天然气压缩机培训手册文档格式.docx
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流向压缩机轴箱和透平发动机轴箱的滑油给压缩机后轴承和发动机轴承提供润滑，润滑后的滑油收集在轴承支撑套内，依靠重力排向主油箱。
压缩机关停后，受控制系统控制，预后滑油泵自动启动，后润滑开始，给发动机轴承、齿轮、燃气压缩机轴承、燃气发生器轴承提供润滑、冷却，一般要持续55分钟。
当预后滑油泵故障时，压力开关动作，备用滑油泵启动。
2）润滑系统流程简介
◆主润滑流程
主油箱中的滑油经过滤器FS902-1后进入主润滑油泵P901进口，经泵增压后去滑油分配器，再经滑油冷却器、温控阀、双型过滤器、限流孔板后去燃气压缩机进出口端轴承、透平发动机轴承、燃气发生器轴承和辅助齿轮箱。
◆预后润滑流程：
滑油从主油箱出来，经过滤器FS902-2后到泵进口，被预后滑油泵（AC泵）增压、压力释放阀VR902调压后，经单流阀、复式过滤器然后去压缩机轴承、透平轴承、燃气发生器轴承、辅助齿轮箱等部位。
这些部位前都有过滤器，以保证油质清洁，去压缩机轴承前还有限流孔板，用来保证进入增压机轴承的滑油流量的稳定性。
◆备用泵（DC泵）润滑流程：
主油箱滑油经过滤器FS902-3过滤进入备用泵P903（DC泵）增压后，再经过滤器、单流阀后直接去燃气发生器轴承和透平发动机轴承。
用于AC泵故障时，给燃气压缩机、透平发动机提供润滑和冷却。
3）设备简介及参数控制
◆主油箱R901：
为系统提供滑油，接收从系统中排回的滑油。
其上有温度、液位、压力传感和开关。
◆电加热器H932：
安装在主油箱底部，功率25KW，当油温低于62º
F时，电加热器自动启用，当油温高于92Fº
时电加热停止工作。
主油箱油温由温度传感器RT390探测并传送。
◆主润滑油泵P901：
燃气发动机驱动的主润滑油泵用来在压缩机运行时给机组提供润滑。
设计出口压力：
150PSI（1035KPA），转速：
2000RPM，流量：
380GPM（1440LPM）。
◆预后滑油泵P902：
马达驱动的预后滑油泵安装在主滑油箱的上部，用来在压缩机组启机和停机阶段给机组提供润滑。
设计操作值为：
出口压力20PSI（138KPA），转速：
2950RPM，流量：
105GPM（397LPM）。
◆备用泵P903：
用于在机组启停机、预后滑油泵故障时，给机组提供后润滑和冷却。
它由120伏直流电驱动，设计操作值为：
25PSI（175KPA），转速：
1800RPM，流量：
30GPM（114LPM）。
◆滑油冷却器为水冷浮头式换热器。
◆滑油分配器：
包括压力控制阀、温度控制阀、过滤器、压力释放阀等。
◆双型过滤器FS901:
位于主滑油管汇上，滤芯孔径10微米，包括一个三通的选择阀VT901、两个并列的过滤器及过滤器差压传感器TPD397等。
◆限流孔板F0901，用来控制去燃气压缩机进出口轴承端的滑油流量。
◆其它设备有弹簧接触单流阀、压力传感器、温度传感器、普通过滤器、压力表、温度表等。
有关参数控制见下表：
序号
代号
描述
操作与控制参数
1
PCV901
主润滑油泵出口压力控制
控制在50~60PSI,正常在55PSI左右。
2
RT327-1
辅助齿轮箱温度探测器
主管汇温度+45º
F高报；
主管汇温度+50º
F关停
3
RT327-2
燃气发生器和压气机进口端共用温度探测器
主管汇温度+110º
主管汇温度+125º
4
RT327-4
动力透平端电阻式温度探测器
5
RT380
滑油主管汇温度传感
125º
F低报警；
160º
180º
F关停。
6
RT390
主油箱温度传感
62º
F加热器动作92º
F加热器停止
7
TCV901
分配器温控阀
129º
F时开启，145º
F时全开，将滑油导向水冷却器
8
TL388
主油箱液位传感
19英寸液位低报警；
16英寸液位低低关断；
