离心机ZH技术方案.docx
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离心机ZH技术方案
技术方案
ZH离心式无油空气压缩机
阿特拉斯·科普柯（上海）贸易有限公司
1.概述
2.压缩机主要设计参数
3.供货范围
4.结构特征及部件描述
5.控制系统描述
6.设计标准和制造规范
7.性能保证
8.质量保证
9.检测实验
10.图纸资料交付
11.现场安装调试和售后服务
12.部分业绩表
1.概述
1.1总部设在瑞典斯德哥尔摩的阿特拉斯•科普柯公司成立于1873年，是世界上最大的工业集团之一，集团在四大洲15个国家生产3000多种产品。
自20世纪30年代开始，阿特拉斯•科普柯公司开始着力制造离心式压缩机，至今为止已经有了70多年的离心式压缩机设计制造经验，为同行业内最久。
而今，数以万计的Atlascopco离心机产品在世界各地稳定运行。
早在1920年，阿特拉斯·科普柯的压缩机就已进入中国市场。
1984年，阿特拉斯·科普柯在香港成立中国销售公司，开始对中国直接销售。
到目前为止已在全国各地设立了36个办事处、8个零备件仓库。
截至2012年为止，ZH离心式压缩机在中国已有了近2300台的销售业绩。
1.2ZH离心式压缩机组为用户提供压缩空气，驱动机配置高效异步电机。
1.3压缩机机组为单层布置，压缩机、电机、油站、中间冷却器等部件均布置在同一钢质整体壳装机座上。
1.4压缩机和电机共用一个供油系统。
1.5压缩机采用入口导叶调节装置进行流量调节。
入口导叶、放空调节阀、油雾过滤器和辅油泵等装置均为电动，整机运行过程中不需仪表气，可为用户节省安装开支。
1.6压缩机、电机及其电控、仪控为室内布置。
2.压缩机主要设计参数
序号
工程
单位
额定运行点参数
1．
压缩机型号
ZH400
2．
压缩介质
空气
3．
压缩级数
三级
4．
台数
台
1
5．
大气压力
BarA
1
6．
设计进气温度
℃
35
7．
设计相对湿度
%
80
8．
排气压力
Bar（g）
6
9．
排气流量
m3/4701
78.35
10．
主电机额定功率
Kw
400
11．
轴功率
381.0
12．
排气温度
℃
100~110
13．
冷却水进口温度
≤℃
32
14．
冷却水给水压力
Mpa
0.3-0.5
15．
冷却水耗量
m3/h
31
16．
噪声
dB（A）
≤85
17．
排气含油量
100%无油，
已通过TUV0级无油认证（ISO8573-1）
18．
调节范围
%
70～100
19．
电源条件
低压
频率
380V
50Hz
20．
压缩机组总重量
Kg
8950
21
外型尺寸L×W×H
mm
4070×2230×2230
3.供货范围
阿特拉斯·科普柯所提供的无油离心式空压机单台ZH主要包含以下供货内容：
内容
数量
生产商
1.压缩机本体包括：
齿轮箱
1
AtlasCopco
整体机壳
1
AtlasCopco
叶轮
3
AtlasCopco
扩压器
3
AtlasCopco
浮动碳环气密封
3
AtlasCopco
油密封
5
AtlasCopco
高速轴承
4
AtlasCopco
低速轴承
2
AtlasCopco
进口调节导叶（带执行机构和定位器）
1
AtlasCopco
级间管道
1套
AtlasCopco
2.气体冷却器包括：
中间冷却器
2
AtlasCopco
自动和手动放水阀
2
AtlasCopco
