W-4.5/（1.5-2）-250型天然气压缩机的技术方案

天然气压缩机技术方案

为满足用户建CNG加气站的要求，按照贵公司提供进气压力0.15～0.2MPa、排气压力25.0MPa、供气量675-810Nm3/h 的技术条件。现提供我公司生产的 W-4.5/（1.5-2）-250型天然气压缩机的技术方案供贵公司参考选型。

天然气压縮机的用途

W系列天然气压缩机组是专为CNG加气站提供压缩天然气的专用设备；天然气压缩机组包含的主要设备有：天然气压缩机主机、防爆电动机、冷却系统、润滑系统、出口入口阀门及过滤器、除油分离系统、仪表显示系统、安全放散系统、PLC执行控制系统等。该机组提供压力为25.0MPa高品质的天然气气源。

天然气压缩机的设计、制造、检验采用如下标准

GB/T20322-2006    石油及天然气工业用往复压缩机 (等同API618)

GB50156-2002      汽车加油加气站设计和施工规范

JB/T10298-2001    汽车加气站用天然气压缩机

JB/T9105-1999     大型往复活塞压缩机技术条件

GB/T4980-2003     容积式压缩机噪声声的测定

GB/T15487-1995    容积式压缩机流量测量方法

JB/T7240-1994     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

GB150-1998        钢制压力容器

GB151-1999        钢制管壳式换热器

JB4730-2005       承压设备无损检测

                  压力容器安全技术监察规程

GB/T755-2000      旋转电机定额和性能

GB3836.1-2000     爆炸性气体环境用电气设备第1部分：通用要求

GB3836.2-2000     爆炸性气体环境用电气设备第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”

GBJ93-1986        工业自动化仪表工程施工及验收规范

天然气压缩机的技术要求

3.1加气站工艺要求

3.1.1压缩介质：                 天然气（符合GB/T17820《天然气》二类要求）

3.1.2供气规模：                 690-810Nm3/h

3.1.3压缩机的吸气压力：         0.15～0.20 Mpa(表压)

3.1.4压缩机的排气压力：         25.0Mpa（表压）

3.1.5冷却方式：                 水冷 填料油冷

3.1.6压缩机的吸气温度：         ≤30℃

3.1.7压缩机控制方式：           采用手动启动，手动停机，自动排污。

3.2 使用条件

3.2.1 环境温度：                -5°C～+45°C

3.2.2 安装形式：                撬装安装

3.2.4 电源：                    220V/50Hz、380V/50Hz。

4. 天然气压缩机组的技术参数

4.1主要性能参数

5．天然气压缩机组

5.1天然气压缩机整体布局

在机组的整体设计上，采用集成化设计，并充分考虑操作维修方便性，整体布局合理。天然气压缩机组包含的主要设备有：天然气压缩机、防爆电动机、冷却系统、润滑系统、出口入口阀门及过滤器、除油分离系统、仪表显示系统、安全放散系统、一次控制检测元件等，压缩机组PLC控制柜为非防爆型，用户安装在非防爆区。

5.2天然气压缩机性能简介

W系列撬装式天然气压缩机组是由防爆电动机与压缩机弹性连接，再利用管路系统将冷却系统与压缩机各级相连，即形成了电能－动能－气体的势能转换；润滑系统是保证压缩机能够长期、高效及可靠运行的一个重要组成部分，对压缩机运转的好坏起着决定性的作用；压缩机各级及各独立的压力单元均设有安全阀，是压缩机重要组成部分之一，在运行中能够有效地防止压缩气体系统的事故发生； PLC控制系统能确保压缩机启动、停机，自动排污等功能，因此压缩机操作方便；全部设备均集成在撬装的底座上，形成一个整体撬装式压缩机站。

5.3天然气压缩机特点介绍

5.3.1 W系列CNG压缩机是我公司自行开发设计的产品，该系列天然气压缩机采用双W型布置，结构紧凑，启动转矩小，惯性力平衡性好，机械震动小，可靠性高，自动化程度高，易损件少，噪声低，操作维护方便等特点。

5.3.2压缩机各级气缸及各级冷却器均采用水冷设计技术(用户自备冷却塔)。

5.3.3压缩机所有气阀、活塞环及填料均为国际著名品牌产品，易损件使用寿命可达到6000小时以上。

5.3.4压缩机出口配两级高效过滤器，使气体中的含油量小于10ppm，固体颗粒直径小于5μm。

5.3.5压缩机高压气缸内表面采用离子氮化技术，提高气缸的耐磨性以及活塞环、支承环的使用寿命。

5.3.6压缩机各级分离器采用自动排污，无需用户手动操作。

5.3.7压缩机采用ABB软启动及西门子PLC控制，对压缩机的各性能参数进行自动控制，自动化程度高、性能先进可靠。

5.3.8压缩机与电动机采用弹性连接，传动效率高。

5.3.9压缩机的每级设有安全阀，当压力超标时开启卸载，保证系统的安全运行。

5.3.10压缩机同级排气温度偏差高报警，提示机组存在问题，便于用户维护。

5.3.11 ESD紧急按钮：压缩机撬体上开关柜及PLC控制柜各设有一个ESD紧急按钮，当出现紧急情况时，按该按钮后，气动元件切断压缩机进气源，压缩机安全停机。

5.4天然气压缩机的结构特点

压缩机采用双W型布置、四级压缩， 一、二级均为双作用，各为二列，三、四级级差式各为二列，平衡腔通三级进气、填料为少油润滑。

5.5天然气压缩机的润滑系统、气路系统、冷却系统及排污系统

5.5.1润滑系统

压缩机有二个独立的润滑系统：循环润滑系统；气缸、填料注油润滑系统。

5.5.1.1循环润滑系统

循环润滑系统是通过油泵提供压力润滑油，油泵由电机带动。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。