22英寸液位高报警
9
TP380
主管汇滑油供应压力
27PSI低报警；
25PSI低关停；
65PSI高报；
低于6PSI时预后滑油泵允许启动；
低于4PSI时备用滑油泵允许启动。
10
TPD324
主油箱压力
8.5英寸水柱报警；
10英寸水柱关断
11
TPD397
双型过滤器压差
30PSI高报警
12
VR901
滑油分配器压力释放阀
压力高于150PSI时开启。
13
VR902
预后润滑油泵（AC泵）压力释放阀
20PSI时，该阀打开，将部分油导向主油箱；
稳定油压在20PSI左右
14
VR905
备用滑油泵（DC泵）出口压力释放阀
25PSI阀打开，维持滑油压力稳定在25PSI左右
15
S322-2
后润滑油泵（AC泵）压力开关
降到4PSI时备用滑油泵启动；
升到6PSI时备用滑油泵停止
16
S322-3
后润滑油泵（DC泵）压力开关
17
S322-5
备用泵（DC泵）测试用压力开关
压力降到9PSI时，备用泵启动；
压力涨到12PSI时，备用泵停止。
5空气压缩系统
1、系统功能
发动机空气系统除了主要支持燃烧外，也给滑油增压和密封、冷却涡轮转子叶片和一级喷嘴，在临界速度时防止对轴流式压缩机冲击而有助于发动机运行平稳，还为燃气控制系统提供控制空气。
空气系统的压力为压缩机排出空气压力。
2、主要部件
泄放空气阀、变速涡轮叶片系统、天然气控制阀、燃气发生器前封和动力涡轮后封。
◆泄放空气阀
压缩机的泄放空气阀在弹簧的作用下通常是开的，该阀位于燃烧箱总成上，在启动和减速过程中，通过排放手集器将空气泄放到大气中，来减少压缩机的回压。
在启动过程中该阀处于全开位置，当PCD压力达到22PSI时开始关闭，当PCD达到大约72PSI时，燃气发生器速度为正常的75%时，该阀全关。
◆天然气燃料气控制阀
它的作用完全依靠压缩机排出压力PCD来操纵。
PCD压力先到控制阀，然后作用到三个加载阀膜片上，加载阀通过PCD压力的作用，根据压缩机运转的条件来分配燃料气.
◆涡轮变速叶片系统
此系统由PCD压力控制，在加速和启动过程中，靠压力改变叶片的位置或角度，临界低压阶段能自动调节好空气和轴形，使压缩机性能与稳定状态一样平稳。
◆燃气发生器前封、动力涡轮后封
发动机PCD压力被引导位于发动机下面的管汇上，然后垂直进入燃气发生器前封、动力涡轮后封。
在这过程中，PCD空气形成一个空气保护。
防止滑油从轴承中泄漏。
6燃料气系统
1、系统功能描述
来自高压燃料气系统的燃气先经质量计量器FM586计量，再经一个10微米孔径的过滤器FS931过滤，然后供向主燃料气一级关断阀V2P931。
发动机启动前主燃料气关断阀是关闭的，随着发动机的开始启动和旋转，受控制系统控制，控制燃料气关断阀的两位三相电磁阀L341-1动作，使加压在燃料气关断阀的控制气释放和转向，打开燃料气一级关断阀。
同理，两位三相电磁阀L342-1动作打开燃料气二级关断阀V2P932，燃料气流向主燃料气控制阀EGF388和点火气控制阀PCV930-1。
当发动机的速度增加到15%时，点火气关断阀V2P940打开，点火压力控制阀PCV930-2自动调节点火压力为5psi，点火气流向点火装置，同时燃料气压力控制阀EGF388调节好燃料气压力，燃料气流向主燃气管汇，然后被分配给十个燃气注入器，此时，点火回路供电，点火变压器得电，电极放电打火。
点火后，燃烧器伺服马达调节连动机架，连动机架带动节流阀慢慢调节燃气和空气量，使之以最优混合比平稳增长，建立主火焰。
随着发动机速度的增加，燃烧室内的温度也急剧增加，当温度增加到350º
F，受燃烧控制系统控制，点火线圈失电，主燃气独立燃烧。
然后，燃气节流阀按照控制系统的要求自动调节燃气量大小。
当机组关停时，燃料气关断阀关闭，燃料气系统停止，发动机慢慢停下来。
2、系统主要部件
系统主要部件包括进口过滤器、燃料气一级关断阀和二级关断阀、燃料气控制阀、点火气控制阀、点火气判断阀、压力传感器、两位三通电磁阀等。
