低速多級離心式蒸汽壓縮機
一、前言
隨著現(xiàn)代生產(chǎn)工藝過程對能源的利用要求越來越高,節(jié)能、高效成為產(chǎn)業(yè)升級的重要指標;因此,近幾年機械蒸汽再壓縮(MVR)技術在我國得到迅速發(fā)展,市場需求旺盛。蒸汽壓縮機做為機械蒸汽再壓縮(MVR)技術領域里的核心設備,已逐步從引進消化到吸收創(chuàng)新,實現(xiàn)了國產(chǎn)化和系列化;目前國產(chǎn)的蒸汽壓縮機主要有羅茨式和離心式兩類機型。
羅茨式蒸汽壓縮機屬體積直接壓縮型,要求葉輪與腔體之間的間隙小才能保證足夠的壓比,然而設備材質(不銹鋼等)的熱形變系數(shù),往往與羅茨機要求的動間隙在同一個尺寸范圍(一般在50-70個絲);這要就大大地限制了羅茨式壓縮機的溫升指標,此外羅茨式蒸汽壓縮機一般都采用機械密封形式,這類密封裝置的使用壽命一般為5-6個月,因此羅茨壓縮機的密封器件更換頻繁;影響機體使用壽命。
離心式蒸汽壓縮機,目前國內生產(chǎn)的機型主要是單級高速離心式壓縮機,這類壓縮機的葉輪是以三元流原理設計制造的,克服了羅茨式壓縮機某些不可避免的問題,如它的葉輪與蝸殼的間隙就可以允許較大(一般可以允許100-200個絲);而且該類機型熱熵效率也較高,溫升指標比較理想,能夠滿足大多數(shù)情況下的市場需求;但整機的結構復雜,造價高;且維護難度和費用也很高。
人們對事物的認識規(guī)律,總是由簡單到復雜,然后再由復雜做到簡單,這樣才能完成一次技術的飛躍;我公司根據(jù)市場的需求,在國內率先推出的低速多級離心式蒸汽壓縮機,能像普通水泵或風機那樣使用和管理;結構簡單,工作可靠,維護成本低廉,是國內MVR技術領域的又一次重大進步,該機的噪音指標低于50db,大大地低于其他形式的壓縮機組,非常適合對環(huán)境噪音要求低的工作場所,今后必將成為國內MVR技術裝備的主導產(chǎn)品。
二、單極高速離心壓縮機和低速多級離心機的結構區(qū)別
單級高速和多級低速離心機都是工作輪在旋轉的過程中,由于旋轉離心力的作用及工作輪中的擴壓流動,使氣體的速度得到提高,隨后在擴壓器中把速度能轉化為壓力能。不同的是單級離心機只有一組葉輪,蒸汽的壓縮是一次壓縮完成的,而多級離心機在一根主軸上有多組葉輪,蒸汽的壓縮是在多組葉輪間逐級完成的。由于離心機是依靠提高蒸汽的流動速度即蒸汽動能來壓縮蒸汽提高壓力的,所以要獲得同樣的壓力,單級離心機的葉輪必須要比多級機的轉速高數(shù)倍,通常情況下多級離心機的轉速只有數(shù)千轉/分鐘,而單級離心機的轉速卻高達數(shù)萬轉/分鐘。由于壓力的提高很大程度上依靠轉速的提高,而轉速的提高受到平衡、潤滑及材料性能等多方面的限制,所以單級離心機更多使用于低壓力場合,而高壓力工況更多使用多級離心機。單級離心機一般是依靠齒輪變速獲得極高轉速,由于轉速特別高,所以壓縮機的控制和維護保養(yǎng)特別重要,必須同時配套單獨的潤滑油站,同時由于高轉速帶來諸多部件如葉片等磨損較大,所以單級離心機的壽命較多級離心機低。單級離心機主要缺點(相對的)有:
1、機構復雜,機組有潤滑油站,齒輪變速箱等輔助機構和設置;
2、轉速高,噪音大
3、維護量大,維護難度高;由于壓縮機的部件磨損快,而且對平衡、裝配要求極高;
4、控制復雜,操作難度大;
5、壓縮機容易產(chǎn)生振動,需要設置一套較完備的軸溫度、轉速、位移、振動等的自動化監(jiān)控系統(tǒng)。
一套完整的單級高速離心式蒸汽壓縮機機組應包括:壓縮機本體、電動機、集成式增速齒輪箱、聯(lián)軸器及其防護罩殼、潤滑油系統(tǒng)、底座及其安裝地腳螺栓、儀表和控制系統(tǒng)(包括就地控制箱至MCP柜電纜,壓縮機配套儀表至就地控制箱及MCP電纜等)以及有效和安全運行所需的所有附件。見下圖:
圖1. GVC系列單級高速離心式蒸汽壓縮機
單級高速離心式蒸汽壓縮機一般采用全三元流設計理念,徑向離心葉輪、低稠度擴壓器以及進口可調導葉系統(tǒng),保證了GVC系列蒸汽壓縮機的高效特性以及寬廣的工作范圍。葉輪與高速軸采用拉桿式裝配,保證了傳扭的可靠性和安全性。壓縮機的轉子經(jīng)過多次動平衡校驗,所以保證運行振動非常低。葉輪為TC4鈦合金材料,葉輪和擴壓器型線的設計都基于大量機器的豐富數(shù)據(jù)分析及現(xiàn)代空氣動力學的基礎上,所以具有***高的效率。
葉輪:材質TC4 (5軸聯(lián)動數(shù)控加工葉輪,設計使用壽命20年);
擴壓器: 材質316L ;蝸殼:材質316L
圖2. GVC系列單級高速離心式蒸汽壓縮機的壓氣葉輪及轉子總成
單級離心式蒸汽壓縮機的壓氣葉輪出口裝有高效機翼型葉片擴壓器確保壓縮機取得較高的效率,達到82%。材料選用316L,擴壓器葉片型線數(shù)控加工中心銑削一體成型。
增速齒輪箱體:整體鑄造(或鋼結構件)半剖分式:
材 質:鑄鐵GG25
小齒輪軸:單斜齒 AGMA13級帶止推環(huán)
材 質:合金結構鋼SNCM439 20CrMnMo
大齒輪軸:單斜齒 AGMA13級 17CrNiMo6
材 質:合金結構鋼 42CrMoA
高速軸可以將自身所承受的軸向力通過止推軸肩傳遞到低速的大齒輪軸上。從而使高速軸上無推力摩擦,增強了高速軸的運行可靠性,提高了高速軸的軸承使用壽命。
圖3. GVC系列單級高速離心式蒸汽壓縮機的大、小齒輪軸
潤滑油系統(tǒng):
單臺蒸汽壓縮機配有獨立的、模塊化設計的供油系統(tǒng),該系統(tǒng)能為齒輪和所有軸承提供所需的干凈潤滑油。所有供油系統(tǒng)部件與壓縮機底座安裝成一體且便于維修、檢查和清洗。
(1) 油箱內部需按制造廠標準進行防銹處理。設備安裝于墊板上,所有開口處加墊片密封。油箱有足夠的容積,在正常供油量情況下至少滿足 3 分鐘的持續(xù)供油時間。
(2) 油箱配帶滑油加熱器(額定電壓:380V/3Ph/50Hz)、溫度傳感器、液位繼電器、溫度表。
(3) 油箱配置滑油液位觀察鏡、油箱呼吸器、大型人工清潔口、滑油添加及泄油連接口。