3.润滑油系统包括：
油箱（带油位镜和电子低油位报警）
1
AtlasCopco
主油泵
1
IMOorequal
辅助油泵（启动器位于电控箱内）
1
Storkorequal
10微M级油过滤器
1
Schroeder
油冷却器
1
AtlasCopco
油压控制阀
1
Fluidcontrols
油温控制器
1
AMOTorequal
油管路、管件
1
AtlasCopco
油加热器
1
EAV
电动排风油箱呼吸器
1
Friedrichsorequal
24000小时运行用润滑油Roto-H+
1
Atlascopco
5.仪表控制系统包括：
ElektronikonMarKIV电脑微处理控制器，液晶显示屏及控制面板，控制器到压缩机各监测点的配管和配线已完成
1套
AtlasCopco
低压电控箱，包括各种启动器、接触器、断路器及变压器等，以上设备在厂内即已安装好并已接线
1套
AtlasCopco
就地一次仪表、元件
1套
AtlasCopco
振动监测
3套
Shinkawa
温度监测
1套
Midas德国
压力监测
1套
Kavlico美国
6.其它部件包括：
带防护罩的不锈钢碟片式联轴器
1
Falk
不锈钢排气止回阀
1
AtlasCopco
无级调节放空阀（带执行机构和定位器）
1
AtlasCopco
进气过滤器
1
AtlasCopcolocalsourcing
放空消音器
1
AtlasCopcolocalsourcing
放空热空气不锈钢膨胀节
1
AtlasCopco
气体进出口膨胀节
1
AtlasCopco
钢结构机架
1
AtlasCopco
整体钢制底座，无需固定
1
AtlasCopco
？
kV主电机
1
Teco
单台离心式压缩机随机备件清单：
内容
零件号
数量（套）
油过滤器芯
1621875099
1
1号中冷疏水阀套件
2906031400
1
2号中冷疏水阀套件
2906038000
1
开车用进口锥形滤网
1
专用工具：
无需专用工具
以下内容不包括在卖方的供货范围内：
--土建工程
--高压主电机开关柜
--高压主电机开关柜与机组之间的连线
--入口过滤器与机组连接的管路
--放空消音器与机组连接的管路
--出口安全阀和手动截止阀
--远程控制与机组的连线
4.结构特征及部件描述
4.1设备概述
齿轮增速集装式离心压缩机，多轴，单层布置，主机、中冷、油箱、驱动电机、控制箱等均安装在一个整体底盘上。
结构型式：
整体机座式，齿轮增速，悬臂式，无需特殊地基和地脚螺栓。
级数：
3级
4.2压缩机头
◆转子
制造标准：
完全符合API672所规定的静动平衡要求。
特点：
背靠背设计的转子不仅通过优化设计，使每个叶轮在最佳性能下运行，而且可平衡掉大部分轴向力，减少机械运转部件，大大提高了运行可靠性。
机械动平衡：
叶轮和转子的机械动平衡实验采用动平衡去除材料的方法。
◆整体机壳
形式：
铸造蜗壳式，内表面涂有特殊的环氧树脂防
腐涂层。
材料：
球墨铸铁/ASTMA-536
◆叶轮
形式：
精密铸造高效优化整体性能设计的三元流后弯叶轮。
材质：
15-5PH不锈钢。
动平衡：
完全按照API672标准，每个均做115%超速实验。
◆扩压器
整体结构，可靠性高。
材质：
不锈钢
4.3齿轮系统
◆齿轮箱
型式：
水平剖分式，维护极其方便
材质：
铸铁ASTMA536/A395
轴承盖：
与轴承箱盖一体
◆大、小齿轮和轴
大齿轮轴：
渗碳合金钢
材质：
AISI4320
大齿轮：
