33年执着创新,动图带你走进燃料电池用各类空压

来源:http://www.hdxcsm.com 作者:政治头条 人气:58 发布时间:2019-07-08
摘要:国家级钳工技师赵金龙—— 发丝粗细间 化解机修难 导读:如果燃料电池堆是燃料电池动力系统的“大心脏”,那么空压机就是强劲的“肺”,燃料电池系统的高性能输出需要强大的“

国家级钳工技师赵金龙—— 发丝粗细间 化解机修难

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导读:如果燃料电池堆是燃料电池动力系统的“大心脏”,那么空压机就是强劲的“肺”,燃料电池系统的高性能输出需要强大的“心-肺功能”。可以这样形容,目前空压机是国内除了燃料电池堆以外最为核心的关键零部件。燃料电池空压机可分为离心式、罗茨式、螺杆式、涡旋式、活塞式和滑片式等。本推送帮助读者从动图直观理解燃料电池用各类空压机结构。

潞安集团2012年技术比武压缩机工题库

赵金龙,新疆中泰集团首席钳工技师,以其名字命名的国家级技能大师工作室获得人力资源和社会保障部授牌。他擅长修理各类压缩机,用小专利解决了困扰国内石化行业十多年的螺杆压缩机轴封严重漏油难题。

宋卫东正在给徒弟们讲解工具的使用方法。

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一、填空题:(每空2分)

“一边5丝,一边14丝,肯定是齿轮磨损导致转子间隙出了问题。”一双粗糙却有力的大手握住齿轮左右摇晃,肉眼看上去齿轮纹丝不动,但被固定在齿轮上方的百分表指针却不停晃动,“这是测齿轮间隙的,单位是丝米,是个什么概念呢?一根头发丝的直径大约是7丝米。我的工作就是在头发丝粗细的空间里做文章。”赵金龙(见上图,本报记者李亚楠摄)一边调试着手边的这个“大家伙”——罗茨风机,一边介绍说,这是个同步齿轮,带动机器内部的转子转动,齿轮磨损,间隙变大,里面的两个转子的接触点间隙也就相应改变。

前言:4月23日,2019年庆祝“五一”国际劳动节暨全国五一劳动奖和全国工人先锋号表彰大会在人民大会堂举行,92个集体和695名个人获全国五一劳动奖状、奖章,797个集体获全国工人先锋号。在五一劳动节来临之际,西部网、陕西头条记者采访了陕西省全国五一劳动奖章获得者,听他们讲诉“我奋斗·我幸福”的故事。

主要燃料电池汽车厂商空压机类型对比

  1. 压缩比是指压缩机的进出口比值。

赵金龙,1970年进入石化行业从事机械检修工作,是著名的螺杆压缩机专家。螺杆压缩机价值上亿,自身结构复杂,当时国内还没有自主开展螺杆压缩机维修的先例,他主动请缨,先后完成了对两台进口机器的检修。螺杆机轴封漏油是维修该机的一项重要难题,多年来,国内始终无人能彻底解决。赵金龙将过去的接触性机械密封改为非接触性机械密封,增加油膜断面的厚度,解决了长期困扰国内石化行业的难题,“通过5微米的刻槽产生压力,将轴封脱开3微米,这是上千次的试验才达到的理想状况。”

西部网讯在徒弟们眼中,宋卫东是个安于钻研的人。身为设备的使用者、制作者,33年的钳工生涯中,陕西化建工程有限责任公司第三公司钳工组长、钳工高级技师宋卫东成天和各类化工机械的“疑难杂症”打交道,屡次破解施工难题、优化机械漏洞造福职工。经过千百次锤炼,经过一次又一次技术创新,他练就了一身绝活,而且带出了一支能打硬仗、技术精湛的创新团队。工友说,“有他在,就觉得踏实”。

全球各大燃料电池汽车生产商为空气供应系统选择的空压机类型也不尽相同。比如丰田2002款FCHV和2008款FCHV-adv燃料电池汽车搭载了涡旋式空压机,Mirai燃料电池汽车搭载六叶螺旋罗茨式空压机。本田公司Clarity燃料电池汽车用两级电动离心式空压机取代了螺杆式空压机。戴姆勒旗下最新GLC F-Cell燃料电池汽车采用离心式空压机,而在前几代中,A-class采取螺杆式空压机和膨胀机结合的形式,B-Class和F-Class采用螺杆式空压机。

2. 氨压缩机额定转速是10600r/min,汽轮机径向轴承轴振动值≤44μm,汽轮机推力轴承轴位移值≤±0.56mm,压缩机各轴振动值≤38μm,压缩机各轴位移值≤±0.38mm。

这次的罗茨风机检修是赵金龙的徒弟万宝接的活儿,他发现自己完成不了,只好把师父请来帮忙,“检修完之后组装了两遍,都无法解决发热和噪音问题。”

“杠上”抽芯机小改动解决大麻烦

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3. 隔离气的主要作用是将润滑油与干气密封隔离开,目的是防止润滑油污染干气密封装置。

