天然氣壓縮機技術方案

W-4.5/1.5-2-250型天然氣壓縮機的技術方案

天然氣壓縮機技術方案

為滿足用戶建CNG加氣站的要求,按照貴公司提供進氣壓力0.150.2MPa、排氣壓力25.0MPa、供氣量675-810Nm3/h 的技術條件。現提供我公司生產的 W-4.5/1.5-2-250型天然氣壓縮機的技術方案供貴公司參考選型。

天然氣壓縮機的用途

W系列天然氣壓縮機組是專為CNG加氣站提供壓縮天然氣的專用設備;天然氣壓縮機組包含的主要設備有:天然氣壓縮機主機、防爆電動機、冷卻系統、潤滑系統、出口入口閥門及過濾器、除油分離系統、儀表顯示系統、安全放散系統、PLC執行控制系統等。該機組提供壓力為25.0MPa高品質的天然氣氣源。

天然氣壓縮機的設計、制造、檢驗采用如下標準

GB/T20322-2006    石油及天然氣工業用往復壓縮機 (等同API618)

GB50156-2002      汽車加油加氣站設計和施工規范

JB/T10298-2001    汽車加氣站用天然氣壓縮機

JB/T9105-1999     大型往復活塞壓縮機技術條件

GB/T4980-2003     容積式壓縮機噪聲聲的測定

GB/T15487-1995    容積式壓縮機流量測量方法

JB/T7240-1994     一般用往復活塞壓縮機主要零部件技術條件

GB/T7777-2003     往復活塞壓縮機機械振動測量與評價

GB150-1998        鋼制壓力容器

GB151-1999        鋼制管殼式換熱器

JB4730-2005       承壓設備無損檢測

                  壓力容器安全技術監察規程

GB/T755-2000      旋轉電機定額和性能

GB3836.1-2000     爆炸性氣體環境用電氣設備第1部分:通用要求

GB3836.2-2000     爆炸性氣體環境用電氣設備第2部分:隔爆型“d

                 中華人民共和國“爆炸危險場院所電氣安全規程”

GBJ93-1986        工業自動化儀表工程施工及驗收規范

 

 

天然氣壓縮機的技術要求

3.1加氣站工藝要求

3.1.1壓縮介質:                 天然氣(符合GB/T17820《天然氣》二類要求)

3.1.2供氣規模:                 690-810Nm3/h

3.1.3壓縮機的吸氣壓力:         0.150.20 Mpa(表壓)

3.1.4壓縮機的排氣壓力:         25.0Mpa(表壓)

3.1.5冷卻方式:                 水冷 填料油冷

3.1.6壓縮機的吸氣溫度:         30

3.1.7壓縮機控制方式:           采用手動啟動,手動停機,自動排污。

3.2 使用條件

3.2.1 環境溫度:                -5°C+45°C

3.2.2 安裝形式:                撬裝安裝

3.2.4 電源:                    220V/50Hz380V/50Hz

 

4. 天然氣壓縮機組的技術參數

4.1主要性能參數

1

型號

W-4.5/1.5-2-250

2

結構型式

W型六列、四級壓縮 一、二級均為雙作用各為二列  三、四級級差式各為二列

3

公稱容積流量

4.5m3/min

4

吸氣壓力(表壓)

0.15-0.2MPa

5

額定排氣壓力(表壓)

25.0Mpa

 6

排氣量

675-830Nm3/h

7

吸氣溫度

30

8

輸氣溫度

經冷卻后天然氣出口溫度不高于環境溫度+20

9

壓縮介質

天然氣

10

冷卻方式

水冷 填料油冷

11

潤滑方式

氣缸和填料注油器注油潤滑;

曲軸、連桿、十字頭由油泵輸油潤滑。

12

噪聲聲壓級

115dB(A)

13

潤滑油溫度

70

14

潤滑油總耗量

150g /h

15

壓縮機轉速

740r/min

16

冷卻水耗量

40t/h

17

配備動力

防爆電動機YB2-355L1-8185kW  IP54740r/minAC380V/50Hz B3dBT4

18

振動烈度

45.0

19

驅動方式

彈性聯軸器

21

主電機啟動方式

軟啟動

22

檢測、控制方式

變送器檢測

23

壓縮機外形尺寸    (長×寬×高)