热套安装，齿面渗碳硬化并磨齿
材质：
AISI4340HT
高速转子齿轮轴：
锻压+热处理
材质：
AISI9310HT
齿轮等级：
采用美国齿轮协会齿轮质量最高等级AGMA-Q13级DIN5
齿轮种类：
单向斜齿轮。
工作制：
连续运转
API服务系数：
1.4
平衡方式：
按照API672标准做动平衡。
润滑方式：
压力喷淋
◆转子轴承
高速径向轴承采用具有特别优异耐振性极佳的、稳定性极好的、检查方便的水平剖分可倾瓦自动调心滑动轴承。
提高了运行可靠性。
可自动调节瓦块与轴的角度，有更好的耐振性和稳定性，能轻易穿越临界速度。
有效改善由开机，停机，频繁的载荷变化，振动等引起的轴承中油膜变薄（膜离散）现象。
水平剖分结构，检查维护方便。
设计寿命10万小时。
轴承
种类
材料
高速径向轴承：
水平剖分可倾瓦自动调心式
碳钢,表层巴氏合金
高速推力轴承：
水平剖分斜垫式加强型双向止推
碳钢,表层巴氏合金
低速径向轴承：
水平剖分套筒式滚动轴承
碳钢,表层巴氏合金
低速推力轴承：
水平剖分平面式双向止推
碳钢,表层巴氏合金
◆油封
形式：
自压槽迷宫式
◆气封
形式：
先进的浮动式碳环密封
可靠性高，泄漏量极小。
采用特殊设计的浮动碳环密封，是几乎零泄漏而且可靠性极高的密封。
不需要任何外供密封气。
提高了运行可靠性，方便运行维护。
比普通迷宫式气封泄漏低11倍，寿命长，维护成本低。
4.4联轴器
形式：
采用不锈钢叠片式挠性联轴器，无故障连续运行时间不少于5年。
无需定时添加润滑脂，真正实现免维护。
ASTMA-536
4.5中间水冷却器
型式：
管壳式，水走管程，气走壳程，完全符合API672和中国国家标准。
平行安装于机组整体底座上，可以不拆管束直接使用化学方法清洗，也可以采用通条通透，易于清洗和维护。
管束类型：
直管型
管束材料：
抗腐蚀极强特种不锈钢
管板材料：
抗腐蚀极强特种不锈钢，采用密封焊与管子连结。
冷却器壳体、端盖（气侧）材料：
球墨铸铁，内表面特殊防腐环氧树脂涂层
冷却器水质要求：
一般工业用水
4.6进口调节导叶和放空阀
采用电动执行器的进口调节导叶+放空阀作为气量调节装置。
在调节时最大可省功9%，而且压缩机不需要外部供应的仪表气源。
4.7压缩机整体底座
焊接式整体钢板底座具有足够的刚度和强度，可支撑压缩机主机、电机、润滑系统、冷却系统和随机控制柜等设备，并能有效控制和消除各设备共振。
4.8润滑油系统
润滑系统主要包括油箱、主油泵、辅油泵、油过滤器、油冷却器、油加热器、温度和压力控制装置等。
其中油箱采用碳钢制造并开有人孔，与压缩机底板连成一体。
油箱上设有玻璃油位镜和电子低油位报警装置。
焊接式法兰连接管路用来分配主要的润滑用油。
辅油泵用碳钢管路连接。
油路中还包括一个油冷器、一个10µm级油过滤器以及油压卸荷阀。
正常轴承供应油压是0.17-0.21MPaG。
通往轴承的油温由一个控制阀控制，这个阀可按需要将经过油冷器和未经过油冷器的润滑油进行混合并控制到所需温度。
在启动压缩机前，油温必须控制到25～32°C，通过安装于油箱中的自动控制浸没式油加热器来达到这一要求，同样正常运行的油温也通过同样方式控制在57°C以下。
主油泵安装于压缩机的中心部位，它由压缩机主轴驱动。
一台电动机驱动的辅油泵分开安装在油箱之外，并低于油位高度以保证良好的连续吸入状态。
辅油泵与压缩机的启动开关连锁，这样除非辅油泵已在运行并且在进入压缩机的润滑油路中建立起了至少0.02MPaG的允许启动油压，否则压缩机将无法启动，在关机时，辅油泵再次自动启动并运行大约十分钟来冷却轴承和齿轮。