“拿塞尺!”赵金龙吩咐徒弟万宝用塞尺量转子之间的两个接触点,一个5丝,一个80丝。

在作业中,由于换热器的芯四周有油泥,过去的抽芯机经常在20米高空抽到一半就卡住了,给工人造成了很多麻烦。2012年,宋卫东发明了“新型换热器抽芯机”,他创造性地将原有抽芯机钢丝传动设计为链条传动,同时配套设计了漏电保护、前后抽芯小车限位器等安全保护装置,结构紧凑,效率是原有抽芯机的两倍。

各类空压机对比

4. 汽轮机冷态启动指汽轮机从静止到额定转速,从常温到高温,从零负荷到满负荷,从小流量到大流量,从低压到高压的过程。

卸了螺丝,赵金龙将一块凹形钢板焊接在机器背面,再在钢板上打进两个螺丝钉,正对着两个齿轮的另一端,拧紧螺丝,齿轮就被固定住了。这是赵金龙的一个小专利,“别小看这个工具。两个齿轮,顶死其中一个,再对另一个进行微调就容易多了。”要没有这个小专利,这个间隙少说得两天才能调好,而赵金龙只用了不到五个小时。

他的这项发明获得了国家实用新型专利,截至目前已累计检修换热器3000余台,节约施工成本约400余万元。

虽然燃料电池用空压机的设计方法与传统内燃机增压器相似,但两者在使用环境、工作范围和要求上有着较大差别。燃料电池用空压机需要满足无油、低噪声、低成本、小型化、工作范围宽、动态响应快等特点。某种程度上,燃料电池用空压机代表了空气压缩机行业的最高水平,涉及到空气动力学、传热学、流体力学、机械、电子、材料、电控和NVH等众多学科。上表为几种燃料电池用空压机的简单对比。可以发现,各型空压机均有其特有的优点和缺点,离心式空压机综合评分最高。下面将从离心式空压机开始,依次从动图出发介绍各型空压机。

5. 合成气压缩机额定转速是11900r/min,汽轮机轴振动值≤31μm,汽轮机位移值0±0.5 mm,压缩机轴振动值≤31μm,压缩机轴位移值0±0.5 mm。

赵金龙站在椅子上,从罗茨风机上方的开口看了看里面的两个转子,而后跳下椅子,手握齿轮,站成弓步,双手微微一动,齿轮跟着转动,带动机器内部的转子改变位置。他手里不停换着钳子、扳手,同时根据手里吃劲大小估算着转子之间的间隙。用外部齿轮对内部的转子进行几丝米的调整,看不见摸不着,只能凭手底下的感觉,再用塞尺去验证。

2016年,宋卫东牵头研制了“新型上托式换热器抽芯机”,再获国家实用新型专利。这项发明能够调整上托抽芯机机身宽度,适应不同宽窄的作业场地和不同直径换热器抽芯。同时,创新设计了全机械方式夹持系统代替原有液压夹持系统,提高了施工稳定性,降低了保养费用。

  1. 离心式空压机
  1. 汽轮机的调速方式有哪三种:节流调节法、喷嘴调节法、旁通调节法

“好了!”经过几次尝试,转子之间两个接触点的间隙固定在35丝和50丝。固定好螺丝后,赵金龙转动齿轮,轻松顺滑,转子间明显没了摩擦,插上电机,没了轰鸣声,也不发热了。

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离心式空压机在功率密度、效率和噪声等方面具有最好的总体效果,被视为未来最有前途的空气压缩方式之一。主要工作原理为通过叶轮对气体做功,在叶轮和扩压器的流道内,利用离心升压作用和降速扩压作用,将机械能转化为气体的压力能。拒相关资料显示,从目前国内外燃料电池空压机的开发方向来看,离心式空压机将是今后的主流方向。目前,本田公司旗下Clarity和现代公司旗下ix35燃料电池汽车使用的正是离心式空压机。注意,本田公司旗下Clarity燃料电池汽车采用的是两级电动增压方式。

7. 引起轴承温度升高的原因有油温偏高、油压偏低、油流量不足、油质差、轴承损坏。

“我师父在石化行业是很有名气的,专门解决疑难杂症,很多大企业包括国企,都经常请他去调试检修设备。”说起自己的师父,万宝无比自豪。

虽然已经是技术带头人,宋卫东依旧活跃在设备安装、维修的一线。

离心式空压机工作原理动态图一

8. 氨压缩机制冷循环是由低压氨气的压缩,高压氨气的冷凝,高压液氨的节流,液氨的减压蒸发制冷四步构成。

“工匠就是得会点别人都不会的东西,不然叫什么工匠。”赵金龙的自信来源于几十年如一日对生产中出现问题的钻研、琢磨,“吃的苦比别人多,技术自然就提高了。”