5.5.1.2气缸、填料润滑

压缩机气缸和填料的润滑是由防爆电动机带动的注油器，分别对各级气缸以及对六列填料进行注油润滑。                  

5.5.2气路系统

天然气依次进入过滤器、进气球阀、两个一级气缸，经过一级压缩后进入一级冷却器及一级油水分离器进行冷却并分离，然后进入二级压缩，依次类推，共经过四级压缩、冷却、分离后进入前置过滤器、除油过滤器、单向阀，最后送气阀送给终端用气设备。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。

5.5.3冷却系统

冷却器系统主要是冷却各级排气、润滑油，压缩机气缸及各级填料（通入润滑油进行冷却），保证压缩机有一个完善的热力循环，使高温天然气得以降温，润滑油温不致过高而降低润滑性能。整体采用开式水冷(冷却塔用户自备) 。

5.5.4排污系统

压缩机的排污系统采用自动排污，排污系统主要是排放压缩机一级油水分离器、二级油水分离器、三级油水分离器、四级油水分离器，前置过滤器和精密过滤器中所过滤分离出来的油污。对机组中的级间分离器和精密过滤器装置自动放污。压缩机各级分离器排出的液气混合物通过集气管汇集后集中进入系统内的废气回收罐(用户自备),并通过减压阀门(用户自备)将气体返回到进气缓冲罐内进入压缩机的进气管线上,形成再次利用,保证气站的可靠性,同时提高气体利用率。放污阀门定时自动间隔放污(45分钟排放一次,排放时间5s) 。用户也可根据气质情况自行修改。

5.6天然气压缩机组的电器控制部分

本系统是固定式压缩机站的组成部分，电器控制系统由非标启动柜、机上控制元件组成。主电动机： YB2-355L1-8、185kW  IP54、740r/min、AC380V/50Hz、 B3、dⅡBT4，辅助电机总功率：约4.0kW，电源：三相五线AC380V/50Hz。

1.功能简介：

1.1主电机采用（ABB软启动器）启动方式，启动平稳，对压缩机及电网冲击小，对供电容量要求较低。

1.2 PLC集中控制：本机配备了功能强大的SIEMENS   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。

1.3显示功能：采用触摸屏具有如下显示功能：

运行状态

查看运行中的运行参数

故障显示

查看累计工作计时显示

查看历史故障

1.4对主电动机及辅助电机进行控制及保护：具有电机过载、过流等保护；当电机过载（过流）时，压缩机自动停机且声光报警。

1.5压缩机具有手动启动和手动停机、故障自动停机及ESD紧急停机功能。

1.6压缩机流程中的监控点采用压力变送器和温度变送器为一次检测元件，对压缩机进气压力、润滑油压力、冷却水压力、每个气缸排气温度、润滑油温度,当控制值超限时压缩机自动停机并声光报警。

 1.7压缩机轻载启动、轻载停机：压缩机启动时进气阀关闭、放污阀开启，压缩机启动结束后，进气阀为打开状态，放污阀为关闭状态，压缩机进入正常运行，实现压缩机轻载启动。当压缩机停机时首先关闭进气阀和打开放污阀，卸载压缩机内部剩余高压气体后停压缩机，避免压缩机停机时压缩机内部始终保持高压气体，同时为下次轻载启动作准备，避免重载启动对压缩机的冲击。

1.8自动放污功能：对压缩机放污进行自动控制。

1.9压缩机故障提示功能：当出现故障时压缩机自动停机，控制系统声光报警，同时触摸屏显示故障原因，提示操作者针对故障进行处理。

1.10撬装压缩机内所有控制线、一次信号线引至撬上防爆接线箱，压缩机（控制系统）控制柜为非防爆型，用户安装在非防爆区。

2 .压缩机PLC具体控制项目及系统动作方式汇总：

6．天然气压缩机组的产品检验和验收

6.1压缩机制造按国家相关标准进行检验和验收。

6.2机组制造厂模拟试车时，用户派人验收。

6.3对下列零件进行机械性能检验和化学成份分析。

6.3.1气缸、十字头导轨、曲轴箱、十字头等零件化学成份分析。

6.3.2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。

6.3.3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。

6.4压缩机主要部件材质表

6.5压缩机主要件无损检验

6.6压力试验

6.6.1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。

6.6.2承压部件以1.5倍最大工作压力水压试验。

6.6.3压力容器的试验压力按GB150-1998标准执行。

6.7负荷运转

6.7.1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8小时。

6.7.2负荷运转时，由用户派人到制造厂进行验收，负荷运转合格后，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。

7. 天然气压缩机组的主要供货范围及技术文件

7.1压缩机机组主要供货范围

7.2压缩机机组技术文件

8. 天然气压缩机组的备品备件及工具清单

8.1压缩机随机备件明细表

8.2压缩机随机专用工具明细表