(4) 滑油系統(tǒng)配置主軸驅動的主油泵,為機組正常運行提供潤滑油,及斷電慣性供油保護措施。
(5) 滑油系統(tǒng)配置電動輔助油泵,為機組的啟動預潤滑、停機后潤滑、運行過程中滑油壓力過低、機組突然失電提供供油保護。
(6) 馬達驅動的輔助油泵額定電壓:380V/3Ph/50Hz.
(7) 主油泵和輔助油泵進口設置過濾筒
(8) 滑油管路配備10微米的滑油過濾器,并具有壓差發(fā)訊報警功能。
(9) 油冷卻器使用水冷模式。
(10) 齒輪箱滑油進口壓力、溫度、過濾器壓差等潤滑油系統(tǒng)檢測。
圖4 GVC系列單級高速離心式蒸汽壓縮機的底座油站
DJLX系列低速多級離心壓縮機產(chǎn)品介紹
一、主要指標
排 量:15~1200m3/min 介質質量排量0.05-50噸/小時
升 壓:19.6~156KPa 溫 升:5-35℃
功 率:8~1200kW
二、用途
該系列壓縮機由多級低速、單吸入、雙支撐結構,采用聯(lián)軸器傳動,適用于蒸發(fā)器二次蒸汽的再壓縮(MVR)和生產(chǎn)過程中乏蒸汽的升溫,該機型單臺設備的溫升就可做到50℃以上,是多級離心機的又一優(yōu)勢(可根據(jù)客戶要求特殊設計)。在低溫升低壓比的條件下也可采用皮帶輪加速機構和單級葉輪完成增壓,其轉速一般在5000-8000轉,溫升為4-6℃,特別適合低溫升的熱敏性物料的蒸發(fā)濃縮。且具有效率高、噪音低、運行平穩(wěn),易損件少和安裝,操作維護簡便等特點。
三、轉速和密封型式
多級離心式蒸汽壓縮機一般為多級低速、單吸入、雙支承結構,變頻電機與壓縮機采用聯(lián)軸器直接傳動,進口及出口方向一般為垂直向上。也可根據(jù)用戶要求調整。每級葉輪的入口和機殼的兩端裝有組合式密封,可做充氣或抽氣補償,密封可靠,使用壽命長,更換周期達三至五年。
機組在8-50℃溫升是采用多級接力壓縮方式,主軸轉速在3000轉以下;但在低壓比的條件下也可采用單級皮帶輪加速機構,其主軸轉速在5000-8000轉之間。
四、結構組成
壓縮機機殼一般采用我公司特有的復合材料技術,也可由全不銹鋼制成,一般機殼與軸承箱沿軸線水平上下中分。轉子的主軸與葉輪用雙向不銹鋼或鈦合金鋼制成。每級葉輪進口圈處,級間和機殼兩端裝有迷宮式密封,以防止氣體泄漏。壓縮機轉子經(jīng)靜、動平衡較正,運行平穩(wěn)。
五、選型說明
蒸汽壓縮機都由專業(yè)廠家非標準制作,一般用戶很難自行定出完整的選型參數(shù)或依據(jù),為此,我們?yōu)橛脩艟幹屏艘粋€《蒸汽壓縮機需求信息表》,請你盡量完整地理解填寫此表,以便我們的技術人員與你共同地完善和制定適合你的需求的壓縮機。本公司將按您的要求設計、制造,保證滿足使用要求。
本公司憑借著MVR系統(tǒng)豐富設計調試經(jīng)驗,可為用戶提供從系統(tǒng)設計與壓縮機匹配選型的技術支持服務。
填表日期 年 月 日
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部門
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郵箱
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公司名稱
聯(lián)系人
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電話
手機
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傳真
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客戶類別
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□設計院所 □設備廠商 □直接用戶
□科研試驗 □工程承包 □環(huán)保·水處理
□其他
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行業(yè)分類
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□石油化工 □精細化工 □生物化工
□食品醫(yī)藥 □輕工 □其他
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壓縮機類別
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離心式
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壓縮介質
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主要氣體
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□水蒸氣 □其他_______
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雜質氣體及含量
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氣體腐蝕性說明
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進口飽和溫度
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℃
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進口***壓力
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kPa
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出口飽和溫度
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℃