研发4人共用呼吸器大大提升施工效率

离心式空压机工作原理动态图二

  1. 压缩机操作过程应遵循升压先升速,降速先降压的原则。

  2. 物质的量表示组成物质的结构粒子数目多少的物理量。

  3. 传热的基本方式有传导、对流和辐射三种

  4. 往复压缩机压缩气体的过程可分为吸气过程、压缩过程和压出过程三个步骤。

这些年,赵金龙带出的徒弟已经接近100位,钳工技能大师工作室成立后,他更忙了,“工匠传承的不仅仅是一门技艺,更是技艺背后那颗匠心。” 这位老钳工自信地说,“我要把工作室做得更好,把工匠精神传承下去,让我们的产品走向世界。”

炼化装置在检修、维护中,常会遇到容器内部空间作业受限,空气流通不畅有可能致使操作人员呼吸不畅。而目前市场大多数呼吸机为肩跨式,不仅体积大不易携带,持续使用时长也十分有限。

离心式空压机工作原理动态图三

13. 往复式压缩机使用的气阀,都是随着气缸内压力变化而自动开闭的自动阀。由阀座、阀片、弹簧与升高限制器等零件组成。

李亚楠

宋卫东看在眼里,急在心里。不久后,他发明了正压式呼吸机。这种呼吸机采用变频螺杆压缩机作为空气来源,从1小时换一次气瓶改进到不限时间。之前的呼吸机只能供1人施工使用,宋卫东发明的新呼吸机可以同时满足4人使用,且管路上的空气减压器可根据用量调整空气呼吸机压力大小,呼吸空气面罩上的安全阀确保使用人员安全。

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14. 压缩机用油为46#抗氧防锈汽轮机油要求分析指标有:润滑油粘度、机械杂质、水分、闪点、抗乳化时间。

李亚楠

宋卫东科研团队的创新成果还有很多。他们先后研发出了石化设备拆除风炮动力空压站、往复式压缩机气阀快速拆装装置、改进的法兰分离器、小型焊接阀门试压台、管材/型材现场运输车等。这些设施的研制发明,提高了劳动效率,减轻了劳动强度,节约了费用,降低了能耗,同时为一线施工人员安全、高效施工提供了有效的保证。

离心式空压机叶轮

  1. 汽轮机盘车的主要目的是防止转子受热弯曲变形。

以身作则好榜样钳工技术水平普遍提高

本田Clarity燃料电池两级电动增压

16. 往复压缩机是利用气体的可压缩性,通过压缩机各段活塞的往复动作而达到提高气体压力的目的。

宋卫东是陕西化建设备专业第一带头人,很多人慕名拜他为师。他最大的徒弟李犇2006年就跟他学习,现在也已经是师傅了,手下带着十几个工人。“宋师傅很严厉,从跟他的第一天起,他就严格按照硬性标准要求我们,细心、严谨是他常挂在嘴边的话。虽然我也当钳工13年,但是和师傅还有很大差距,从师傅身上我学会了‘钻研’二字。”

离心空压机也有一些缺点,比如不适合气体流量太小及压比过高的场合,工作区较窄,经济性较差,效率较低等。如下图所示,传统内燃机动力系统匹配空压机往往工作在中等流量范围,工作范围较大;燃料电池用空压机工作范围窄且靠近喘振边界。据相关资料显示,离心式空压机与涡轮机的搭配可能成为燃料电池用空压机未来发展的主要趋势,比如博格华纳(BorgWarner)开发的FCAS涡轮增压空压机。

17. 连杆的作用是将曲轴的旋转运动转换为活塞的往复运动,并将作用在活塞上的力传给曲轴。

宋卫东先后荣获陕西省技术状元、陕西省十大杰出工人、全国化工行业“高技能专家”,全国石化行业优秀工匠、陕西省劳动模范、延长集团“能工巧匠”、陕西省“三秦工匠”以及全国“技术能手”。延长石油集团专门设立了“宋卫东创新工作室”,发挥宋卫东的辐射带动作用。

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18. 本厂二氧化碳压缩机分五段压缩,三段出口脱硫,五段出口脱氢。本厂压缩系统在一段入口加入空气,其目的是尿素合成高压系统防腐。

在宋卫东的带动下,陕西化建公司钳工学技术的积极性高涨,技术水平得到普遍提高。2015年,他的3名徒弟代表延长集团参加第七届全国石油和化工行业职业技能竞赛,在66名参赛选手中获得个人第8、25、26名和团体二等奖的好成绩。其中因宋卫东发明的“动设备联轴器快速对中顶丝”在单项泵找正对中采用而取得比赛单项最高分。

传统内燃机与燃料电池用空压机工作范围对比

19. 二氧化碳的分子量为44,在常温下二氧化碳是无色气体,略带酸味;二氧化碳在强冷高压下可以变为固体或干冰。

宋卫东认为,只有不断创新,才能取得更大的进步;只有坚持创新,才能创造出更大的价值。

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20. 二氧化碳压缩机组配置单联注油器,共有12个注油泵,分别润滑10个点,其中2个备用;注油器主要润滑部位填料和各段气缸。

