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1、 一一.空压机内部构造及其工作原理空压机内部构造及其工作原理 在PY30-1气田DPP组块的LOWER DECK上安装有一套仪表/公用空压机橇及压缩空气储存设备仪表储气罐和公用空气储气罐。 空气压缩机组由两台（一台工作，一台备用）回转式螺杆式压缩机组构成；空气储存设备由仪表气罐和公用气罐构成；空气净化设备由空气干燥器，前后置滤器构成；此外，还有后冷却器、油水分离器，电气、仪表附件、橇块底座等辅助设施。 机组内各系统描述机组内各系统描述l进气过滤系统l压缩机和电机总成l带有冷却器的加压冷却油系统l分离系统l气量控制系统l电机启动控制系统l仪器仪表系统l安全防护系统l后冷却器l水分离器和排放系统油
2、冷却器油冷却器 l 冷却器是装于空压机内部的，由芯、风扇及风扇电机等组成的完整总成。冷却气流从罩壳的前角流入，通过垂直的冷却器芯后，由罩壳后面向上排出。 后冷却器后冷却器l排气后冷却系统由热交换器(于机器的冷却排出口处)、冷凝水分离器和自动排放阀组成。l空压机排出的带压空气中含有水份，通过冷却系统，大部分被冷凝并排除。 冷却油系统冷却油系统 l冷却油在压力迫使下，从分离器油池流到油冷却器进口以及温控阀的旁通口。l温控阀控制提供适当的喷油温度所需要的冷却油量。当空压机冷车起动时，部分冷却油旁通冷却器。当系统温度上升到温控阀的设定值以上时，冷却油会流向冷却器。当机组在高环境温度下运行时，全部冷却油
3、都流经冷却器。l空压机的最低喷油温度是受控的，以排除水蒸气在分离器筒体内冷凝的可能性。通过保持足够高的喷油温度，机组排出的油气混合物的温度便能保持在露点以上。l温度受控的冷却油在恒定的压力下经油过滤器进入主机。压缩空气系统压缩空气系统进气空滤器进气阀转子油气分离器最小压力阀后冷却器水分离器/排水阀空气进入空压机，必须经过进气空滤器及进气阀。螺杆空压机的压缩作用是由一对螺旋转子（一阴一阳）啮合产生，两根转子装于高强度铸铁壳体内的两平行轴线上。进气口和出气口分别位于壳体的两端。阴转子的槽于阳转子啮合，并被其驱动，排气端采用圆锥滚柱轴承，以避免转子的轴向窜动。油气混合物从压缩主机排出，进入分离系统，
4、该系统在分离筒体内自成一体，将大部分冷却油都去除，仅留下若干PPM，冷却油又回到系统里，而空气进入后冷却器，后冷却系统由热交换器、水分离器和排水阀组成，排出的压缩空气通过冷却，空气中自然所含的水蒸气大部分被冷凝出来，并从后面的管道和设备中排除。当卸载运行时，进气阀关闭，放气阀打开，将所有压缩过的空气导入进气口。油气分离系统油气分离系统l油气分离系统由内部结构经专门设计的筒体、两级聚集式分离芯以及冷却油回收装置组成 。l工作原理工作原理l来自压缩主机的油气混合气通过一个切向排气口进入筒体。该排气出口使油气混合物沿着筒体的内壁旋转，于是油便聚集起来滴落到筒体油池内。内部折流板使余下的冷却油滴继续沿
5、内壁流动。在折流板的作用下，油气流的流动方向不断改变，加上惯性作用，越来越多的油滴从空气中除去，并回到油池中。这时的气流已基本上是非常细小的薄雾，朝分离芯流去。分离芯由两个紧密填塞的纤维同心圆柱组成，每个圆柱都用钢丝网加固。分离芯用法兰安装于筒体出口盖上。气流径向进入分离芯，薄雾聚合，形成小滴，聚集于外侧第一级上的油滴落入油池，而聚集于内侧第二级上的油滴聚集在分离芯出口的附近，通过安装于回油管路上的过滤网和节流孔接头，抽回到压缩主机进油口。这时的气流已基本上无冷却油，从分离器流到后冷却器、水分离器，最后到达工厂空气系统。控制系统控制系统空压机控制系统具有下列功能：自动卸载启动ON/OFF LI
