一、设计基础13705520305班经理

1、  设计制造基础数据 

1.1 工作条件

1.1.1 电源：                  380V/50Hz/3相

1.1.2海拔高度（m）：          ≤1000

1.2 系统要求

1.1.1 压缩机配置：              壹台

1.1.2供气量（Nm3/h）：          1000   进气0.8MPa的供气量

供气量（Nm3/t）：          24000   24小时

1.2 压缩机设计参数   

吸气压力（MPa）：               0.7- 0.48取中间值0.8 MPa设计

公称容积流量（m3/min）：        2.1

额定排气压力(MPa)：            25.0 

进气温度（℃）：               ≤40 

末级输气温度（℃）：           ≤环境温度+20℃ 

2、 设计、制造、检验、安装所采用的标准

GB/T25360-2010      《汽车加气站用往复活塞天然气压缩机》

GB/17820-1999       《天然气》

JB/T9105-1999       《大型往复活塞压缩机技术条件》

GB/T4980-2003       《容积式压缩机噪声的测定》

GB/T15487-1995      《容积式压缩机流量测量方法》

JB/T7240-2005       《一般用往复活塞压缩机主要零部件技术条件》  

GB/T7777-2003       《往复活塞压缩机机械振动测量与评价》

GB150（全部）-2011  《压力容器》

GB151-1999          《管壳式换热器》

JB/T4730-2005       《承压设备无损检测》

TSGR0004-2009       《固定式压力容器安全技术监察规程》

GB/T755-2008        《旋转电机定额和性能》

GB3836.1-2010       《爆炸性环境第1部分：通用要求》

GB3836.2-2010       《爆炸性环境第2部分：隔爆型“d”》

                 《中华人民共和国“爆`炸危险场院所电气安全规程”》      

Q/BYJ119-2008       《天然气压缩机产品验收技术规范》

GB/T13306-1991      《标牌》

GB/T13384           《机电产品包装通用技术条件》

二、压縮机主要技术指标

三、概述

3.1.1 V系列CNG压缩机是我公司为加气站设计的专用机型，符合GB/T25360-2010    《汽车加气站用往复活塞天然气压缩机》标准。

3.1.2 压缩机寿命：大于25年

3.2压缩机特点介绍

3.2.1该产品系引进德国曼内斯曼德马格公司技术，并取得该公司生产许可证制造的产品，性能可靠。

3.2.2压缩机机型采用V型，结构紧凑，生产负荷小，启动转矩小，惯性力平衡性好，机械震动小，可靠性高。

3.2.3整机采用风冷设计技术。

3.2.4电机：采用YB系列185KW、8级、380V、B3、dⅡBT4防爆电机，启动方式采用软启动。压缩机与电机直接连接，传动效率高。

3.2.5整机采用撬装，主、辅机安装在同一撬块上。

3.2.6压缩机采用软启动和西门子可编程控制器（PLC）控制，系统进气压力、末级排气压力、润滑油压力、各级排气温度等可进行远程监控，控制及时灵活，自动化程度高、性能先进可靠。

3.2.7压缩机所有气阀采用进口材料生产，可靠性高。

3.2.8活塞环和填料国内知名厂家采用进口材料生产，使用周期可以达到6000小时。

3.2.9压缩机气缸、填料采用国际流行的少油润滑设计技术，活塞环、填料及气缸均具有更长的使用寿命。

3.2.10压缩机标准配置及显示仪表

3.2.10.1压缩机入口前设有手动球阀。

3.2.10.2每级设有安全阀，当压力超标时开启卸载，配以安全放散系统以保证系统的安全运行。撬体上设有现场仪表板，显示各级压力等参数。

3.2.10.3压缩机级间设有高效气液分离器，底部安装球阀，定期排污。

3.2.10.4压缩机的废油和废气分别集中排出。

3.2.10.5压缩机连锁声光报警、停机设置

l 吸入压力过高/低

l 末级排气压力过高

l 各级排气温度过高

l 润滑油温度

l 润滑油压低

l 电机过载

l ESD紧急停机按钮激活

3.3 压缩机结构介绍

压缩机系统主要由天然气压缩机、电动机、气路系统、冷却系统、润滑系统、除油分离系统、仪表显示系统和PLC控制系统、安全放散系统等组成，全部设备均集成在撬装的底座上置于水泥基础上，形成一个整体撬装式压缩机站本机为V型二列活塞式压缩机，四级压缩，两列夹角90°。气缸采用风冷，少油润滑。

3.4压缩机润滑、气路及冷却系统

压缩机有三个主要的系统：润滑、气路及冷却系统。下面分别加以说明。

3.4.1润滑系统

压缩机有二个独立的润滑系统

3.4.1.1轴承、曲轴、连杆和十字头导轨润滑

它们是通过固定在底架上的油泵提供压力润滑油，油泵由电机带动。在机身底部带有一个油底壳，在这个润滑系统中，油经过装在油底壳底部的油粗滤器后，进入油泵加压，再经过油冷却器到达油精滤器，其中一部分油由溢流阀回到油泵进口。润滑油经过油冷却器和油精滤器后分为两路：一部分经过曲轴上的小孔，润滑油可到达连杆的大头瓦，再进入连杆体上的油孔到达小头衬套和十字头导轨，使润滑油可到达各个润滑点；另一部分去填料部件给填料冷却。曲轴的滚动轴承是通过飞溅油而得到润滑。