博格华纳涡轮增压空压机

21. 气体在节流过程既无能量收入,又无能量支出,节流前后能量不变,故节流膨胀为等焓膨胀。

  1. 螺杆式空压机

22、当凝汽器出现故障时,凝汽器压力超过大气压力时,排汽安全阀自动打开,将进入凝汽器的蒸汽排出,以保证汽轮机装置的安全。

螺杆式空压机可分为单螺杆式和双螺杆式。螺杆式空压机在汽缸内装有一对互相啮合的螺旋形阴阳转子,两转子都有几个凹形齿,两者互相反向旋转。主转子又称阳转子或凸转子,通过发动机或电动机驱动,另一转子称阴转子或凹转子,由主转子端和凹转子端的同步齿轮驱动。驱动过程中理论上没有金属接触。通用汽车和戴姆勒旗下燃料电池汽车层搭载过螺杆式空压机。

23、调节气阀主要由调节阀、传动机构和油动机三部分组成,其作用是按照控制单元的指令改变进入汽轮机的蒸汽流量,以使机组受控参数(功率或转速、进气压力、背压等)符合运行要求。

单螺杆式空压机工作原理动态图

二、简答题:(每题10分)

双螺杆式空压机工作原理动态图一

1、汽轮机的轴端密封气什么作用?

双螺杆式空压机工作原理动态图二

答:高压端轴封的作用:防止蒸汽外漏,造成能量损失或进入轴承室,影响油质。

双螺杆式空压机工作原理动态图三

低压端轴封的作用:若是背压汽轮机作用与高压端轴封相同,若是凝汽式汽轮机作用是防止空气漏入蒸汽冷凝器,影响汽轮机的真空。

注意,戴姆勒旗下燃料电池汽车GLC F-CELL已经用电动增压器取代了传统的螺杆式压缩机。

2、我厂的合成气压缩机是几缸几段压缩?为什么要采取多级压缩?

  1. 罗茨式空压机

合成气压缩机是三缸四段。

罗茨式空压机属于容积回转压缩机,这种压缩机靠转子轴端的同步齿轮使两转子保持啮合。转子上每一凹入的曲面部分与气缸内壁组成工作容积,在转子回转过程找那个从吸气口带走气体,当移到排气口附件与排气口相连通的瞬时间,因有较高压力的气体回流,此时工作容积中的压力突然升高,然后将气体输送到排气通道。两转子互不接触,靠严密控制的间隙实现密封,故排出的气体不受润滑油污染。

最理想的压缩是等温压缩,这样能耗小,压缩比大,所以采用分级压缩、分段冷却得方法来达到这一目的。

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3、主冷器的作用是什么?

罗茨式空压机叶轮形状

答:主冷器的作用大致有三个:

罗茨式空压机工作原理动态图一

冷凝器用来冷却汽轮机的排汽,使之凝结为水。

罗茨式空压机工作原理分解

在汽轮机排汽口造成高度真空,使蒸汽中所含的热量尽可能多的被用来做功。

罗茨式空压机工作原理动态图二

在正常运行中冷凝器有除氧作用,可降低凝结水中所含的氧,从而提高给水质量,防止设备腐蚀。

丰田公司旗下Mirai燃料电池汽车搭载了全新开发的六叶螺旋罗茨式空压机。与传统罗茨式空压机中叶轮与轴向平行不同,丰田纺织开发的罗茨式空压机,叶轮呈现螺旋形状。上汽集团开发的燃料电池汽车也层搭载过罗茨式空压机。罗茨式空压机的优势主要有:转速较低,不必使用结构复杂的空气轴承;高效运行区较宽;技术相对成熟。

4、主冷器为什么有热井?

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答:热井的作用是集聚凝结水,有利于凝结水泵的正常运行,也可作监视凝结水位之用,如无热井,水位很可能有间断上升,淹没钢管,影响凝汽器的冷凝效率,并使凝结水造成冷却,影响经济性。

Mirai六叶螺旋罗茨式空压机

5、气轮机启动前为什么要暖管?

  1. 涡旋式空压机

答:气轮机在启动前,由于主蒸汽管道和阀门、法兰等处于常温状态,故先以0.05—0.5Mpa的压力进行暖管。使管路缓慢的受热膨胀均匀,不致受较大的热应力。然后采用升压暖管,使管道、阀门不出现额外的热应力。

涡旋式空压机由一个固定的渐开线涡旋盘和一个呈偏心回旋平动的渐开线运动涡旋盘组成的可压缩容积压缩机,由两个双函数方程型线的动、静涡盘相互咬合而成。在吸气、压缩、排气工作过程中,静盘固定在机架上,动盘由偏心轴驱动并由防自转机构制约,围绕静盘基圆中心,作很小半径的平面转动。气体通过空气滤芯吸入静盘的外围,随着偏心轴的旋转,气体在动静盘噬合所组成的若干个月牙形压缩腔内被逐步压缩,然后由静盘中心部件的轴向孔连续排出。

6、为什么启动时油温不能低于30℃升速时不能低于35℃?

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答:透平油的油粘度受温度影响很大,但油温太低时造成轴承磨损。故启动时油温规定不得低于30℃;升速时摩擦损失随转速增加而增加,故对润滑要求更高,因而油温要求更高一些不能低于35℃。

涡旋式空压机转子

ca88,7、压缩机轴承起何作用?