在装运前润滑油系统在工厂中经过完全地连接，实验和冲洗并注满运行用润滑油。
在突然失电时过油量设计的主油泵能确保机组安全停车。
◆润滑系统的组成
✓有大型检查孔的整体焊接油箱
✓3.4kW油加热器
✓油位镜和电子低油位报警、停机功能
✓油冷器、温度传感器和调温阀
✓过滤网
✓过油量主油泵
✓全油量辅油泵，低油压和反转时自动启动
✓10µm级油过滤器
✓止回阀和安全阀
✓24,000小时寿命高品质合成润滑油（普通矿物油寿命为1年）
✓整个系统已经过完全的连接、清洗并注满润滑油
◆润滑油
油品牌号：
AtlasCopcoRotor-H+
油粘度：
32mm2/sec
油闪点：
COC234℃（TestingmethodD92）
◆润滑油箱
型式：
装在空压机底盘上，并设有维护人孔，内表面涂有防护涂层
材料：
碳钢
油箱容积量：
200升，配玻璃油位镜，电子低油位报警。
润滑油推荐用AtlasCopco自产的原装用油。
油品牌号：
AtlasCopcoRotor-H+
另外也可以使用以下润滑油：
Shell壳牌MadrellaAS-32
Mobil美孚SHC624
TexacoCETUSPAO32
◆润滑油管路
类型：
卡箍式联接
材料：
不锈钢
◆润滑油泵
工程
主油泵
辅油泵
类型
螺杆式
螺杆式
驱动装置
齿轮箱低速轴直接驱动
电机
材料
铸铁
铸铁
◆油冷却器
型式/型号：
管壳式
外管材料：
海军铜（直管）
管板材料：
碳钢
壳材料（油侧）：
碳钢
◆除油雾呼吸器
类型：
电动排风带油气过滤器
制造商：
Solberg
更强劲（200W）的电动除油雾器，确保在任何情况下油箱的负压，杜绝漏油，并用过滤器滤除油雾。
提高了运行可靠性，方便运行维护。
◆温度控制
类型：
油侧处恒温混合阀
制造商：
AMOT
◆油加热器
类型：
浸没式电加热式
功率：
3.4kW
控制：
温度自动调节器
制造商：
EAV
◆油过滤器
类型：
波纹纤维纸，配有压差变送器
过滤精度：
10微M级
滤芯寿命：
8000小时
制造商：
Schroeder
◆油压控制阀
方法：
齿轮箱前压力溢流阀
制造商：
Fluidcontrols
4.9压缩机驱动电机
制造商：
西门子（ZH+）或Teco（ZH）
额定电压：
380V
额定功率：
400kw
电源相数：
3相
转速：
2980rpm
电源频率：
50Hz
温升等级：
B级
防护等级：
IP23
绝缘等级：
F级
绕组测温：
预埋绕组测温，三用三备
轴承测温：
前后端轴承测温
空间加热器：
YES
启动方式：
星-三角启动
5.控制系统描述
5.1仪表控制系统
◆控制系统概述
ZH系列压缩机的控制系统通过一台ELEKTRONIKONMARKIV电脑微处理控制器和各种传感器对压缩机进行保护和控制，并自带低压控制柜。
可多任务执行程序,可高速采样，配有控制管理软件，实现自动控制。
具有以下基本功能：
a.显示压缩机的运行状态参数多达47项，并具19个报警控制工程和15个停机控制工程,具有中文显示功能。
b.有故障自检功能，监测压缩机的运行并提供标准自动报警，停机连锁和事故记忆功能。
c.使用户可对某些参数进行设定、调整。
d.排气压力与防喘振的自动控制。
e.通过对进口导叶与放空阀控制实现流量调节，并有自动启动，停机功能。
f.润滑系统的自动控制。
g.压差比值喘振预测和自动喘振线的漂移补偿，调整喘振控制点。
