing sys 2te m ,cooling syste m and anti -sur ge system of chl orine gas tur bine compress are intr oduced m ainly . 氯气透平压缩机作为我国氯碱企业氯气输送更新换代的产品,其显著的节能效果(与纳氏泵比,1年即可回收投资成本)、良好的环境(无需浓硫酸作液环)已被越来越多的新老企业认识、采用。
1 介质组分一般介质的组分为:含氯体积分数不低于95%,剩下的O 2、CO 2、N 2、H 2、H 2O 的含量每家企业稍有不同。
大型氨制冷系统（离心压缩机）设计技术条件1、范围本文件规定了大型氨制冷系统压缩机、氨制冷系统及其配套设备的设计条件及技术要求。
本文件适用于蒸发温度-40℃及以上，水冷冷凝或空冷冷凝的大型离心式氨制冷系统。
2、规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。
其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T 9237《制冷系统及热泵安全与环境运行》GB/T 17213《工业过程控制阀》GB/T 4213 《气动调节阀》IEC 60534《Industrial-process control valves》GB/T 150.1~150.4《压力容器》GB/T 151《热交换器》TSG 21《固定式压力容器安全技术监察规程》NBT 47012《制冷装置用压力容器》HG/T 20580《钢制化工容器设计基础规范》GB/T 20801《压力管道规范工业管道》GB 18218-2018《危险化学品重大危险源辨识》GB 36894-2018《危险化学品生产装置和储存设施风险基准》GB/T 3215-2019 《石油、石化和天然气用工业离心泵》GB 18613《中小型三相异步电动机能效限定值及能效等级》HG/T 20570.5《泵的系统特性计算和设备相对安装高度的确定》HGJ 532《化工管道过滤器》ANSI/FC170-2《Control Valve Seat Leakage》AGMA 6011《Specification for High Speed Helical Gear Units》GB 8542《透平齿轮传动装置技术条件》GB/T755《旋转电机定额和性能》GB/T30254《高压三相笼型异步电动机能效限定值及能效等级》GB50016-2010《建筑设计防火规范》SH/T 3206-2019 石油化工设计安全检查标准GB/T 4208-2017 《外壳防护等级（IP代码）》GB/T 6075《机械振动在非旋转部件上测量评价机器的振动》IEC 61131 《Programmable controllers》GB/T 15969 《可编程序控制器》ISA75.01.01《Flow Equations for Sizing Control Valves》MSS SP-61-2013《Pressure Testing for valves》以上标准以最新标准为准。
离心式氯气压缩机轴端排污系统设计的改进
严菊生
【期刊名称】《氯碱工业》
【年(卷),期】2024(60)1
【摘要】江苏索普新材料科技有限公司离心式氯气压缩机原来缸体下的排污阀为常闭阀。
机组长期运行过程中气封室磨损后,润滑油渗出,进入氮气密封室。
润滑油泄漏出的污油没有及时排放,泄漏到机组内腔,影响设备运行。
对离心式氯气压缩机的排污系统进行改进设计,在压缩机两端分别设油污排放分离罐,既避免了污油进入设备,又可以有效地收集污油,保障了设备的稳定性。
【总页数】3页(P21-23)
【作者】严菊生
【作者单位】江苏索普新材料科技有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TQ028.2
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1.离心式富气压缩机轴端密封的选择
2.离心式氯气压缩机轴端密封改进
3.氯气离心式压缩机轴向位移控制的探讨
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5.离心式氯气压缩机轴振动故障分析
