【壓縮機(jī)網(wǎng)】1、引言

 

　　隨著國(guó)家對(duì)環(huán)保重視程度的提高，液化天然氣（LNG）作為一種高效、節(jié)能、清潔的能源，在我國(guó)的能源結(jié)構(gòu)中占有越來(lái)越重要的地位，應(yīng)用范圍正在迅速擴(kuò)大。目前，全國(guó)尤其在沿海發(fā)達(dá)地區(qū)如廣東、江蘇、福建、上海、江蘇、浙江及遼寧等地已經(jīng)建成投入使用的LNG接收站達(dá)20個(gè)，而且在建、擬建的LNG項(xiàng)目達(dá)60多個(gè)。預(yù)計(jì)到2025年，國(guó)內(nèi)預(yù)計(jì)建成的LNG接收站總接收能力將達(dá)到每年一億噸。因此，隨著我國(guó)能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整以及國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，大量引進(jìn)LNG清潔能源必將成為巨大的發(fā)展趨勢(shì)。而作為L(zhǎng)NG接收站閃蒸汽（BOG）處理的關(guān)鍵設(shè)備——BOG增壓壓縮機(jī)有著舉足輕重的作用。

 

　　BOG增壓型壓縮機(jī)主要采用的是往復(fù)壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)，其工作原理：當(dāng)電動(dòng)機(jī)工作時(shí)，電動(dòng)機(jī)通過(guò)撓性聯(lián)軸器驅(qū)動(dòng)，直接帶動(dòng)壓縮機(jī)的曲軸旋轉(zhuǎn)，然后通過(guò)曲軸連桿機(jī)構(gòu)將曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變成連桿的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而由連桿帶動(dòng)活塞，使活塞在氣缸內(nèi)做往復(fù)運(yùn)動(dòng)。

 

　　本機(jī)氣缸為雙作用，即蓋側(cè)和軸側(cè)都有相應(yīng)的工作腔。以蓋側(cè)為例：當(dāng)活塞由蓋側(cè)始點(diǎn)位置向軸側(cè)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)，蓋側(cè)容積增大，腔內(nèi)殘余氣體開(kāi)始膨脹，壓力降低，此時(shí)進(jìn)氣閥打開(kāi)，排氣閥關(guān)閉，空氣被吸進(jìn)來(lái)，進(jìn)氣過(guò)程完畢；當(dāng)活塞又從軸側(cè)位置向蓋側(cè)方向返回移動(dòng)的時(shí)候，蓋側(cè)容積減小，已吸入的腔內(nèi)氣體受到壓縮，壓力增大，此時(shí)排氣閥打開(kāi)，進(jìn)氣閥關(guān)閉，氣體開(kāi)始排出，至此完成了一個(gè)工作循環(huán)。軸側(cè)工作腔的工作原理與此相同，但有180℃相位差（即當(dāng)氣缸軸側(cè)吸氣時(shí)蓋側(cè)排氣，軸側(cè)排氣時(shí)蓋側(cè)吸氣）。通過(guò)活塞不斷地做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，使氣缸內(nèi)交替發(fā)生氣體的膨脹、吸入、壓縮和排出過(guò)程，從而獲得連續(xù)脈動(dòng)的壓縮氣源。

 

　　本文以某項(xiàng)目BOG壓縮機(jī)的駐廠監(jiān)造為例，主要分析了BOG增壓壓縮機(jī)的主要結(jié)構(gòu)、工作原理、主要技術(shù)參數(shù)、制造檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)及注意事項(xiàng)，尤其對(duì)其主要零部件制造過(guò)程中的質(zhì)量控制及檢驗(yàn)進(jìn)行了重點(diǎn)闡述，很好的保證了設(shè)備的性能指標(biāo)。

 

　　2 BOG壓縮機(jī)的性能參數(shù)和主要特點(diǎn)

 

　　2.1 性能參數(shù)

 

　　本壓縮機(jī)共3級(jí)壓縮：低溫工況，氮?dú)猓?7.2599，甲烷：83.7379，乙烷：0.0032，主體參數(shù)見(jiàn)表1。

 

　　2.2 主要特點(diǎn)

 

　　BOG即Boil Off Gas，是指低溫液體，如LNG（-172℃）、低溫丙烷（-40～-42℃）、低溫丁烷（0～-2℃）等在儲(chǔ)罐內(nèi)吸收外界熱量后揮發(fā)而成的氣體。隨著儲(chǔ)罐內(nèi)揮發(fā)氣體的增多，儲(chǔ)罐內(nèi)壓力不斷上升，為維持儲(chǔ)罐壓力在允許的范圍內(nèi)，一般需要把BOG壓縮再冷凝成液體或壓縮后輸出。