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出口***壓力
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kPa
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質量流量
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t/hr
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進口體積流量
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m3/min
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主電機電壓要求
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□380V □6kV □10kV
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電機防護等級
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主電機功率限制
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□無 □有_____ kw
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系統(tǒng)防爆要求
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□否 □是_____ __
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變頻器
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□需要 □不需要
□不確定
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導葉機構
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□需要 □不需要
□不確定
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材質要求
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蝸殼
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轉子
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其他
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壓縮機其他要求
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為了準確了解用戶需求,滿足系統(tǒng)運行的可靠性和穩(wěn)定性,請您認真填寫以下客戶需求表,我公司的技術人員將對你的MVR系統(tǒng)或MVR壓縮機的選型提供專業(yè)指導。
蒸汽壓縮機需求信息表
六、蒸汽壓縮機安裝、調試、運行現(xiàn)場技術支持
壓縮機制造商派具有豐富安裝調試經(jīng)驗的代表去檢驗安裝情況和監(jiān)督指導現(xiàn)場試車和調試。
當壓縮機、電機、控制系統(tǒng)及所有附件安裝完畢后,每臺蒸汽壓縮機均在實際運行條件下進行現(xiàn)場驗收試驗。該試驗由蒸汽壓縮機制造商代表在有用戶及其工程師在場的情況下進行。
七、售后服務體系
公司將在全國多個城市設立了分支機構和維修服務站,為用戶提供及時有效的服務。公司將以服務、創(chuàng)新、超越”的精神為統(tǒng)領,圍繞“葉輪機械高技術產(chǎn)品”的發(fā)展目標,發(fā)揮研發(fā)和生產(chǎn)專業(yè)技術優(yōu)勢,服務用戶、奉獻社會,創(chuàng)造美好的未來。
1、質保期內售后服務承諾
負責指導設備安裝、調試;
在設備調試和驗收期間,由于賣方的責任造成的設備或備件的損壞由賣方免費維修或更換。
設備因賣方的原因發(fā)生質量問題時,賣方將無償負責解決。
2、技術培訓
機組安裝調試期間,供方免費對需方操作人員及技術人員進行相關培訓,
參加人員:供方高級服務工程師、需方技術管理人員,機、電、儀維修、操作人員;
培訓內容:開機操作、安全規(guī)程、日常維護、常見故障判斷;
培訓地點:需方工廠;
達到效果:應保證需方人員初步能夠獨立使用設備,維護設備;
終驗收時,供方免費對需方操作人員進一步指導培訓:
參加人員:供方高級服務工程師、需方技術管理人員,機、電、儀維修、操作人員;
培訓內容:常見故障判斷及處理、備件采購程序、自控系統(tǒng);
培訓地點:需方工廠 ;
達到效果:應保證需方人員能夠獨立熟練使用設備,維護設備及維修設備,幫助需方建立蒸汽壓縮機操作管理規(guī)程。
3、服務保證
應急響應時間(國內):
接到用戶技術咨詢電話、傳真等信息后,承諾在4小時之內,給予回復,如需工廠服務工程師支持,48小時到達設備現(xiàn)場。
4、質保期限
自需方驗收合格之日起12個月或貨到現(xiàn)場后18個月,以先到為準。
質保期期外的服務內容及相關情況:
質保期外,接到用戶技術咨詢電話、傳真等信息后,承諾4小時內給予回復,如需我司服務人員現(xiàn)場服務,承諾在48小時內到達產(chǎn)品使用現(xiàn)場,進行服務,同時按優(yōu)惠價格收取相關費用。
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