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离心式风机的相关改进摘要风机是电厂锅炉的主要辅助设备之一，是火力发电厂不可缺少的一部分，其所消耗的电量约占电厂总发电量的2~3%。
随着用电量的不断增长和能源问题的出现，电厂风机运行的经济性越来越为人们所重视，其运行状况的好坏直接关系到火力发电厂的经济效益。
它的安全稳定运行是机组安全运行的安全保障。
本文主要介绍了Y4-2×60-01F型离心式风机的安装以及离心式风机在安装过程中出现的一些问题进行分析并提出相应的改进措施，并且针对离心式风机的减震防噪问题提出相关改进措施，最后对离心式风机主要部件在使用过程中的注意事项做了说明。
关键词：风机振动；叶轮；改进措施AbstractThe power plant boiler fan is the main auxiliary equipment is one of the indispensable part of thermal power plant, the consumption of electricity power plant of electricity for about 2 ~ 3%. As of power consumption of the increase and the energy problem arises, power plant operation performance of fan for people place more and more attention, the operation condition of the directly related to the economic benefits of coal-fired power plants. It's safe and stable operation is the safe operation of the unit security.This paper mainly introduced the simple the centrifugal fan, to the centrifugal fan installed in the factory and centrifugal fan installed some problems appeared during the paper expounds and put forward the corresponding improvement measures, mainly in centrifugal fan shock the deadening improvement measures are proposed. Finally the paper gives some of the main parts of centrifugal fan use common attention.Keywords: fan vibration; Impeller corrosion; Improvement measures目录摘要 (I)Abstract (II)第1 章绪论 (1)课题研究的内容及意义 (1)第2 章离心式风机的结构及工作原理 (2)基本构造 (2)工作原理 (3)性能参数 (3)离心式风机的特性 (4)调节方式 (6)第3 章通风设备的减震防噪改进措施 (7)噪声 (7)通风设备常见的噪声 (7)机械噪声7流体噪声7离心式风机减震防噪改进措施 (8)常见的减少噪声措施 (8)减少噪声的改进措施 (8)第4 章离心式风机的减振改进措施 (11)风机振动 (11)风机振动大的原因 (11)系统阻力过大 (11)质量不平衡引起振动 (11)其他原因引起的振动 (12)改进措施 (12)第5 章离心式风机润滑油系统改造 (13)改造前风机的运行状况 (13)润滑油路系统的改造 (14)第6 章离心式风机冷却水系统的改造 (15)冷却系统存在的问题 (15)冷却水系统改造 (15)总结 (16)参考文献 (17)第 1 章绪论离心风机是依靠输入的机械能，提高气体压力并排送气体的机械，它是一种从动的流体机械。