 

　　BOG壓縮機(jī)就是用于壓縮BOG的壓縮機(jī)。一般BOG壓縮機(jī)采用無(wú)油潤(rùn)滑（無(wú)油潤(rùn)滑采用迷宮密封或特制的活塞環(huán)來(lái)實(shí)現(xiàn)） 往復(fù)壓縮機(jī)，其工作原理與普通的往復(fù)壓縮機(jī)一樣。不同的是BOG壓縮機(jī)入口吸入的是低溫氣體，因此壓縮機(jī)的一級(jí)缸體、缸蓋等材料必須耐低溫，還要防止結(jié)冰。

 

　　3、BOG壓縮機(jī)的主體材質(zhì)

 

　　3.1 本臺(tái)設(shè)備的主體材質(zhì)及要求，見(jiàn)表2

 

　　3.2 注意事項(xiàng)

 

　　本臺(tái)設(shè)備玉級(jí)壓縮進(jìn)口最低溫度：-37.7℃。如何選取玉級(jí)氣缸材料（包含氣缸體、氣缸蓋、缸座等）并且最終控制壓縮機(jī)質(zhì)量，是控制壓縮機(jī)質(zhì)量的重點(diǎn)和難點(diǎn)。現(xiàn)行的常溫氣體壓縮機(jī)氣缸部件材質(zhì)主要是灰鑄鐵、合金鑄鐵以及普通球墨鑄鐵，由于在抗氧化、耐低溫脆斷性等方面的缺陷，無(wú)法滿足低溫氣體壓縮機(jī)械的使用工況。針對(duì)此技術(shù)難題，制造廠根據(jù)多年的工作經(jīng)驗(yàn)，研制和開(kāi)發(fā)出一種適用于-41～-75℃之間工作溫度的低溫氣體壓縮機(jī)械的高鎳球鐵YDQ-75（廠家型號(hào)）。此低溫材料能在惡劣的氣候環(huán)境中具有良好的耐低溫脆斷性、耐腐蝕性、較高的延伸率、承壓性，同時(shí)具有很小的線性膨脹系數(shù)和很高的低溫沖擊韌性，成功的解決了BOG壓縮機(jī)玉級(jí)氣缸材料的難點(diǎn)和重點(diǎn)。

 

　　4、主要零部件的質(zhì)量控制

 

　　質(zhì)量控制的主要思想是為了使零部件達(dá)到質(zhì)量要求，而在其形成各個(gè)環(huán)節(jié)上采取積極有效作業(yè)技術(shù)和活動(dòng)。其目的在于監(jiān)視整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程，排除質(zhì)量環(huán)節(jié)中所有階段，導(dǎo)致不合格或不滿意效果的因素，以此確保產(chǎn)品質(zhì)量，從而獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益。

 

　　4.1 檢驗(yàn)計(jì)劃的編制

 

　　檢驗(yàn)計(jì)劃是指以書面的形式對(duì)檢驗(yàn)活動(dòng)、程序、資源等作出的整體安排，其目的在于對(duì)產(chǎn)品從原材料進(jìn)廠到產(chǎn)品出廠的整個(gè)流程中的所有檢驗(yàn)工作都做出嚴(yán)密安排，使檢驗(yàn)工作有條不紊的進(jìn)行，逐步實(shí)現(xiàn)科學(xué)化、條理化和標(biāo)準(zhǔn)化。

 

　　檢驗(yàn)計(jì)劃的編制基礎(chǔ)是依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、圖紙、制造廠生產(chǎn)工藝規(guī)程、技術(shù)條件以及雙方簽訂的技術(shù)協(xié)議。

 

　　4.2 過(guò)程控制

 

　　4.2.1 零部件原材料檢驗(yàn)

 

　　加工過(guò)程中對(duì)主要零部件材料（曲軸、連桿、連桿螺栓、活塞桿、十字頭銷、氣缸體、氣缸蓋、氣缸座、缸套等）的原材料化學(xué)成分分析報(bào)告、熱處理報(bào)告和復(fù)驗(yàn)的力學(xué)性能指標(biāo)進(jìn)行逐一審查。重點(diǎn)對(duì)低溫材質(zhì)（氣缸、缸座及氣缸蓋等）的低溫沖擊試驗(yàn)及力學(xué)性能指標(biāo)進(jìn)行檢查及復(fù)查，確保材料的各項(xiàng)性能指標(biāo)滿足技術(shù)協(xié)議及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求。附低溫材料（YDQ-75）的低溫沖擊試驗(yàn)數(shù)據(jù)（表3）及力學(xué)性能指標(biāo)（表4）。
 