h.特殊的电机防过载控制。
i.检查压缩机开机条件。
j.监控需维护保养的部件。
k.具有手动、机旁和远程切换功能。
◆低压控制柜
数量：
1
型式：
按NEMA4/IEC标准，防振、连接可靠，电气材料防热、防潮并耐腐蚀
低压供电：
380V/3Ph/50Hz低压电，配电功率6.5kW
内容：
辅油泵接触器、油箱加热器接触器、油箱强制排风扇接触器、主电机启停继电器及相应的继电器和断路器，自带AC380V变AC220V的控制电源变压器、仪表24V电源以及带断路开关的控制面板变压器。
采用AtlasCopco公司提供的软件及硬件，控制器上的信息都能对外输出。
5.2流量控制原理
ZH控制系统采用自动双模和恒压两种控制方式，用户可自选。
在自动双模控制方式下，压缩机的排气压力被设定在某个系统所需要的压力值上，进口调节导叶在压缩机可调范围内能调节进口气量，使压缩机保持恒定的排气压力。
当到达喘振控制点后，进口导叶停止关小，使压缩机的排气压力上升到卸载压力设定值，此时压缩机将会卸载（进口调节导叶关闭，放空阀打开）。
压缩机将一直保持卸载状态直到排气压力低于设定的最小压力值。
然后压缩机将重新加载至满负荷运行，又开始一个新的循环。
在恒压控制方式下，压缩机的排气压力被设定在系统所需要的某个压力值上，进口调节导叶在压缩机可调范围内调节进口气量，使压缩机保持恒定的排气压力。
当到达喘振控制点后，进口导叶停止关小，压缩机放空阀开始打开，调节放空阀的开度使排气压力仍保持在恒定值上。
压缩机将始终通过对进口调节导叶和放空阀的无级调节保持恒定的排气压力。
电机电流控制系统使电机在任何天气都能在最优条件下工作。
5.3防喘振控制原理
◆防喘振控制功能
与通常的压缩机通过监测电流的波动来防喘振不同，AtlasCopco公司ZH系列压缩机的控制器监控压缩机压力的波动状况，如果波动的频率和幅度超过预先设定值则压缩机会报警并自动保护。
这种方法防喘振更直接，反应更快。
◆喘振点漂移跟踪功能（阿特拉斯·科普柯独有）
AtlasCopco公司ZH系列压缩机还采用了最先进的压差比值喘振预测技术。
它通过几个压差探头分别监测反映压缩机流量和压比的压力差值，经过控制器计算后，可预测喘振的发生，进而相应调节压缩机运行从而先行避免喘振的发生。
此外，外界温度和其它条件的变化会引起压缩机喘振特性的变化，AtlasCopco公司特有的喘振线漂移自动补偿技术可自动补偿压缩机喘振特性的变化。
因而可根据实际运行条件提供最大可能的压缩机运行调节范围，为用户节省大量能源。
给客户带来利益：
外界温度和其它条件的变化会引起压缩机喘振特性的变化，AtlasCopco公司独一无二的喘振线漂移自动补偿技术可自动补偿压缩机喘振特性的变化。
因而可根据实际运行条件提供最大可能的压缩机运行调节范围，为用户节省大量能源。
5.4报警联锁和显示板内容
ZH的操作界面由液晶屏幕、中文界面显示出压缩机的运行状态；压力、温度和振动值；维修保养信息和故障信息。
操作界面完全由菜单驱动。
在正常运行屏幕上显示主要运行参数，用键盘上的菜单功能键可进入各菜单，显示出用户所需的参数。
标准的ZH压缩机提供多达47个显示工程，19个报警控制工程和15个停机控制工程，为同类机型最多。
屏幕主要包括下列内容：
序号
内容
显示
报警
停机
1.
系统排气压力
*
－
－
2.
设定排气压力
*
－
－
3.
第三级出口排气压力
*
－
－
4.
进口导叶开度
*
－
－
5.
旁通阀状态
*
－
－
6.