离心式氯气压缩机的设计与制造佟玲;李晓巍【摘要】介绍了离心式压缩机叶轮、扩压器的气动优化设计方案,在机组加工制造中叶轮的焊接工艺,及转子零部件的热膨胀量计算方法.【期刊名称】《氯碱工业》【年(卷),期】2016(052)008【总页数】3页(P43-45)【关键词】氯气压缩机;叶轮;转子;热膨胀量计算【作者】佟玲;李晓巍【作者单位】中航黎明锦西化工机械(集团)有限责任公司,辽宁葫芦岛125000;中航黎明锦西化工机械(集团)有限责任公司,辽宁葫芦岛125000【正文语种】中文【中图分类】TQ114.15山东东岳集团(以下简称“山东东岳”)于2008年购买了1台德国西门子离心式氯气压缩机，应用于20万t/a烧碱生产线上。
该装置运行4年后，氯冷器进水，机组转子主要部件被严重腐蚀，无法正常运行。
由于进口机组价格昂贵，维修费用高，当时并没有购买备机，导致生产线停产。
山东东岳决定采用国产机组作为备机代替原机组。
中航黎明锦西化工机械(集团)有限责任公司制作了该套设备，于2013年6月开车成功，运行参数均达到设计要求。
1.1 设计参数气体成分：φ(Cl2)≥98%，w(H2O)≤5×10-5。
入口压力0.082 MPa，入口温度303 K；出口压力0.7 MPa，出口温度313 K(冷却后)；排气量7 200 m3/h。
1.2 结构设计1.2.1 压缩机系统经计算，压缩机总压比为8.537，基本结构为四段四级压缩结构，每级压缩为一段，每级采用叶轮加无叶扩压器。
离心式氯气压缩机主要由定子和转子组成。
定子部分包括缸体、隔板、气封和轴承等；转子由叶轮、轴套、止推盘和位移盘等组成。
压缩机整体结构为水平剖分结构，进出口接管全部向下。
转子旋转时，气体经叶轮进口处吸入，与叶轮一起作旋转运动，其动能转变成压力能，而后沿蜗壳至压缩机出口排出，完成氯气介质输送和增压的任务。
1.2.2 密封系统在运行过程中，为防止氯气泄漏，轴端密封采用带充气、抽气式的三腔迷宫式密封。
离心式氮气压缩机的自动化改造墙新奇【期刊名称】《《新疆钢铁》》【年(卷),期】2019(000)002【总页数】3页(P50-52)【关键词】离心式压缩机; 自动控制; 节能降耗【作者】墙新奇【作者单位】新疆八一钢铁股份有限公司能源中心【正文语种】中文【中图分类】TH4521 问题的提出八钢能源中心制氧分厂南区国产12#循环氮压机（40000m3/h）排气压力基本依靠手动调节。
进口导叶开度固定，通过回流和放空调节压力，设备能耗高，容易受用户用量变化的影响；设备运行不稳定。
手动调节滞后，影响供气质量。
一直以来，针对12#循环氮压机的排气压力只是远程监视，不能远程操作、控制。
为了提高工作效率（同时降低操作人员的工作量），提高供气质量和降低能，对制氧离心式氮气压缩机进行了恒压自动控制改造，通过改造进一步提高设备的可靠性和可维护性。
2 改造的主要内容2.1 建立新的控制模型通过建立新的控制模型，实现排气压力自动调节。
满足以导叶控制为主、回流为辅（主要为克服导叶可调范围较小的因素）的经济、安全调节方式；增加放空自动调节，缓解外部用户突然性大幅变化对空分系统的影响[1]。
压缩机控制模型见图1。
图1 压缩机控制模型图1所示，是以导叶控制为主、回流为辅的调节方式，给定1为正常的恒压控制设定值，与反馈1比较后，通过PID1模块控制进口导叶阀的开度，从而控制压缩机排气压力；当用户用量减少，导叶开度小于或等于开度下限时（小流量可能进入喘振区），PID1转为“手动”模式，导叶开度保持，PID2转为“自动”模式，回流阀参与自动调节；用户用量恢复，回流阀关闭，PID1转为“自动”模式；当用户用量增加，导叶开度大于或等于开度上限时（可能造成“阻塞”或电机过流），PID1转为“手动”模式，导叶开度保持，外部条件变化后PID1转为“自动”模式。
当外部用户用量突然大幅度变化（事故故障时），排气压力大于或等于报警值（给定2），为防止空分装置被冲击，放空阀自动调节（PID3投入自动），压力降低后关闭。
离心式压缩机的改造效果
李海明
【期刊名称】《有色冶金节能》
【年(卷),期】2002(019)001
【摘要】文章分析了中州铝厂烧结法生产氧化铝过程中高压供风面临的困难.为有效改善供风状况及降低电耗,对E1370-9/0.97离心式压缩机提出了改造方案,并根据实施情况就改造效果和经济效益进行了评价.