6、NE 气量控制卸载停机自动启动/停机空压机故障报警空压机故障警报停机空压机还具备智能控制气量控制系统。 干燥器干燥器l典型的无热再生空气干燥器有两个干燥作业罐，其中一个进行干燥作业，另一个进行干燥剂再生作业。它们之间通过电动式定时控制装置进行循环切换作业，以保证干燥空气的连续供应。l干燥5分钟。l再生4分钟20秒l升压30秒l降压10秒 通过再生流量调节阀和再生压力表的调节，大约14的出口干燥空气被用来再生干燥剂。干燥空气进入再生塔后膨胀，突然压力降至大气压力，使含水干燥剂得以再生，干燥空气流经再生塔，带走干燥剂颗粒上的水份。加载状态加载状态卸载状态卸载状态Atlas Copco 空压机内部结
7、构空压机内部结构空压机操作程序空压机操作程序l控制功能 l系统的联动控制程序全部集成在集中控制柜的PLC中。设备可以单独操作，也可以联动控制。l参数设定 l进入“设置”界面，通过触摸屏设置系统参数，包括：加载压力、卸载压力、自动/手动切换、主备机设置等。主机的加载压力为1020KPAG，卸载压力为920KPAG，从机加载压力为870KPAG，卸载压力为970KPAG。取样压力点为公用气罐PIT-5105。l通过联动控制柜上的旋钮设置其他的参数l空压机A自动/手动选择(自动：空压机自动：空压机A的加卸载状态将由联控系统控制，手动：的加卸载状态将由联控系统控制，手动：空压机的加卸载状态由空压机空压
8、机的加卸载状态由空压机A的本机控制器控制的本机控制器控制)l空压机B自动/手动选择(自动：空压机自动：空压机B的加卸载状态将由联控系统控制，手动：的加卸载状态将由联控系统控制，手动：空压机的加卸载状态由空压机空压机的加卸载状态由空压机B的本机控制器控制的本机控制器控制)l手动主备机选择（在手动切换的状态下，旋动此钮可以任意改变主备机顺序在手动切换的状态下，旋动此钮可以任意改变主备机顺序）l完成以上参数设置后，通过旋动“联控开始/停止”按钮启动联控系统。联动控制将根据气罐的压力为目标压力，分别控制主机、备1空压机。两台空压机的加载卸载由触摸屏上的压力带控制。l联控状态下，系统能自动冷起动空压机（
9、非自动停机状态），系统将不发停机命令，停机是靠空压机的自身功能实现的，因此要求把空压机自动起停机功能激活，设定时间为12MIN-60MIN,设为AUTO S/S ON/OFF为OFF状态即禁止该功能。所以说，在联控模式下，控制系统只控制空压机的启动、加卸载，而不控制它的停机。 调试专用按钮调试专用按钮 注 意 机组四周最小应保留一米间 距99264996 注 意 在没有放好四周的面板及铲车用盖板之前，请不要开机。 四周的面板对机器运行有影响。 注 意 必须定期对电机加油润滑。 见操作手册有关程序。 注 意 排 气 口 危 险 注 意 排液 注 意 只允许在底架槽钢处安置起吊绳索99265001
10、 SHANGHAI INGERSOLL-RAND COMPRESSOR LTD 上海英格索兰压缩有限公司 MODEL 型号 CAPACITY 容积流量 m3/min GROSS WEIGHT 重量 kg SERIAL NO. 编号 RATED POWER 额定功率 KW PRESSURE 排气压力 MPa DIMENSIONS 外型尺寸 mm PRODUCTION DATE 出厂日期 MADE IN CHINA 中国制造 42844951 从机组中排出的空气不适宜供人呼吸 99265050 公用仪表风系统公用仪表风系统l基本流程流程介绍流程介绍 DPP平台上的仪表气、公用气系统由空气压缩机组向