 

　　4.2.2 零部件無(wú)損檢測(cè)

 

　　無(wú)損檢測(cè)見(jiàn)表5所示。

 

　　4.2.3 零部件壓力試驗(yàn)

 

　　（1）機(jī)身作煤油試漏試驗(yàn)，盛放4h內(nèi)無(wú)泄漏或滲漏。

 

　　（2）氣缸體的壓力試驗(yàn)

 

　　嚴(yán)格按照技術(shù)協(xié)議及API618標(biāo)準(zhǔn)的要求分別對(duì)氣缸體的水腔及氣腔進(jìn)行逐一的水壓試驗(yàn)，水腔試驗(yàn)壓力為0.8MPa，氣腔試驗(yàn)壓力為各級(jí)氣缸體設(shè)計(jì)壓力的1.5倍，保證在要求的試驗(yàn)壓力下保持30min未見(jiàn)有滲漏現(xiàn)象。

 

　　（3）氣缸部件的氣密性試驗(yàn)

 

　　嚴(yán)格按照技術(shù)協(xié)議及API618標(biāo)準(zhǔn)的要求對(duì)整個(gè)氣缸部件（含缸蓋、缸座等） 進(jìn)行氮?dú)獾臍饷苄栽囼?yàn)，試驗(yàn)壓力為氣缸體最高許用壓力，保證在要求的試驗(yàn)壓力下整體浸入水池中，保壓30min未見(jiàn)氣泡產(chǎn)生。

 

　　4.2.4 加工過(guò)程中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及處理措施

 

　　（1）氣缸水壓試驗(yàn)不合格，不符合API618要求。

 

　　分析原因：鑄造缺陷造成。

 

　　處理措施：要求重新鑄造。

 

　　處理結(jié)果：重新鑄造的玉級(jí)氣缸按照技術(shù)協(xié)議和試驗(yàn)計(jì)劃的要求經(jīng)水壓試驗(yàn)、氣壓及氮?dú)鈿饷苄栽囼?yàn)合格，滿足要求。

 

　　（2）機(jī)身煤油滲漏前涂油漆，導(dǎo)致煤油滲漏的靈敏性、可靠性受到影響，不符合API618及工藝流程規(guī)定。

 

　　處理措施：要求廠方清除涂油漆，然后按工藝要求進(jìn)行煤油滲漏試驗(yàn)。

 

　　處理結(jié)果：按照要求整改后合格。

 

　　（3）機(jī)身內(nèi)腔2條加強(qiáng)筋筋板存在錯(cuò)箱現(xiàn)象，內(nèi)表面有幾處包砂。

 

　　處理措施：清理缺陷、點(diǎn)焊、打磨。

 

　　處理結(jié)果：合格。

 

　　（4）缸套1件：粗加工完成，外協(xié)調(diào)質(zhì)處理后性能指標(biāo)檢測(cè)不合格。

 

　　處理措施：再次外協(xié)熱處理性能指標(biāo)檢測(cè)合格，內(nèi)外圓車加工完成。

 

　　處理結(jié)果：經(jīng)過(guò)重新調(diào)質(zhì)后合格。

 

　　（5）關(guān)于所有零件源頭追溯

 

　　檢查所有零部件源頭追溯，對(duì)材質(zhì)單和生產(chǎn)的爐號(hào)相對(duì)應(yīng)，找出零部件生產(chǎn)依據(jù)（可追溯性）。如機(jī)身本體上爐號(hào)不清楚造成化學(xué)成分、機(jī)械性能檢驗(yàn)報(bào)告無(wú)法確認(rèn)。

 

　　分析原因：此產(chǎn)品機(jī)身是借用186-01-01-01的機(jī)身。現(xiàn)有2臺(tái)186-01-01-01機(jī)身系以前生產(chǎn)并驗(yàn)合格入庫(kù)的。但由于長(zhǎng)期露天時(shí)效處理，造成本體上爐號(hào)不清楚。

 

　　處理措施：為了保證材料的性能，故要求廠商在機(jī)身上取下樣塊做試驗(yàn)。

 

　　處理結(jié)果：取下樣塊，做了機(jī)械性能、化學(xué)成分分析。試驗(yàn)結(jié)果滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)協(xié)議要求，合格。
 

 

　　5、整機(jī)性能試驗(yàn)

 

　　本設(shè)備的整機(jī)性能試驗(yàn)為空負(fù)荷機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)，主要在廠方試車臺(tái)架上運(yùn)行，采用車間常規(guī)試驗(yàn)系統(tǒng)。