【总页数】3页(P43-45)
【作者】李海明
【作者单位】中州铝厂,河南,焦作,454174
【正文语种】中文
【中图分类】TD443+.2
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1.节能型空气压缩机——节能效果高达25%的新型磁悬浮离心式空气压缩机 [J], Anke Geipel—Kern
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【氯氢处理】大流量离心式氯气压缩机的改造设计徐大伟,王 芹,王金才Ξ(锦西化工机械(集团)有限责任公司,辽宁葫芦岛125001) [关键词]离心式压缩机;氯气;增产改造;叶轮;通流部分[摘 要]分析了离心式氯气压缩机的结构特点、增加产量的必要性,以及为提高氯气压缩机流量所采用的主要方法。
介绍了加宽通流部分几何尺寸、优化流道几何形状,增加氯气压缩机通流能力,提高流动效率,以及在3700m 3/h 氯气压缩机的基础上,通过改造设计,将其流量提高至4500m 3/h 的增产改造方法。
通过改进压缩机局部结构,保证了压缩机性能,增加了运转稳定性。
[中图分类号]TQ028.2 [文献标识码]B [文章编号]1008-133X (2005)05-0020-031 离心式氯气压缩机应用概况及发展趋势离心式压缩机的主要特点:输送气量大、效率高、长周期运转稳定、维护管理方便。
西方发达国家早在20世纪中期就开始研制将离心式压缩机应用于氯碱生产。
1935年,德国莱比锡公司率先成功研制出世界上第1台离心式氯气压缩机,其后,德国、美国、法国、日本等发达国家在二十世纪五六十年代也开发研制出不同型号的离心式压缩机产品。
发展至今,国外一些压缩机制造商已能生产流量2.2～10m 3/s ,出口压力0.35～1.15MPa ,适合不同氯碱产量、不同工艺要求的各种离心式氯气压缩机。
我国的离心式氯气压缩机研制工作起步较晚,20世纪70年代中期,上海化工研究院和锦西化工机械厂联合攻关,设计制造出第1台国产3700m 3/h 离心式压缩机,获得成功。
锦西化机通过多年来的不懈努力,已能制造多种型号不同结构形式的,适用于10万t/a 以下烧碱厂的离心式氯气压缩机系列产品,为我国氯碱工业的发展做出了突出贡献。
我国的烧碱年产量虽已超过1000万t ,但吨碱平均能耗比国外高250～300kW ・h ,综合能耗高0.5～0.7t 标煤,主要原因是技术水平低,平均装置规模小。
我国氯碱企业的平均装置规模仅5万t/a ,美国高达20万t/a ,西欧国家也在15万t/a 以上。
增产节能,扩大装置规模是我国氯碱行业发展的总趋势。
所以对化工机械制造企业而言,适应市场需求,尽快开发研制用于10万t/a 以上大型氯碱厂的离心式压缩机是十分紧迫的任务。
2 离心式氯气压缩机的结构特点1975年6月,3700m 3/h 离心式氯气压缩机在上海天原化工厂调试运转成功。
时至今日,这种压缩机已累积生产20台套,装备了国内近10家大、中型氯碱厂,国内市场占有率近80%,得到了用户的欢迎和信赖。
从全国各氯碱厂的生产情况看,这些机组基本能长周期、安全稳定运转,各项技术、经济指标达到了国外同类机组水平。
该机组由电动机、齿轮增速器和压缩机组成,压缩机缸体为水平剖分式结构(见图1)。
图1 压缩机缸体水平剖分式结构由图1可见,压缩机转子由四级闭式铆接叶轮组成,每级为一个压缩段,四进四出,隔板上采用无叶扩压器,扩压器后连接对称圆截面的排气蜗室。
为了防止气体泄漏,级间密封、轮盖密封、轴端密封都采用梳齿密封,在轴端还设有惰性气体充、抽气密封结构,防止氯气泄入大气,污染环境。