燃料气关断阀V2P931和点火气关断阀V2P940的结构一样，控制方式一样，气动控制的，通过一个两位三通电磁阀控制改变控制气源通过关断阀的方向，控制气推动关断阀轴心向开和关方向移动，从而控制关断阀的开关。
燃料气进口过滤器FS931，孔径10微米。
用来保证燃料气的清洁。
EGF388燃料气控制阀，受增压机出口压力和燃烧控制系统控制。
它由三个加载阀组成，一号加载阀控制主加载阀膜片上部的压力，其中二、三号加载阀是主加载阀，正常运行时，由二、三号加载阀控制燃料气量。
发动机启动前，一、二号加载阀都是关闭的，三号加载阀是开的。
发动机启动加速过程中，增压机出口压力增加，主加载阀膜片上部的压力随之增加，这就迫使主加载阀打开，使得膜片上部的压力与压缩机出口压力达到平衡。
这个过程是渐进的，随着发动机速度的增加，供给发动机的燃气压力也随之增加。
当发动机速度增加到50%时，一号加载阀完全关闭，二号加载阀投入自动调节，三号加载阀仍然是全开的。
当发动机速度增加到75%以上时，二号加载阀全开，三号加载阀投入自动调节，满足发动机燃气需要。
控制气阀L341-1、L342-1、L341-3、L340-1、L342-1，都是两位三通电磁阀，分别用来控制主燃料气一级关断阀、主燃料气二级关断阀、放空关断阀和点火气关断阀。
压力控制阀PCV930-1，用来控制点火回路点火气的压力；
压力控制阀PCV930-2，用来控制点火气进点火装置的压力。
其它设备有压力传感器、限流孔板等。
3、参数控制
参数控制见下表：
代号
TP342-1
燃气关断阀后压力传感器
400PSI高报警；
405PSI高关停
TP386
燃料气进口压力传感器
TP389
燃气控制阀上游压力传感器
TPD388
燃气控制阀前后压差传感器
用来防止启动时流量高（启动时压差12PSI关停）
PCV930-1
点火回路粗调压力控制阀
设定值35PSI
PCV930-2
点火回路精调压力控制阀
设定值10PSI
7天然气离心压缩机
1、C4022离心压缩机概述
东方气田的天然气压缩机型号为C4022TAU-0231,拥有单独的底座，通过螺栓和定位孔与透平发动机底座连接在一起，构成透平压缩机的整体撬快。
其主要构成有：
吸入口、吸入口轴承及密封装置、吸入口导向叶片、吸入腔、多级转动叶片、多级固定叶片室、排出口、排出口轴承及密封装置、外接滑油接口、外接密封气和缓冲气接口。
2、离心压缩机的工作原理
天然气离心压缩机压缩驱动轴，与透平发动机的动力轴通过联轴结连接。
离心压缩机轴带动叶片，使天然气在惯性力作用下作离心运动而获得动能和压力势能。
当天然气通过叶轮和扩散器狭窄区时，天然气流动方向发生180º
的转变，从而使天然气的部分动能又转换为天然气的压力势能，经多级转换后通过排出口排出离心机，此过程可归结为下图所示的文丘里原理。
天然气通过离心机后压力的升高2/3来自离心叶轮的离心运动，1/3来自扩散器-固定式（文丘里）的速度-压力转换的贡献。
进口导向叶片、叶轮和扩散器组合在一起便组成了离心机的一级。
单级的压缩能力是有限的，要获得高的压力，必须配多级离心压缩机。
3、离心机的喘振
通过改变压缩机两端的压差或改变压缩机的功率，来改变和控制通过压缩机的介质流量。
当压力或功率恒定时，流量减小到一定值以下，离心机的稳定运转就不可能维持，这就是通常所说的喘振极限点。
压缩机喘振将造成叶轮片和天然气之间的强烈相互作用，天然气就会变得像飞机机翼在低速时发生剧烈振动一样，变得在空气动力学上所指的不稳定。
叶轮再也不能提供用来克服系统回压所需的足够能量，而且暂时的倒流现象将会发生。
在喘振过程中伴随着大范围的流速和压力/温度的变化，因此，压缩机在喘振状态下运转将会极其不利，因为天然气的高温和反向冲击将对机器造成深远的损坏。
假如压缩机在给定速度运转，在诸如排出管线压力过高的情况下，流量将会受到限制。