涡旋式空压机工作原理动态图一

答:径向轴承作用是承受转子径向力,使转动中心与壳体中心一致;

涡旋式空压机工作原理动态图二

推力轴承作用是承受转子轴向力,限制转子轴向窜动。

丰田公司在2002版FCHV和2008版FCHV-adv燃料电池汽车上均曾搭载了涡旋式空压机。

8、主冷器水位太高为什么会影响真空?

  1. 往复式空压机

答:当主冷器水位高时冷凝水就会淹没部分铜管。导致传热面积降低,影响到水汽的冷凝度,这样主冷器内气体密度会相对增大,气体的绝对压力会升高,即真空会降低。

往复式空压机通过气缸内活塞或隔膜的往复运动使刚体容积周期变化并实现气体增压和输送,属于容积型空压机。根据往复运动的构件分为活塞式和隔膜式空压机。

9、如何启动离心泵?

活塞式空压机动态图一

答:首先盘车,检查泵有无异常。

优点:1.热效率高、单位耗电量少;2.加工方便,对材料要求低,造价低廉;3.装置简单;4.设计、生产早,制造技术成熟;5.应用范围广。

全开泵入口阀,打开泵出口的排气阀进行排气。

缺点:1.运动部件多,结构复杂,检修工作量大;2.转速受限制;3.活塞环的磨损、气缸的磨损、皮带的传动方式使效率下降很快;4.噪音大;5.控制系统的落后,不适应连锁控制和无人值守的需要。

点动泵,待出口压力正常后,再逐渐开大出口阀外送。

10、汽轮机为什么要有临界转速?

答:任何物体都有一定的自由振动频率,而当物体受到外力作用时,又会产生受迫振动,当受迫振动频率与自由振动频率重合时就会发生共振,此时的振动最大。汽轮机转子就是这样一个物体动力蒸汽引起转子受迫振动,当达到一定转速时,转子的受迫振动频率与自由振动频率重合,产生共振。这一转速就称为临界转速。

11、多级汽轮机除推力轴承承受的一部分轴向推力外,大部分轴向推力用那些方法来平衡?

答:常用的平衡轴向推力的方法有:

设置平衡活塞。

在轮盘上开平衡孔。

把蒸汽在汽轮机内的流动安排成相反方向的流动。

12、冷凝液泵平衡气管(空气管)有什么作用?

答:当泵内有少量空气,立即由平衡管排入主冷器,不使空气聚集在冷凝液泵内产生气蚀,影响水泵运行。另外机组运行时检修冷凝水泵后要排气。

13、气轮机排气的真空降低至一定数值为什么要减负荷或停机?

答:不使轴向位移过大,造成推力轴承过负荷和动静部件摩察。

不使叶片因蒸汽流量增加而造成过负荷,因靠近末级叶片反动度要增加。

防止排气温度升高而热膨胀增加,如果滑销机构不良会影响机组的对中位置

14、汽轮机启动时为什么不需要过高真空?

答:启动时真空越高,冲动汽轮机需要的进气量越少,气量太少不能达到良好的暖机效果,真空降低(维持在0.08MPa比较合适)在同样的气轮机转速下,进气量增多,排气温度也会适当提高,能达到较好和较快的暖机目的。

15、合成气压缩机发生喘振时应如何处理?

答:快速开大防喘振阀,降负荷。

降低转速。

16、扩压器的作用是什么?

答.气体从叶轮流出时,具有很高的流动速度,为了将这部分动能充分的转变为热能,以提高压力,在叶轮后面设置了扩压器,它是有前后隔板组成的通道,随着直径的增大,流通面积也随着增加,气体速度逐渐减慢,压力得到提高。

17、氨压缩机出口压力升高的原因有哪些?

答:系统内惰性气体(或不凝气体)太多。

循环水出现问题,如水压低、水温高、流量小等,导致冷凝能力下降。

氨冷凝器出现故障,如换热管结垢,导致换热能力差;或封头挡板破裂,导致循环水走短路。

18、 合成气压缩机干气密封过滤器的切换步骤。

答:打开过滤器旁路阀向备用过滤器存压。

搬动手柄使指针由运行指向备用。

搬动手柄要缓慢,保证密封气流量稳定不要波动。

关闭旁路阀,对待检修过

滤器进行泄压,交付检修。

19、合成气压缩机跳车或合成塔封塔时氨压缩机应如何处理?

答:迅速全开一、二段防喘振阀及旁路阀,然后再适当降低汽轮机的转速。

在开防喘振阀过程中,要及时增大调温线阀门的开度,保证冰机一、二段入口的温度不大幅度波动。

20、润滑油系统的蓄能器起什么作用?

答:蓄能器在油路中起稳定油压的作用。

当主油泵跳车而辅油泵起动这一瞬间,也起应急作用,使油压不致出现降低而使连锁动作停车。

21、二氧化碳压缩机的启动联锁有哪些?