为了适应转子高速轻载的特点,径向轴承采用5块可倾瓦块的2第5期2005年5月 氯碱工业Chlor -Alkali Industry No.5May ,2005Ξ[收稿日期]2005-03-09[作者简介]徐大伟(1974-),男,助理工程师,1997年6月毕业于西安交通大学压缩机专业,1997年7月入葫芦岛市锦西化工机械(集团)有限责任公司透平分公司工艺室工作至今。
滑动轴承,止推轴承采用改良的米契尔轴承。
为保证压缩机安全稳定运转,主机上设有轴位移和轴振动监测仪表,轴承上设有温度监测仪表。
该机组还配有辅助设备,如润滑油站、段间换热器。
国内生产能力在(7.5～10)万t/a的氯碱厂一般都使用3700m3/h压缩机,多年来运转良好。
但是,随着市场需求的不断扩大,以及自身运行成本的居高不下,许多氯碱厂决定对3700m3/h氯气压缩机进行改造,采用提高流量的方法,以实现增产节能的目的。
改造后的压缩机输送气量达到4500 m3/h,进、出口气体压力、温度和原机相同,可以满足氯碱产能超过12万t/a企业生产的需要。
3 离心式氯气压缩机的增产改造离心式氯气压缩机增产改造的核心内容是提高压缩机的气体流量。
增加气体流量的途径很多,主要有下列几种方法:重新设计一套满足扩产要求的新机组;多机并联,总气量达到增产气量;局部改造,提高通流能力,达到增产目的。
采用何种方法要根据原机情况和增产要求具体分析。
(1)如果气量增加不大,原机结构上允许,可以采用局部改造的方法。
(2)如果原机运转情况良好,效率较高,要求增加的气量较大(如增加1倍),采用多机并联更合适。
(3)如果原装置设计水平较低或采用局部改造的方法在结构上有困难,重新设计1套满足扩产要求的离心式压缩机更为合理。
以上方法可以单独使用1种,也可以通过不同组合,多种方法用于同一压缩机的局部改造。
针对国内氯碱厂的现有情况,氯气处理工艺是固定的,压缩机进口和出口气体温度、压力不能变化过多,所以不能使用降低入口温度,增加入口压力,改变质量流量的方法。
又因为3700m3/h氯气压缩机结构上的限制,安装可调入口导叶难于实现。
如果提高转速,虽然增加了压比和流量,但气体马赫数增加,恶化了气流流动,使效率降低;同时出口压力、温度过高,气体对金属材料的腐蚀加剧,不利于机组长期稳定运行;而且提高转速,需要重新设计制造高速比增速器,增加了成本。
根据国内各氯碱厂增产改造的具体要求及所使用的3700m3/h氯气压缩机的结构特点,经过仔细分析研究,多方案比较,决定采用局部改造法。
本方案的优点是投资少、技术改造周期短、见效快、技术可靠。
所谓局部改造,就是充分利用原机零部件及配套设备,对影响通流能力的主要零部件进行修改设计,达到扩容增产目的。
局部改造的主要方法包括:提高吸入压力,降低吸气温度,增加质量流量(体积流量可以不变或少变);提高压缩机工作转速,增加流量(对指定的压缩机而言,流量转速比是一定的);增加叶轮、扩压器主要零部件的通流部分宽度,改变叶轮叶片和扩压器叶片的几何安装角;采用可转动的可调入口导叶,调节叶轮和扩压器的入口安装角;采用接触式软密封结构,减少漏气损失等方法。
离心式氯气压缩机增产改造设计采用的具体方案为:保持原机组工作转速,按流量比例法加宽叶轮和隔板通流部分尺寸,适当调整叶轮叶片形状,保持压缩机进、出口气体状态,增加流量,达到设计值4500m3/h。
主机热力气动系统和3700m3/h压缩机辅助系统的校核结果表明,原机组的润滑油站、换热器、齿轮增速器、工艺气管道、仪表部分能满足为4500 m3/h离心式氯气压缩机配套的要求,不必更换。
根据热力计算结果,压缩机内功率增加到395 kW,电机储备系数选取1.2。
考虑增速器功耗及工况波动,拖动电机功率从480kW改为560kW。