 

　　5.1 壓縮機(jī)機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)前的準(zhǔn)備工作

 

　　（1）拆除氣缸上進(jìn)、排氣閥；

 

　　（2）檢查機(jī)身、氣缸內(nèi)是否清潔，將其中的污垢、雜質(zhì)徹底清除干凈；

 

　　（3）檢查各連接部件，保證螺栓擰緊牢固并鎖緊；

 

　　（4）檢查各測(cè)試儀表、儀器是否安置妥當(dāng)，并調(diào)試無(wú)誤；

 

　　（5）潤(rùn)滑油系統(tǒng)應(yīng)全部安裝完成。并符合有關(guān)規(guī)定和要求。

 

　　5.2 開(kāi)車

 

　　（1）啟動(dòng)循環(huán)潤(rùn)滑油系統(tǒng)對(duì)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行初潤(rùn)滑，檢查各部位供油情況。

 

　　（2）盤車試驗(yàn)采用手動(dòng)盤車及車間試驗(yàn)用稀油站，確認(rèn)機(jī)身及整個(gè)潤(rùn)滑油系統(tǒng)清潔后加入潤(rùn)滑油至規(guī)定液位。潤(rùn)滑油牌號(hào)用100號(hào)壓縮機(jī)油。

 

　　（3） 盤車試驗(yàn)前應(yīng)先進(jìn)行潤(rùn)滑系統(tǒng)試運(yùn)行，運(yùn)行時(shí)間不少于2h。潤(rùn)滑系統(tǒng)試運(yùn)行時(shí)，應(yīng)先脫開(kāi)機(jī)組進(jìn)油總管，在供油口放入100目或以上的濾網(wǎng)，10min后目測(cè)無(wú)雜質(zhì)為合格。確認(rèn)油液潔凈后接好進(jìn)油總管。

 

　　（4）從中體的隔室中觀察活塞桿的動(dòng)作狀況。

 

　　（5）啟動(dòng)稀油站，油壓穩(wěn)定在0.2～0.35 MPa，進(jìn)行盤車試驗(yàn)。試驗(yàn)時(shí)間應(yīng)足夠進(jìn)行各項(xiàng)檢查，檢查壓縮機(jī)各運(yùn)動(dòng)部位有無(wú)阻滯或撞擊等異常現(xiàn)象。

 

　　（6）檢查機(jī)組各運(yùn)動(dòng)部件的工作狀況，檢查各列活塞桿跳動(dòng)。

 

　　（7）脫開(kāi)盤車器，啟動(dòng)稀油站，油壓穩(wěn)定在0.2～0.35MPa。啟動(dòng)試車電機(jī)，轉(zhuǎn)速逐漸提升至工作轉(zhuǎn)速（333r/min）。

 

　　（8）對(duì)帶軸頭泵的機(jī)組，當(dāng)機(jī)組穩(wěn)定在規(guī)定轉(zhuǎn)速時(shí)，停止稀油站上的輔助油泵，檢查油壓，應(yīng)能穩(wěn)定在0.35～0.40MPa。

 

　　（9）在機(jī)組連續(xù)運(yùn)行期間，檢查機(jī)組運(yùn)動(dòng)部件的工作狀況，應(yīng)無(wú)異常響聲。檢查滑道摩擦部位的溫升情況，檢查主軸承溫度，氣缸或活塞的溫度。檢查刮油環(huán)的刮油效果，記錄機(jī)身、氣缸振動(dòng)數(shù)據(jù)。

 

　　（10）運(yùn)行試驗(yàn)時(shí)間不少于4h。

 

　　具體試驗(yàn)檢測(cè)項(xiàng)目及結(jié)果如表6。

 

　　以上數(shù)據(jù)為在工廠測(cè)得數(shù)據(jù)，經(jīng)檢驗(yàn)合格。
 

 

　　6、結(jié)論

 

　　根據(jù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、圖紙、技術(shù)協(xié)議和各方面經(jīng)驗(yàn)，在各個(gè)環(huán)節(jié)對(duì)主要零部件的制造過(guò)程進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量控制和檢驗(yàn)，很好的保證了設(shè)備的性能指標(biāo)。

 

　　實(shí)踐證明：壓縮機(jī)后期經(jīng)過(guò)安裝、調(diào)試后運(yùn)行正常，說(shuō)明隨著國(guó)內(nèi)廠商逐步引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，國(guó)產(chǎn)BOG壓縮機(jī)也已逐步成熟，它的成功也為今后復(fù)雜設(shè)備的質(zhì)量控制提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

 

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