从而导致排出压力升高，压缩机处理量下降。
此时压缩机不能产生足够高的压头来把天然气排出到管线去，向前流动将会停止。
由于高的排出压头回流很快产生，直到排出压力下降到压缩机能提供足够的压力，使气体向前流。
压缩机的回流发生速度是非常快的，并且维持到压缩机的排出口压力得到改善或停机。
回流将会在以下情况发生：
压缩机加载和卸载时，压缩机喘振时或喘振过程中。
加载和卸载导致的止推载荷异常所造成的止推轴承温度，比正常情况下天然气的温度高。
机组振动高、噪音大，气体流速快、流量波动大等。
4、离心机的轴承及密封系统
离心机的轴承密封是靠密封气、双区迷宫密封、缓冲区的隔离气、控制槽密封油密封来完成。
迷宫回环圈密封，在所有内部转动部件的靠近间隙点提供密封来减少内部介质的泄漏，由于存在稍微的磨损，因此此密封为自洁型的。
静止部件为钢板支撑的铅基合金铸件。
所有轴承的轴颈都是多级的、倾斜垫片型设计，可以防止滑油在任何转速下的抽动，而且在维修时不用从壳箱拆下转子便可拆下密封部件。
倾斜垫片型轴承材质为铅壳钢。
位于吸入段轴承和密封装置之间的止推轴承设计用来承受轴向的载荷。
止推载荷加在了止推轴颈和止推滚珠之间的油膜上。
止推载荷是由于叶轮的旋转造成其前后面压力不同而产生的，虽然压差的增加，会使朝向压缩机吸入端的止推载荷有所增加。
止推力靠压缩机排出端的平衡活塞来平衡，平衡活塞用一个面来感知排出压力并产生以相反的作用力于止推部件上。
主轴油封（控制油封）由钢圈支撑的碳圈封闭在压缩机内，在两个油封之间的压力可以比压缩机吸入端压力高20PSI，其密封油可以通过轴和密封件之间的间隙渗透。
密封件的较大面一侧的排出压力为大压力，且大部分的密封油都通过这一密封区域，内侧窄面的排出压力稍高于天然气吸入端的压力，一次仅有一小部分滑油通过密封部件内径和轴面。
滑油和流过靠近油封的迷宫圈的空气混合。
缓冲气流阻止密封油流向压缩机而损失，缓冲气是由压缩机排出端的平衡活塞上的迷宫密封圈的泄漏气提供并通过内部管线通往密封装置后面。
如上所述，密封油压力通常高于压缩机吸入口压力20～25PSI，因此缓冲气压力只要稍高于密封滑油压力即可。
密封油和缓冲气的混合物靠中立杯排放到凹槽中，在此处油气进行分离：
油进滑油罐，气返回压缩机吸入接口。
5、压缩机密封系统构件
◆辅助密封油泵
辅助密封油泵安装紧挨着辅助滑油泵，可以由气动马达或电动马达驱动。
此泵为转动的、活塞型齿轮泵，通过连轴器与驱动马达相连。
通常情况下，在转速为1750RPM，泵的排量为10GPM。
◆主密封油泵
主密封油泵位于辅助驱动箱内，是一个齿轮型活塞泵，在发动机额定转速2000RPM下排量为10GPM，密封油压力在1500PSI下被输送到密封油压差调节阀。
◆密封油过滤器
孔径为10微米的密封油过滤器位于密封油泵的下游，如果滑油过滤器阻塞时，打开泄放阀旁通过滤器。
◆密封油调节器
密封油系统也配一流量调节阀，来维持密封油差压调节器内恒定的流量。
不管压力是否被旁通或是进入调节过的管线。
◆缓冲器差压调解器
缓冲器压差调节器是一个常闭、弹簧受力、活塞和套筒型的泄压阀，通常用来维持密封缓冲气的压力大于吸入口管线压力30PSI。
缓冲气作用在泄压阀活塞上的力使阀门打开，此力与吸入管线压力和阀弹簧压力来维持所需的压差，此阀没有外在调节装置。
8干气密封系统
干气密封气系统包括两个相互紧密关联的部分：
密封气系统和缓冲气系统。
密封气系统又分为主密封气和辅助密封气，主密封气的功能是在密封组件中形成一道屏障，防止处理气进入密封组件，起主要密封作用。
辅助密封气起一个辅助屏障作用，通常在处理气与压缩空气压力接近时用来隔离处理气与缓冲气。
缓冲气则是用来隔离密封气和压缩机轴承滑油。
密封气必须清洁、干燥、具有一定的压力和温度。
流量通常为1.34NM3~3.35NM3之间，压力通常比压缩机进口压力高100psi左右，大部分的密封气通过密封迷宫，进入压缩机箱，与处理气混合。