更换电机将带来机组中心高和输出轴端直径增大的变化,所以公共底座安装电机部分和齿轮联轴节要进行修改设计。
主机机壳、径向轴承和止推轴承、轴端气封等可以继续使用,但压缩机内件如隔板、叶轮、主轴及其上零部件要重新设计,最关键部件是叶轮。
叶轮改造采用加宽流道来提高流量的方法是有条件的,一般加宽后的叶轮出口相对宽度应在2%～12%之间。
如果相对宽度过大,一方面使气流流动紊乱,叶轮效率降低;另一方面会降低叶轮强度,对材料要求会很高,难以找到合适的材料。
从热力气动数据看,改造后的1～4级叶轮出口相对宽度都在合理范围之内。
通过对3700m3/h氯气压缩机1～4级叶轮的流场分析计算得到数据,叶轮轮盘侧气流流动较好,而轮盖侧流动状况稍差,主要原因是原叶轮入口转弯过急,气流分布不均,发生分离,轮盖侧形状也不太理想。
针对上述情况,重新设计叶轮时,叶轮轮盘侧保持原形状,切开轮盖并沿轴向加宽至设计尺寸,优化轮盖侧几何形状,加大叶轮入口处转弯半径,提高流动效率。
减小叶片厚度,减少叶片对气流的阻塞,叶片减薄后为提高叶轮强度,变铆接叶轮为焊接叶轮(见图2)。
叶轮采用新材料16Cr2Mo1E,既保证良好的焊接性能,又有很好的综合机械性能。
各级叶轮经过有限元强度分析计算,12第5期 徐大伟等:大流量离心式氯气压缩机的改造设计 氯氢处理满足设计要求。
图2 氯气压缩机叶轮示意图压缩机转子经过转子动力学程序分析计算,一阶临界转速为6017r/min ,二阶临界转速为14595r/min ,与工作转速有足够的隔离裕度,保证转子运转的安全。
鉴于3700m 3/h 氯气压缩机的制造、运转经验,把转子上热装的气封套分成3段,防止冷紧后使轴弯曲(见图3)。
同时还改变轴承瓦块和轴的配合曲面,调整间隙,防止轴承上巴氏合金磨损过多,造成转子振动;改造密封系统,防止氯气泄漏等。
图3 转子氯封套示意图4500m 3/h 离心式氯气压缩机主要技术指标为:吸入气量4500m 3/h ;吸入压力0.083MPa ;吸入温度30℃;排气压力0.47MPa ;排气温度90℃;工作转速10407r/min ;电机功率480kW 。
4500m 3/h 离心式氯气压缩机改造设计完成后,在浙江巨化股份有限公司、江苏梅兰化工集团氯碱公司、天津大沽化工股份有限公司等氯碱企业安装调试都取得了成功,现场运行稳定,气体的流量、压力、温度均达到了工艺要求,各项数据都达到了设计指标。
局部改造氯气压缩机的改造费用大约可以节省140万元,生产周期缩短10个月。
4 结 语离心式压缩机增产改造的方法很多,采用何种方法要根据用户改造要求而定。
对于国内3700m 3/h 氯气压缩机而言,应用局部改造的方法是最佳方案,该方案投资少、周期短、见效快。
增产改造过程中,要重视压缩机通流部分叶片型线等主要元件的优化设计,如采用三元流叶轮,使气体流动更为合理,提高流动效率,节能降耗。
增产节能改造时,既要吸取原机组成功经验,又要积极采用新技术、新工艺,使新机组力争达到先进水平,提高综合效益。
参考文献[1]曹龙华.机械原理[M ].高等教育出版社,1986.[2]西安交通大学.离心式压缩机原理[M ].机械工业出版社,1986.[3]化工部锦西化工研究院译.氯气、烧碱和主要氯产品生产手册[M ].1989.[4]西安交通大学透平压缩机教研室.离心式压缩机强度计算[M ].1975.[5]API617,一般炼油厂离心式压缩机[S].[6]平山文俊.压缩机实用技术[M ].2000.[7]费祥林.流体力学[M ].西安交通大学出版社,1992.[编辑:蔡春艳](上接第18页)4 预防措施(1)确保进槽盐水质量,防止杂质超标,盐水质量关是离子膜电解槽正常生产的关键,不仅影响膜的寿命,而且是决定电流效率的重要因素。