3820×2270×2150mm

24

全機重量

6

25

安裝型式

整體安裝式

5.天然氣壓縮機組

5.1天然氣壓縮機整體布局

在機組的整體設計上,采用集成化設計,并充分考慮操作維修方便性,整體布局合理。天然氣壓縮機組包含的主要設備有:天然氣壓縮機、防爆電動機、冷卻系統、潤滑系統、出口入口閥門及過濾器、除油分離系統、儀表顯示系統、安全放散系統、一次控制檢測元件等,壓縮機組PLC控制柜為非防爆型,用戶安裝在非防爆區。

5.2天然氣壓縮機性能簡介

W系列撬裝式天然氣壓縮機組是由防爆電動機與壓縮機彈性連接,再利用管路系統將冷卻系統與壓縮機各級相連,即形成了電能-動能-氣體的勢能轉換;潤滑系統是保證壓縮機能夠長期、高效及可靠運行的一個重要組成部分,對壓縮機運轉的好壞起著決定性的作用;壓縮機各級及各獨立的壓力單元均設有安全閥,是壓縮機重要組成部分之一,在運行中能夠有效地防止壓縮氣體系統的事故發生; PLC控制系統能確保壓縮機啟動、停機,自動排污等功能,因此壓縮機操作方便;全部設備均集成在撬裝的底座上,形成一個整體撬裝式壓縮機站。

5.3天然氣壓縮機特點介紹

5.3.1 W系列CNG壓縮機是我公司自行開發設計的產品,該系列天然氣壓縮機采用雙W型布置,結構緊湊,啟動轉矩小,慣性力平衡性好,機械震動小,可靠性高,自動化程度高,易損件少,噪聲低,操作維護方便等特點。

5.3.2壓縮機各級氣缸及各級冷卻器均采用水冷設計技術(用戶自備冷卻塔)

5.3.3壓縮機所有氣閥、活塞環及填料均為國際著名品牌產品,易損件使用壽命可達到6000小時以上。

5.3.4壓縮機出口配兩級高效過濾器,使氣體中的含油量小于10ppm,固體顆粒直徑小于5μm

5.3.5壓縮機高壓氣缸內表面采用離子氮化技術,提高氣缸的耐磨性以及活塞環、支承環的使用壽命。

5.3.6壓縮機各級分離器采用自動排污,無需用戶手動操作。

5.3.7壓縮機采用ABB軟啟動及西門子PLC控制,對壓縮機的各性能參數進行自動控制,自動化程度高、性能先進可靠。

5.3.8壓縮機與電動機采用彈性連接,傳動效率高。

5.3.9壓縮機的每級設有安全閥,當壓力超標時開啟卸載,保證系統的安全運行。

5.3.10壓縮機同級排氣溫度偏差高報警,提示機組存在問題,便于用戶維護。

5.3.11 ESD緊急按鈕:壓縮機撬體上開關柜及PLC控制柜各設有一個ESD緊急按鈕,當出現緊急情況時,按該按鈕后,氣動元件切斷壓縮機進氣源,壓縮機安全停機。

5.4天然氣壓縮機的結構特點

壓縮機采用雙W型布置、四級壓縮, 一、二級均為雙作用,各為二列,三、四級級差式各為二列,平衡腔通三級進氣、填料為少油潤滑。

5.5天然氣壓縮機的潤滑系統、氣路系統、冷卻系統及排污系統

5.5.1潤滑系統

壓縮機有二個獨立的潤滑系統:循環潤滑系統;氣缸、填料注油潤滑系統。

5.5.1.1循環潤滑系統

循環潤滑系統是通過油泵提供壓力潤滑油,油泵由電機帶動。潤滑油經過油冷卻器和油精濾器后分為兩路:一部分經過曲軸上的小孔,潤滑油可到達連桿的大頭瓦,再進入連桿體上的油孔到達小頭襯套和十字頭導軌,使潤滑油可到達各個潤滑點。