11、本平台提供清洁和不含油水的压缩公用气，以及为扫线和气动仪表提供的仪表用气。DPP平台上的空气压缩机的设计能力为450 Nm3/h(单台)。下面对平台上的仪表、公用气系统的原理作一介绍。仪表气、公用气由两台并联的空气压缩机组提供。其中1台工作，1台备用。空气在进入压缩机之前，首先经过滤器，然后进入空气压缩机。压缩后的空气进入分液瓶，后经冷却器冷却后进行除液分离。除液后的空气进入公用气瓶(DPP-V-5110)。进入公用气瓶的压缩空气，经过一段时间的缓冲，空气中携带的水份和颗粒进一步分离。在公用气瓶出口，一部分空气用作平台公用扫线用气和启动主发电机用气；另一部分空气经过进一步过滤除液干燥，为气动仪
12、表供气. 公用气出口管线上设有两个自力式调节阀。当需用公用气时，通过第一个自立式调节阀使气送往公用系统，然后经过第二个自力式调节阀，降至800 kPaG，供用户使用，并维持公用气瓶压力为950 kPaG。当公用气瓶压力低于950 kPaG时，则第一个自立式调节阀自动关闭，公用气停用，全部供给仪表用气。每层甲板设有公用气站。 仪表气系统需对来自公用气瓶中的压缩空气进行进一步地干燥处理，才能满足仪表用气的要求。从公用气瓶出来的压缩空气，首先进入空气过滤器(DPP-F-5110 A/B)，然后进入空气干燥器(DPP-V-5140 A1/A2/B1/B2)，再经空气后过滤器(DPP-F-5120 A/
13、B)过滤进入仪表气瓶。干燥器有两套，一用一备。每套干燥器有两台。正常运行时，1台进行干燥操作；另一台则进行再生操作。干燥器内装有吸附填料。靠填料的吸水性将水份吸附在填料上，从而使经过填料层的空气水份基本上进入填料中，达到干燥空气的效果。这一过程称为干燥过程。未干燥的空气必须从干燥器下端进口进入，向上流，从上端出口而出，不能逆行操作，以防破坏填料使流体受阻，进而降低填料的吸附效率。在再生过程中吸附了水份的干燥器需将吸附的水份从填料中除去，以便重复使用吸附填料。这种清除水份的过程称为再生过程。具体操作过程是从正在进行干燥操作的干燥器出口引出一小部分干净的空气，经过限流孔板，从顶部进入处于再生状态的
14、干燥器。气体将填料层内的水份吸出，放入大气。 注意：再生用气必须从再生器的顶部进入，这样再生效果最好。 经过干燥器出来的不含水份的空气进入过滤器，目的是除去空气中可能夹带的固体颗粒。这些颗粒主要来自吸附填料层中的细碎固体，然后，气体再进入仪表空气贮罐(DPP-V-5120)。仪表空气贮罐的作用，一是稳定缓冲仪表用空气，防止波动；二是当空压机组出现故障时，仪表气贮罐能够维持平台整个系统运行一段时间，从而给另1台空压机启动留一定时间，不致因此而停止。 仪表空气贮罐出口设1个自立式压力调节阀，以保证仪表气用户的压力要求。另外，还设有压力变送器(PIT-5106)和压力变送器(PIT-5107A/B/
15、C)。其设定的压力分别为650 kPaG和450 kPaG。当供气压力低到650 kPaG时则自动报警。若压力继续下降到450 kPaG时，平台全部系统关断。 两台空压机由高低压开关控制，自动启停。 吸入压力ATM出口压力1035KPAG吸入温度ambient出口压力50设计吸入温度65-0设计吸入压力350 kPaG/Full Vacuum设计出口温度85/0 oC设计出口压力1400 kPaG设计能力 450 Nm3/ hr of air each 数量两台一用一备 空压机参数空压机参数公用仪表气用量最大值公用仪表气用量最大值ConsumptionAir flow rateStd m3/h