答: 注油泵启动后,主电机才能启动。

循环油泵启动后,油压大于0.2 MPa,主电机才能启动。

循环水总管压力大于0.2 MPa,主机才能开车。

盘车装置与主轴开关即行程开关接通,主机才能启动。

22、轴向位移变化有什么危害?

答:轴向位移变化说明机组的动静部分相对位置发生变化:如果轴向位移的数值接近或超过机组动静部分最小轴向间隙时,将会发生动静部分摩擦,使机组因此而损坏。

23、气轮机结垢有何危险?

答:当蒸汽质量不好时,会使气轮机通道部分结盐垢,在气轮机高压区结垢的较严重,而在低压区域由于温蒸汽的工作条件很少结垢,当气轮机叶片结垢危害如下:

降低了气轮机的效率,增加了气耗量。

气流通过隔板及叶片的压降增加,工作叶片反动度也随着增加,严重时会使隔板及推力轴承过负荷。

盐垢附在蒸汽伐杆上,容易使伐杆产生卡涩,影响伐门的调节和开关的灵敏度。

24、简述离心压缩机工作原理。

答:离心压缩机的主要部件是叶轮,叶轮上有若干叶片,被压缩气体从中心进入叶片,高速转动时叶片使气体做回转运动,并沿叶片半径方向甩出,由于高速旋转,离心力作用,气体流速和压力提高,将原动机通过转轴输出的机械功在压缩机内转变为气体的压力能和动能,接着高速气流经扩压器等通道排出,这部分动能转化为压力能,使气体压力升高。

25、为什么压缩机要在段间设置冷却器?

答:从理论上讲,气体等温压缩功耗最小,而气体压缩过程中气温必然升高,对于多级压缩,通过分段压缩并经中间冷却器降温,可使压缩过程接近等温过程,降低压缩功耗,对危险介质压缩,降低气体温度也更安全。

26、润滑油系统为什么要设置高位油槽?

答:目的是在全厂停车时,事故发电机未正常供电,油泵未起动时靠位差保证这一时间内轴承润滑油和轴承的冷却。高位槽一般高于压缩机中心线3米以上。

27、离心泵与螺杆泵起动有何不同,为什么?

答:离心泵要求关闭出口阀起动,待压力稳定后打开出口阀输出液体,螺杆泵要求全开出口阀起动,起动时输液压力最低。这是因为离心泵靠叶轮旋转运动输送液体,压力升高是有限的,关闭出口阀时,起动功率最小,螺杆泵靠螺杆间啮合时的容积变化来输送液体,若关闭出口阀,会导致压力过高且起动电流过大。

28、轴承的润滑油膜是怎样形成的?

答:油膜的形成主要是油有粘附性,轴转动时将粘在轴上和轴承上的油带动从间隙大到间隙小处产生油碶。使油在间隙小处产生带压力的油膜,随着转速的升高,油膜的压力也随着增大,并将轴向上托起。

29、汽温过高时对汽轮机有何影响?

答:汽温过高时超过设计值,虽然从经济上看来是有利的,但从安全条件上看,是不允许的。因为在高温情况下,金属机械性能恶化很快,会引起汽轮机各部件使用寿命缩短,还可能使前几段叶轮套装松弛,因此使不允许的。

30、停机后为什么油泵尚须运行一段时间?

答:当机组停止后轴承温度和轴颈受汽缸及转子高温传导作用,温度上升很快,这时间如不采取冷却措施,会使局部油质恶化,轴颈和轴承乌金损坏,为了消除这种现象,所以停机后油泵必须再继续运行一段时间进行冷却。

31、汽轮机停机时,为什么不立即关闭向轴封供气,而必须抽真空降到零才停止向轴封供汽

答:停机尚有真空时。若立即关闭轴封供汽,则冷空气通过轴封吸入气缸内,会使转子冷却变形,再以后的运行中会使轴封磨损并产生振动。因此必须等真空降低到零,汽缸内压力与外界压力相等时,才关闭轴封供汽。这样,冷空气不会从轴封处漏入缸内,引起变形损坏设备。

32、轴封抽气器的空气管从冷凝器何处接出?为什么?

答:空气管应从冷凝器空气冷却区域接出。因为抽气器抽出气体混合物希望抽出的是空气,在空气冷却区域中抽出冷气混合物中空气的比例最大。

三、论述题:(每题30分)

1、请分析表冷器真空下降的原因。

循环水的原因(循环水量小或中断、水温太高、压力低)。

表冷器设备密封不严。

表冷器换热管结垢,冷却效果差。

表冷器液位过高,冷却空间减少。

轴封供汽不正常或轴封蒸汽中断。

抽气器工作不正常。

2、汽轮机暖管步骤及注意事项。

答:暖管步骤:

打开暖管放空,导淋加强疏水。

打开主蒸汽阀的旁路阀进行低压暖管。

当暖管温度>150℃时开始升压暖管,直到330℃。

注意事项:

暖管时严格控制好暖管速度每分钟5-10℃。

暖管时一定要保持疏水畅通。

暖管时必须盘车。

3、汽轮机发生水冲击应如何判断处理?