5.5.1.2氣缸、填料潤滑

壓縮機氣缸和填料的潤滑是由防爆電動機帶動的注油器,分別對各級氣缸以及對六列填料進行注油潤滑。                  

5.5.2氣路系統

天然氣依次進入過濾器、進氣球閥、兩個一級氣缸,經過一級壓縮后進入一級冷卻器及一級油水分離器進行冷卻并分離,然后進入二級壓縮,依次類推,共經過四級壓縮、冷卻、分離后進入前置過濾器、除油過濾器、單向閥,最后送氣閥送給終端用氣設備。其中與以上部件連接的管道等設備組成壓縮機的氣體主管路,安全閥連接的管路、排除油、水用的排污管路以及連接壓力表的管路等組成輔助管路。

5.5.3冷卻系統

冷卻器系統主要是冷卻各級排氣、潤滑油,壓縮機氣缸及各級填料(通入潤滑油進行冷卻),保證壓縮機有一個完善的熱力循環,使高溫天然氣得以降溫,潤滑油溫不致過高而降低潤滑性能。整體采用開式水冷(冷卻塔用戶自備)

5.5.4排污系統

壓縮機的排污系統采用自動排污,排污系統主要是排放壓縮機一級油水分離器、二級油水分離器、三級油水分離器、四級油水分離器,前置過濾器和精密過濾器中所過濾分離出來的油污。對機組中的級間分離器和精密過濾器裝置自動放污。壓縮機各級分離器排出的液氣混合物通過集氣管匯集后集中進入系統內的廢氣回收罐(用戶自備),并通過減壓閥門(用戶自備)將氣體返回到進氣緩沖罐內進入壓縮機的進氣管線上,形成再次利用,保證氣站的可靠性,同時提高氣體利用率。放污閥門定時自動間隔放污(45分鐘排放一次,排放時間5s) 。用戶也可根據氣質情況自行修改。

5.6天然氣壓縮機組的電器控制部分

本系統是固定式壓縮機站的組成部分,電器控制系統由非標啟動柜、機上控制元件組成。主電動機: YB2-355L1-8185kW  IP54740r/minAC380V/50Hz B3dBT4,輔助電機總功率:約4.0kW,電源:三相五線AC380V/50Hz

1.功能簡介:

1.1主電機采用(ABB軟啟動器)啟動方式,啟動平穩,對壓縮機及電網沖擊小,對供電容量要求較低。

1.2 PLC集中控制:本機配備了功能強大的SIEMENS   PLC與之配套的觸摸屏和相關的控制元器件。使得對機組的操作變得十分簡單、可靠。對壓縮機的運行、保護進行程序控制。

1.3顯示功能:采用觸摸屏具有如下顯示功能:

運行狀態

查看運行中的運行參數

故障顯示

查看累計工作計時顯示

查看歷史故障

1.4對主電動機及輔助電機進行控制及保護:具有電機過載、過流等保護;當電機過載(過流)時,壓縮機自動停機且聲光報警。

1.5壓縮機具有手動啟動和手動停機、故障自動停機及ESD緊急停機功能。

1.6壓縮機流程中的監控點采用壓力變送器和溫度變送器為一次檢測元件,對壓縮機進氣壓力、潤滑油壓力、冷卻水壓力、每個氣缸排氣溫度、潤滑油溫度,當控制值超限時壓縮機自動停機并聲光報警。

 1.7壓縮機輕載啟動、輕載停機:壓縮機啟動時進氣閥關閉、放污閥開啟,壓縮機啟動結束后,進氣閥為打開狀態,放污閥為關閉狀態,壓縮機進入正常運行,實現壓縮機輕載啟動。當壓縮機停機時首先關閉進氣閥和打開放污閥,卸載壓縮機內部剩余高壓氣體后停壓縮機,避免壓縮機停機時壓縮機內部始終保持高壓氣體,同時為下次輕載啟動作準備,避免重載啟動對壓縮機的沖擊。

1.8自動放污功能:對壓縮機放污進行自動控制。

1.9壓縮機故障提示功能:當出現故障時壓縮機自動停機,控制系統聲光報警,同時觸摸屏顯示故障原因,提示操作者針對故障進行處理。

1.10撬裝壓縮機內所有控制線、一次信號線引至撬上防爆接線箱,壓縮機(控制系統)控制柜為非防爆型,用戶安裝在非防爆區。

2 .壓縮機PLC具體控制項目及系統動作方式匯總:

項目

狀態

檢測類型

動作

進氣壓力

高高

變送器

報警、停機

低低

報警不停機

末級排氣壓力

高高

變送器

報警、停機

潤滑油壓力

低低

變送器

報警、停機

冷卻水壓力

低低

變送器

報警、停機

各級排氣溫度

高高

變送器

報警、停機

同級溫差

 

報警不停機

潤滑油溫度

高高

變送器

報警、停機

6.天然氣壓縮機組的產品檢驗和驗收

6.1壓縮機制造按國家相關標準進行檢驗和驗收。

6.2機組制造廠模擬試車時,用戶派人驗收。

6.3對下列零件進行機械性能檢驗和化學成份分析。

6.3.1氣缸、十字頭導軌、曲軸箱、十字頭等零件化學成份分析。

6.3.2連桿、活塞桿、曲軸、連桿螺栓、十字頭銷等零件的抗拉(壓)等機械性能檢驗。

6.3.3連桿、活塞桿、曲軸應做金相分析和活塞桿應做表面硬度檢測。

6.4壓縮機主要部件材質表

 

 

 

 

曲軸箱

HT250

活塞桿

38CrMoAlA

曲軸

45#鍛件

一級活塞

ZL108

連桿

45#鍛件

二級活塞

45#鍛件

十字頭

QT600-2

三級活塞

45#鍛件

十字頭銷

12CrNi3A

活塞環

PEEK

一級氣缸

40Cr鍛件

支承環

PEEK

二級氣缸

40Cr鍛件

密封環

PEEK

三級氣缸

40Cr鍛件

阻流環

 

6.5壓縮機主要件無損檢驗

 

磁 粉

超聲波

射 線

曲軸

 

連桿

 

連桿螺栓

 

 

十字頭銷

 

活塞桿

 

壓力容器焊縫

 

 

√(按壓力容器國家標準)

管道焊縫

 

 

√(按國家標準)

6.6壓力試驗

6.6.1氣缸的氣腔進行1.5倍最大工作壓力試驗,不得有任何滲漏。

6.6.2承壓部件以1.5倍最大工作壓力水壓試驗。

6.6.3壓力容器的試驗壓力按GB150-1998標準執行。

6.7負荷運轉

6.7.1負荷運轉在制造廠進行,使用全套供貨機組,以空氣為介質,在工作轉速下至少運轉8小時。

6.7.2負荷運轉時,由用戶派人到制造廠進行驗收,負荷運轉合格后,由制造廠、用戶代表一起,按照壓縮機的參數進行考核運轉,符合要求后,由雙方代表簽署正式驗收文件。

7. 天然氣壓縮機組的主要供貨范圍及技術文件

7.1壓縮機機組主要供貨范圍

序號

部件名稱

數量

       

1

天然氣壓縮機主機

1臺

 

2

防爆電動機

1臺

 

3

冷卻系統

1套

 

4

儀表管路系統

1套

 

5

氣路系統

1套

 

6

潤滑系統

1套

 

7

現場防爆電器元件

1套

 

8

PLC控制柜(非防爆)

1臺

 

9

隨機備件及專用工具

1套

 

7.2壓縮機機組技術文件

序號

         

單位

數量

交付時間

1

壓縮機使用說明書

1

隨機提供

2

壓縮機總圖

1

隨機提供

3

質量證明書

1

隨機提供

4

裝箱單

1

隨機提供

5

合格證

1

隨機提供

6

電器原理和接線圖

1

隨機提供

7

關鍵配套件合格證

1

隨機提供

8. 天然氣壓縮機組的備品備件及工具清單

8.1壓縮機隨機備件明細表

序號

              

 

 

備注

1

連桿小頭襯套

2

 

2

連桿大頭瓦

2

 

3

十字頭銷

2

 

4

 

1

 

5

墊圈

4

 

6

壓閥墊

2

 

7

0型圈

2

 

9

壓閥墊

2

 

10

止動墊圈

2

 

11

密封圈

4

 

12

氣閥墊片

1

 

13

氣閥壓蓋墊

1

 

14

機油濾清器

1

 

8.2壓縮機隨機專用工具明細表

序號

        

 

數量

備注

1

拆閥工具

1

 

2

盤車扳把

1

 

3

活塞桿螺紋保護套部件

1

 

4

螺母扳手

1

 

5

活塞螺母裝卸工具

1

 

皖公網安備 34030002020366號

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