3.4.1.2 气缸、填料润滑

气缸和填料的润滑是由防爆电动机带动的注油器，分别对一、二、三、四级气缸以及填料进行冷却润滑。

3.4.2气路系统

气路系统的作用,主要是将气体引向压缩机，经压缩机各级压缩之后，再引向使用场所。

天然气依次进入管道过滤器、手动球阀、一级气缸、一级冷却器、油水分离器、二级气缸、二级冷却器、油水分离器、三级气缸、三级冷却器、油水分离器、四级气缸、四级冷却器、油水分离器、、止回阀，最后送给用户。其中与以上部件连接的管道等设备组成压缩机的气体主管路，安全阀连接的管路、排除油、水用的排污管路以及连接压力表的管路等组成辅助管路。

3.4.2.1安全阀

安全阀是一种保护性装置，当系统中的压力超过工作压力时，它就自动开启，把多余气体排掉，以使系统降低到正常工作压力，本机安全阀安装在排气系统上。

本机各级安全阀分别安装在排气管上，都是弹簧封闭式安全阀。它主要由阀体、阀瓣、弹簧座、弹簧、调节螺帽等组成。如需调整开启压力时，只需将安全阀顶部的调节螺帽旋入或旋出即可调到所需要的开启压力。

3.4.2.1油水分离器

为了把天然气中的油水分离出来,本机在冷却器后设置了油水分离器，油水分离器的底部均设有放污口并安装放污阀，用于定期自动排出积聚的油水。

油水分离器都是通过旋风器使气体形成旋风或气流打折，在离心力和惯性力的作用下使大密度的液体杂质被其惯性力抛出从而达到分离的目的，分离出来的杂质汇集在容器底部，本机所有的排污管都被引到一个总的排污管中，用户必须外接管路引至安全处统一排放。

3.5压缩机的控制系统

    本系统是固定压缩机站的组成部分，电器控制系统由非标启动柜、PLC控制柜、现场仪表箱及机上控制元件组成。主电机：185kW， dⅡBT4。电源：三相五线：AC380V/50Hz。

3.5.1功能简介：

4.6.1.1主回路采用软启动器——具有启动平稳、启动电流小等优点。并且具有相序、过流、电动机过载、缺相等保护。

3.5.1.2 PLC集中控制：本机配备了功能强大的SIEMENS  S7-200 PLC与之配套的触摸屏和相关的控制元器件。使得对机组的操作变得十分简单、可靠。对压缩机的运行、保护进行程序控制。

3.5.1.3 显示功能：显示如下功能

3.5.1.3.1运行状态

3.5.1.3.2查看运行中的运行参数

3.5.1.3.3故障显示

3.5.1.3.4查看累计工作计时

3.5.1.4一级进气压力控制——当一级进气压力低于设定范围压缩机报警。

3.5.1.5末级排气压力控制——当末级排气压力高于设定范围压缩机停机并报警

3.5.1.6 各级排气温度控制——当任一级排气温度超设定范围（大于工艺设定值）压缩机停机并报警。

3.5.1.7润滑油压力控制——当润滑油压力超设定范围(小于工艺设定值)压缩机停机并报警。

3.5.1.8润滑油温度控制——当润滑油温度超设定范围(大于工艺设定值)压缩机停机并报警。

3.5.1.9压缩机启停控制——压缩机启动与停机手动控制，故障自动停机并报警显示故障原因；并设有ESD紧急关断控钮。

3.6技术文件的提供及交付时间

3.7压缩机设计特点：

3.7.1传动件载面的低比压值设计

我公司的CNG压缩机，皆具备传动件承载面比压值低的特征，其优点显而易见：由于连杆大头瓦、小头衬套及十字头体（或滑履）滑动面等处的比压值低，可使工作面温升低、零件热膨胀值小、磨损率低，实现CNG压缩机长期服役。

3.7.2  CNG压缩机外泄漏

我公司研发的CNG压缩机，填料处的泄漏率最好时可达到供气量的3‰～5‰，填料部件中的节流环和密封环材料采用填充聚四氟乙烯，阻流环和刮油环材料采用锡青铜。 

3.7.3 CNG压缩机气路系统低流速

随着我国压缩机企业对CNG压缩机特定工况更加深入地研究，普遍采用气路系统低流速措施，并产生了积极的效果。本公司研发的CNG压缩机就采用了这种典型的气路系统。

3.8产品检验和验收

3.8.1压缩机制造按国家相关标准进行检验和验收。

3.8.2机组制造厂模拟试车时，用户派人验收。

3.8.3设备到达用户调试试车后，最终验收。

3.8.4对下列零件进行机械性能检验和化学成份分析：

3.8.4.1气缸、十字头导轨、曲轴箱、十字头等零件化学成份分析。

3.8.4.2连杆、活塞杆、曲轴、连杆螺栓、十字头销等零件的抗拉（压）等机械性能检验。

3.8.4.3连杆、活塞杆、曲轴应做金相分析和活塞杆应做表面硬度检测。

3.8.5无损检验

3.8.6压力试验

3.8.6.1气缸的气腔进行1.5倍最大工作压力试验，不得有任何渗漏。

3.8.6.2承压部件以1.5倍最大工作压力水压试验。

3.8.6.3压力容器的试验压力按GB150-1998标准执行。

3.8.7负荷运转

3.8.7.1负荷运转在制造厂进行，使用全套供货机组，以空气为介质，在工作转速下至少运转4小时。

3.8.7.2负荷运转时，由用户派人到制造厂进行初步验收，负荷运转合格后，由制造厂、用户代表在负荷运转报告上签字，形成文件，但不作为最终验收依据，只作参考。

3.8.8考核运转

在装置投产时，采用实际气体在设计工况下进行考核运转，用户提前10天通知制造厂，并在制造厂派员参加的条件下，由制造厂、用户代表一起，按照压缩机的参数进行考核运转，符合要求后，由双方代表签署正式验收文件。