答:现象:

蒸汽进气温度急剧下降。

转子轴向位移增大。

汽轮机内有异常响声。

表冷器真空下降。

紧急停车,破真空,打开蒸汽管道和汽轮机本体全部疏水阀。

检查转子惰走及真空降落情况,以判定有无内部损坏。

4、合成气压缩机缸体的氮气置换步骤。

确认各段防喘振阀处于开位。

确认进出压缩机的工艺气切断阀及其旁路、各缸体放空阀处于关位。

开充氮阀,缓慢向缸内充压。

N2置换采用蓄压式,即充压至0.6MPa后,开放空阀,如此充降压数次。

在各缸体取样分析O2含量<0.5%为合格,系统置换分析合格,保压0.6MPa,关放空阀及充N2阀。

5、注油器注不上油的原因有哪些?如何处理?

答:注油器不上油的情况不太多,主要有:

柱塞磨损与柱塞套间间隙增大。

注油器油位过低。

滤油器内滤网堵或油管堵。

柱塞套内漏入空气或气缸回气至注油器内。

油量调节螺丝调节不当。

先检查油位,过低则加油。

检查调节螺栓位置,如不合适加以调整。

摸气缸上的油止逆阀及相应管道,如发热说明气体倒回。应更换并修理止回阀。

检查滴油视罩垫圈是否损坏而破坏了真空,使之不能吸油,若已损坏则应更换。

6、气轮机发生水冲击应如何判断处理?

答:气轮机发生水冲击危害极大,且

事故发生很快,应果断迅速的判断处理.

水冲击主要征象如下:(答出任意5个即可)

进气温度急剧下降

机组振动加剧

转子轴向位移增大

推力轴承乌金温度升高,回流温度升高

气轮机内有水滴碰击金属响声

凝气器内压力上升(真空上升)

确认发生水冲击后应立即采取以下措施:

紧急停车,并迅速破坏真空;

打开蒸汽管道和气轮机,本体全部疏水阀;

检查转子惰走及真空降降落情况,以判定有无内部损坏;

检查推力轴承乌金温度判断是否熔化;

检查轴向位移数据。

7、盘车的目的是什么?

答:启动前盘车的目的:

调直转子。

防止蒸汽由主气门漏到汽轮机内部而引起的热变形。

可以提前送轴封汽。

使轴瓦过油。

冲动转子时减少惯性力。

判断有无机械故障如卡塞、异物落入等。

停机后进行盘车的目的:是防止上下气缸的温差引起轴弯曲,有了盘车装置的汽轮机,可不受停机时间限制,随时可以启动,否则在停机后12小时内轴弯曲度大时,不允许启动

8、离心压缩机组起动的一般程序如何安排?

答:干气密封投用。

油系统运行 。

冷凝系统运行。

暖管投盘车。

轴封抽气系统运行。

压缩机置换。

主冷器建立真空。

停盘车,建立脱扣油压。

气轮机升速暖机。

升速至调速器下线并交中控控制转速。

9、引起润滑油泵出口压力下降或不打液的原因有那些?

答:泵入口滤网。

辅助出口止逆阀失灵,压力油沿辅泵返回油箱。

泵出口安全阀设定压力偏低或起跳后不能复位,或内漏。

油箱油温太高。

油箱液位太低,油箱真空太高。

泵入口有空气,或油中气体太多,发生气缚。

油系统有泄漏。

油泵出口压力调节阀失灵。

油泵叶轮损坏等机械事故。

油泵电机故障或电机接线相反电机反转。

10、导致压缩机发生喘振的原因有那些?

答:防喘振系统失灵,未投自动或整定值不正确;

压缩机吸入流量太低或压力不足,如入口滤网堵塞级间密封失效等;

压缩机出口气体阻塞,如系统超压,转速聚减,出口单向阀失灵等;

操作不当,如升压太快等;

气体参数发生改变使工况落入喘振区,如组分变化使分子量减小,进气温度太高,段间冷却器失效等。

11、造成气轮机上下汽缸温差大的原因是什么?

答:引起气轮机汽缸温差大的原因有:

机组保温不佳。

启动方式不正常,如进气时间长,蒸汽温度,压力不符合要求。

停机方法不正常,如减负荷过快,停轴封蒸汽过早,下汽缸进水。

正常运行中汽缸两侧空气对流,使汽缸单面受冷。

热态启动时间太短,低速阶段,真空过高,汽缸疏水不畅,暖机不充分等。

12、凝汽器真空系统建立:

答:开起动抽气器蒸汽阀,真空稳定后开抽空气阀。

当凝汽器内真空达-48Kpa后,开主抽气器第二级蒸汽阀、抽气阀,当抽气冷却器内真空稳定后,开第一级蒸汽阀及抽气阀。

当凝汽器内真空达-60Kpa后,即可停起动抽气器,先关起动抽气器抽空气阀,再关蒸汽阀。

利用主抽气器维持真空在-84Kpa,开抽气冷却器排污阀,视排污情况开疏水器前后截止阀,关排污阀。

13、润滑油泵的切换操作

答:对辅泵盘车应无卡涩现象。

将辅泵自启动置于手动位置,起动辅泵,确认辅泵运行正常。

停主泵,并将主泵自启动置于自动位置。

如果对切换的泵进行检修时则要关该泵进、出口阀,切断电源,交出检修。

检修后的泵先要进行试车,正常后方可置于自动位置作为备用。

14、润滑油冷却器的切换操作

答:如果油冷器换热效率下降或管壁结垢或运行的油冷器泄漏,需要检修,均应切换,步骤如下:

开备用油冷器冷却水出口阀。

确认备用油冷器油侧导淋阀关闭,打开油侧排气阀。

打开充油阀,向备用油冷器充油,等从排气管视镜上观察至稳定的油流后,关闭排气阀。

操作切换手柄,将油冷器切换到备用油冷器,利用进口阀调节油温。

关需检修油冷器冷却水进、出口阀,打开水侧导淋排水。

关闭充油阀,打开需检修的油冷器油侧排气阀进行泄压。

确认泄压完毕,打开油侧导淋阀排尽油。

确认需检修的油冷器完全隔离后交付检修。

检修后的油冷器油侧,水侧均充压查漏,没有泄漏才准备用。

15、哪些情况下需手动打砸停车?

答:机组达到某一联锁值未跳车。

机组突然发生强振动,缸内有明显的磨擦撞击声。

机组任一轴承断油或轴承温度突然大幅度上升。

主蒸汽温度下降或汽机发生严重水冲击。

轴承箱冒烟或油系统着火无法扑灭时。

压缩机发生严重喘振而无法消除时。

停电、循环水中断等。

汽机超速而未跳闸。

主蒸汽管破裂。

压缩机一段、二段进口严重带液而不能及时消除。

16、压缩机轴承温度过高的原因有哪些?

答:轴瓦入口油温高;

油过滤器堵塞或轴承入口流量不足;

油质变坏;

油中带水;

转子对中不足;

轴承振动引起轴承温度高;

机组负荷太大;

温度测量不准。

17、二氧化碳压缩机正常停车步骤?

答:接主控通知后,由现场排油水一次,然后做好停车准备。

接到停车讯号关五段出口阀,同时用五段放空阀控制五出压力,防止超压或物料倒流。关死五出阀门后,依次从高到低,开五回一、三回一、一回一,并开五段放空卸压,关三出、四入阀,开三-四联通阀(脱硫系统保压)。开各级排污阀。

卸压完毕后联系主控汇报调度停主机,主机停稳后约一小时停各辅机。

长停时,关闭冷却水上回水阀,排尽各循环水用户积水。

系统进行全面检查。

18、二氧化碳压缩机排气温度过高的原因和如何处理?

答:原因:

本级气阀安装不严、漏气;

下级气阀损坏或密封不严;

气阀积垢严重冷却效果不正确;

有严重卡坏现象,造成偏磨漏气等。

更换活门垫圈检查气阀;

更换活门;

清洗气阀适当增加冷却水量;

停车后重新校正调试更换活塞环,检查气缸内套。

19、二氧化碳压缩机跳车联锁有哪些?

答:循环油压力低于0.25MPa报警,同时启动备用油泵,当大于0.4MPa时,操作人员手动停备用泵,低于0.10MPa主电机自动跳车。

电机轴承温

度高于75℃报警,继续上升到80℃联锁跳车。

主机轴承温度高于65℃报警,继续上升到70℃联锁跳车。

电机定子绕组温度高于130℃报警,继续上升到135℃联锁跳车。

高压注油泵停,主电机自动停车。

润滑油泵停,主电机自动停车。

主电机定子温度高于130℃报警,高于135℃停车。

20、汽轮机为什么会产生轴向推力?运行中是怎样变化的?

答:现代汽轮机都带有一定的反动度。在各级动叶片前后有压力差,压力差作用在动叶片的产生轴向推力,冲动式汽轮机的叶片两边有压力差也产生轴向推力,冲动式汽轮机的叶轮前后有压差,同样产生轴向推力,另外由于轴上各处直径不同,为锥面、阶梯形、汽封套也产生轴向推力另外气流沿叶片流动做功,其轴向分力亦是原因之一。

运行中轴向推力的大小与蒸汽流量的大小是正比的也就是当负荷是最大时轴向推力将达到最大值。

21、全厂断循环水压缩机如何处理?

答:全厂断循环水压缩机必须打闸紧急停车处理。

现场快速关闭脱扣阀,让汽轮机在最短的时间内停下,这期间要保证表冷器内有真空,防爆板不要爆破。

投上盘车,注意润滑油温度。

22、全厂断电,合成气压缩机如何处理?

答:全厂断电压缩机会因控制油压力低,机组联锁跳车。

当机组跳车后应快速关闭脱扣阀、主蒸汽阀,打开支管导淋、高点放空。

机组泄压低于氮气压力,将一级干气密封切换为氮气。

手动盘车,每隔3分钟转子盘动180度。

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