第二级进口气温
*
*
*
7.
第三级进口气温
*
*
*
8.
油箱油温
*
－
－
9.
齿轮箱油温
*
*
*
10.
过滤器后油压
*
*
*
11.
油箱油位
－
*
*
12.
冷却水进口温度
*
－
－
13.
主电机冷却空气进口温度
*
－
－
14.
第一级振动
*
*
*
15.
第二级振动
*
*
*
16.
第三级振动
*
*
*
17.
主电机电流
*
－
－
18.
传感器故障
－
*
*
19.
喘振
－
－
*
20.
1号中冷器气水温差
*
*
－
21.
2号中冷器气水温差
*
*
－
22.
进口空气过滤器压差
*
*
－
23.
油滤器压差
*
*
－
24.
日期计时器
*
－
－
25.
总运行时间
*
－
－
26.
总负荷运行时间
*
－
－
27.
总调节时间
*
－
－
28.
自动运行状态显示
*
－
－
29.
压缩机加/卸载状态显示
*
－
－
30.
辅油泵工作状态显示
*
－
－
31.
油加热器工作状态显示
*
－
－
32.
驱动电机过载显示
*
－
－
33.
辅油泵电机过载显示
*
－
－
34.
设备过载
*
－
－
35.
允许开机信号显示
*
－
－
36.
中冷却器维护提示
*
－
－
37.
空滤器维护提示
*
－
－
38.
油滤器维护提示
*
－
－
39.
除油雾器维护提示
*
－
－
40.
换油维护提示
*
－
－
41.
主电机润滑维护提示
*
－
－
42.
报警原因，时间以及当时的运行数据
*
－
－
43.
停机原因，时间以及当时的运行数据
*
－
－
44.
主电机一号定子温度
*
*
*
45.
主电机二号定子温度
*
*
*
46.
主电机三号定子温度
*
*
*
47.
主电机前端轴承温度
*
*
*
48.
主电机后端轴承温度
*
*
*
6.设计标准和制造规范
整个机组、各系统和配套件的确认和设计过程中，阿特拉斯·科普柯公司遵照离心式压缩机行业和相关部件的标准，如：
AGMA，ANSI，API672，ASME，ASTM等。
主要标准如下：
No.
序号
Codeofstandard
标准号
Nameofstandard
标准名称
1.
API672
AmericanPetroleumInstitute
美国石油学会标准
2.
ASME-PTC10
Testingreportonstandardcentrifugalcompressor
美国工程师学会---压缩机的测试标准
3.
AISI
AmericanIron&SteelInstitute
美国钢铁行业学会标准
4.
ASME
AmericanSocietyofMechanical
美国机械工程师学会标准
5.
ASTM
AmericanSocietyofTestingMaterials
美国材料实验学会
6.
AGMA
AmericanGearManufacturersAssociation
美国齿轮制造商协会标准
7.
NEMA/IEC
NationalElectronicManufacturingAssociation
国际电工制造协会标准
8.
ASME
PressureVesselStandardofAmericanSocietyofMechanicalEngineers
美国工程师学会---压力容器规程
7.性能保证
7.1设备设计点流量根据ASME标准进行测试存在+/-2%偏差。
7.2设备轴功率根据ASME标准进行测试存在+/-4%偏差。
7.3设备噪音根据PNEUROPPN8NTC2.2标准在自由开放空间，距压缩机1M的距离上测试，允许存在±3dBA。
压缩机以外的管道、设备及附件的噪音不包含在内。
7.4在额定转速和规定的最高环境温度下，流量—压力特性曲线从额定点到预计的喘振点连续上升，且至少有10％的上升范围。
7.5压缩机所有部件的设计满足在最大出口压力下运行不发生损坏。
8.质量保证
阿特拉斯·科普柯公司建有一套完整的质量保证体系，并获ISO9001国际质量体系认证，阿特拉斯·科普柯公司保证机组是全
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