16、rNm3/hrContinuous Instrument Air291276Add 10 % margin29.127.6Design Quantity of Instrument Air320303Continuous Utility Air5350Design Flow of Continuous air 373353Emergency Generator120114Flame Front Generator33.932Mooring Winch424.8403Peak Demand952900Half of Peak Demand 476 450仪表气气性质仪表气气性质Maximum A
17、llowable Particle Size3 micronMaximum Particle Content0.1 g/m3Maximum Water Content (droplets and vapour)500 ppm (w/w)Dew Point (Maximum)5 oC 1035 kPaGMaximum Skid Pressure Drop (Total)70 kPa (clean)150 kPa (dirty) 仪表气罐和公用气罐的容量可以供296 sm3/hr 流量的仪表气使用十五分钟，此时操作压力由750 kPaG 降到450 kPaG。 仪表储罐的操作压力比再生撬的压力低，
18、因此由于吸附热的原因，气的温度会上升到60 oC。 造氮简介造氮简介l工业中有三种，即深冷空分法、分子筛空分法(PSA)和膜空分法。 深冷空分制氮 深冷空分制氮是一种传统的制氮方法，已有近几十年的历史。它是以空气为原料，经过压缩、净化，再利用热交换使空气液化成为液空。液空主要是液氧和液氮的混合物，利用液氧和液氮的沸点不同(在1大气压下，前者的沸点为-183，后者的为-196)，通过液空的精馏，使它们分离来获得氮气。深冷空分制氮设备复杂、占地面积大，基建费用较高，设备一次性投资较多，运行成本较高，产气慢(1224h），安装要求高、周期较长。综合设备、安装及基建诸因素，3500Nm3h以下的设备，
19、相同规格的PSA装置的投资规模要比深冷空分装置低2050。深冷空分制氮装置宜于大规模工业制氮，而中、小规模制氮就显得不经济。 分子筛空分制氮分子筛空分制氮l分子筛空分制氮 以空气为原料，以碳分子筛作为吸附剂，运用变压吸附原理，利用碳分子筛对氧和氮的选择性吸附而使氮和氧分离的方法，通称PSA制氮。此法是七十年代迅速发展起来的一种新的制氮技术。与传统制氮法相比，它具有工艺流程简单、自动化程度高、产气快(1530分钟)、能耗低，产品纯度可在较大范围内根据用户需要进行调节，操作维护方便、运行成本较低、装置适应性较强等特点，故在1000Nm3h以下制氮设备中颇具竞争力，越来越得到中、小型氮气用户的欢迎，
20、PSA制氮已成为中、小型氮气用户的首选方法。 膜空分制氮膜空分制氮l膜空分制氮 以空气为原料，在一定压力条件下，利用氧和氮等不同性质的气体在膜中具有不同的渗透速率来使氧和氮分离。和其它制氮设备相比它具有结构更为简单、体积更小、无切换阀门、维护量更少、产气更快(3分钟)、增容方便等优点，它特别适宜于氮气纯度98的中、小型氮气用户，有最佳功能价格比。而氮气纯度在98%以上时，它与相同规格的PSA制氮机相比价格要高出15%以上 造氮机造氮机l基本流程工作原理工作原理l变压吸附（PSA Pressure Swing Adsorption ）制氮工艺是加压吸附、常压解吸，必须使用压缩空气。lPSA制氮工作原理：变压吸附制氮机是以碳分子筛为吸附剂，利用加压吸附，降压解吸的原理从空气中吸附和释放氧气，从而分离出氮气的。 l碳分子筛对O2、N2的分离作用是基于这两种气体的动力学直径的微小差别，O2分子的动力学直径较小，因而在碳分子筛的微孔中有较快的扩散速率，N2分子的动力学直径较大，因而扩散速率较慢。压缩空气中的水和CO2的扩散同氧相差不大，而氩扩散较慢。最终从吸附塔富集出来的是N2和Ar的混合气。