这样就确保密封迷宫始终充满干燥、清洁的密封干气，防止处理气进入密封气系统。
密封气由压缩机出口提供，压缩机出口压力并不是固定的（比如在启机、停机、下游用户关停时），有时可能没有密封气流量，或者密封气流量变得很小，这时处理气会进入密封气系统。
密封气系统维持一预设的高于平衡塞空腔压力的压差。
如果密封气系统压差降到低于7PSI（48.3KPA），将会产生压差低报警，如果这个压差降到低于4PSI（27.6KPA），将会产生压差低关停！
密封气流入燃气压缩机主密封和迷宫密封。
密封气从主密封后面的主密封放空管线放空。
如果主密封放空压力增加到高于预设值，将会发生报警和/或关断。
缓冲气系统是环状的、分段式的，缓冲气为清洁干燥的压缩空气。
缓冲气系统主要有两大功能。
第一是防止润滑油进入第二级干式密封；
第二是防止天然气进入润滑油轴承空腔。
缓冲气密封由两个轴向空间区密封、刚性轴封和环状石墨密封组成。
经过调压后的压缩气体被注入到他们之间，将滑油系统与天然气系统分隔开来。
缓冲气系统使压缩机的缓冲气气源压力和压缩机次密封排放压力之间维持一个预设的压差。
如果这个压差降到22PSI（152KPA），将会产生压差低报警，如果这个压差降到20PSI（138KPA），将会产生压差低关停！
如果这个压差高于35PSI（241KPA），将会产生压差高报警。
缓冲气密封被设计成在石墨密封后排放以保持密封。
压缩机的主密封和次密封都被设计成允许密封气和缓冲气排放的。
密封气系统将该部分被外排的气体安全的排到机组外面。
主密封排放大部分的密封气，次密封排放大部分的缓冲气。
密封排放系统内的压力和流量反映主密封和次密封的状况。
当密封磨损或损坏时，流量和排放压力将升高。
压力和流量开关监视该系统。
如果压力和/或流量超过预设值，将会产生报警和/或关断。
如果主密封放空压差增加到高于8PSI（55.2KPA），将会产生压差高报警，如果这个压差升高到高于20PSI（138KPA），将会产生压差高关停！
缓冲气与辅助密封气放空气为空气与燃气的混合物，要求放空阀后面安装阻火器。
2、流程及参数控制
◆密封气流程
来自压缩机出口的干气经双向过滤器FSA973-4和FSA973-1过滤后，再去差压调节阀PCV963-1调压，然后经过限流孔板F0950-4和F0950-1进一步控制流量后进入压缩机进出口端密封迷宫。
◆缓冲气流程
压缩空气经过滤器FSA972-1后，再经过一个差压调节阀PCV968-1调压后直接进入压缩机进出口端轴承密封组件。
◆有关参数控制见下表：
位号
操作与控制值
PCV963-1
密封气压差调节阀
设定值为20PSI（138KPA）
PCV964
密封气气源关断阀V2P963-1的电磁阀L351-1之先导气压力控制阀
设定值为80PSI（550KPA）
PCV968-1
缓冲气压差调节阀
设定值为25~30PSI（172-207KPA）
TP363-1
压缩机进口端压力传感器
A机组：
340PSI（2344KPA）低报警
B机组：
580PSI（3999KPA）低报警
C机组：
850PSI（5861KPA）低报警
TP364-1
压缩机出口端压力传感器
730PSI（5033KPA）高报警
1280PSI（8825KPA）高报警
TP385-1
主密封出口端放空压力传感器
高报警：
8PSI（55KPA）；
高关停：
20PSI（138KPA）
TP385-4
主密封进口端放空压力传感器
TPD372
缓冲气进口滤器压差传感器
30PSI（207KPA）
TPD379-1
密封气进口滤器压差传感器
20PSI（138KPA）
TPD383-1
缓冲气压差传感器
低报：
22PSI（152KPA）；
低关断：
20PSI（138KPA）；
35PSI（241KPA）
RT364-1
压缩机内
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