化工设备基础知识[1]!230

化工设备基础知识[1]!230 化工设备基础知识 第一节、化工静设备基础知识 一、化工设备的概念 化工设备是指化工生产中静止的或配有少量传动机构组成的装置，主要用于完成传热、传质和化学反应等过程，或用于储存物料。 二、化工设备的分类 1、按结构特征和用途分为容器、塔器、换热器、反应器(包括各种反应釜、固定床或液态化床)和管式炉等。 2、按结构材料分为金属设备(碳钢、合金钢、铸铁、铝、铜等)、非金属设备(陶瓷、玻璃、塑料、木材等)和非金属材料衬里设备(衬橡胶、塑料、耐火材料及搪瓷等)其中碳钢设备最为常用。 3、按受力情况分为外压设备(包括真空设备)和内压设备，内压设备又分为常压设22备(操作压力小于1kgf/cm)、低压设备(操作压力在1,16 kgf/cm之间)、中压22设备(操作压力在16,100 kgf/cm之间)、高压设备(操作压力在100,1000 kgf/cm2之间)和超高压设备(操作压力大于1000 kgf/cm) 三、化工容器结构与分类 、基本结构 1 在化工类工厂使用的设备中，有的用来贮存物料，如各种储罐、计量罐、高位槽;有的用来对物料进行物理处理，如换热器、精馏塔等;有的用于进行化学反应，如聚合釜，反应器，合成塔等。尽管这些设备作用各不相同，形状结构差异很大，尺寸大小千差万别，内部构件更是多种多样，但它们都有一个外壳，这个外壳就叫化工容器。所以化工容器是化工生产中所用设备外部壳体的总称。由于化工生产中，介质通常具有较高的压力，故化工容器痛常为压力容器。化工容器一般由筒体、封头、支座、法兰及各种开孔所组成，见图1-1。 图1,1化工容器的总体结构 1—法兰; 2—支座; 3—封头拼接焊缝; 4—封头; 5—环焊缝; 6—补强圈; 7—人孔; 8—纵焊缝; 9—筒体; 10—压力表; 11—安全阀; 12—液面计 1)筒体 筒体是化工设备用以储存物料或完成传质、传热或化学反应所需要的工作空间，是化工容器最主要的受压元件之一，其内直径和容积往往需由工艺计算确定。圆柱形筒体(即圆筒)和球形筒体是工程中最常用的筒体结构。 2)封头 根据几何形状的不同，封头可以分为球形、椭圆形、碟形、球冠形、锥壳和平盖等几种，其中以椭圆形封头应用最多。封头与筒体的连接方式有可拆连接与不可拆连 1 接(焊接)两种，可拆连接一般采用法兰连接方式。 3)密封装置 化工容器上需要有许多密封装置，如封头和筒体间的可拆式连接，容器接管与外管道间可拆连接以及人孔、手孔盖的连接等，可以说化工容器能否正常安全地运行在很大程度上取决于密封装置的可靠性。 4)开孔与接管 化工容器中，由于工艺要求和检修及监测的需要，常在筒体或封头上开设各种大小的孔或安装接管，如人孔、手孔、视镜孔、物料进出口接管，以及安装压力表、液面计、安全阀、测温仪表等接管开孔。 5)支座 化工容器靠支座支承并固定在基础上。随安装位置不同，化工容器支座分立式容器支座和卧式容器支座两类，其中立式容器支座又有腿式支座、支承式支座、耳式支座和裙式支座四种。大型容器一般采用裙式支座。卧式容器支座有支承式、鞍式和圈式支座三种;以鞍式支座应用最多。而球形容器多采用柱式或裙式支座。 6)安全附件 由于化工容器的使用特点及其内部介质的化学工艺特性，往往需要在容器上设置一些安全装置和测量、控制仪表来监控工作介质的参数，以保证压力容器的使用安全和工艺过程的正常进行。 化工容器的安全装置主要有安全阀、爆破片、紧急切断阀、安全联锁装置、压力表、液面计、测温仪表等。 上述筒体、封头、密封装置、开孔接管、支座及安全附件等即构成了一台化工设备的外壳。对于储存用的容器，这一外壳即为容器本身。对用于化学反应、传热、分离等工艺过程的容器而言，则须在外壳内装入工艺所要求的内件，才能构成一个完整的产品。 2、分类 从不同的角度对化工容器及设备有各种不同的分类方法，常用的分类方法有以下几种。 1)按压力等级分 按承压方式分类，化工容器可分为内压容器与外压容器。内压容器又可按 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 压力大小分为四个压力等级，具体划分如下: 低压(代号L)容器 0.1MPa?p<1.6 MPa; 中压(代号M)容器 1.6MPa?p<10.0 MPa; 高压(代号H)容器 10.0MPa?p<100 MPa; 超高压(代号U)容器 p ?100Mpa。 外压容器中，当容器的内压小于一个绝对大气压(约0.1Mpa)时又称为真空容器。 2)按原理与作用分 根据化工容器在生产工艺过程中的作用，可分为反应容器、换热容器、分离容器、储存容器。 ?反应容器(代号R)主要是用于完成介质的物理、化学反应的容器，如反应器、反应釜、聚合釜、合成塔、蒸压釜、煤气发生炉等。 ?换热容器(代号E)主要是用于完成介质热量交换的容器。如管壳式余热锅炉、热交换器、冷却器、冷凝器、蒸发器、加热器等。 分离容器(代号S)主要是用于完成介质流体压力平衡缓冲和气体净化分离的? 容器。如分离器、过滤器、蒸发器、集油器、缓冲器、干燥塔等。 ?储存容器(代号C,其中球罐代号B)主要是用于储存、盛装气体、液体、液化气体等介质的容器。如液氨储罐、液化石油气储罐等。 2 在一台化工容器中，如同时具备两个以上的工艺作用原理时，应按工艺过程的主要作用来划分品种。 3)按相对壁厚分 按容器的壁厚可分为薄壁容器和厚壁容器，当筒体外径与内径之比小于或等于1.2mm 时称为薄壁容器，大于1.2mm 时称厚壁容器。 4)按支承形式分 当容器采用立式支座支承时叫立式容器，用卧式支座支承时叫卧式容器。 5)按材料分 当容器由金属材料制成时叫金属容器;用非金属材料制成时，叫非金属容器。 6)按几何形状分 按容器几何形状，可分为圆柱形、球形、椭圆形、锥形、矩形等容器。 7)按安全技术管理分 上面所述的几种分类方法仅仅考虑了压力容器的某个设计参数或使用状况，还不能综合反应压力容器面临的整体危害水平。例如储存易燃或毒性程度中度以及上危害介质的压力容器，其危害性要比相同几何尺寸、储存毒性程序轻度或非易燃介质的压力容器大得多。压力容器的危害性还与其设计压力p和全容积V的乘积有关， pV值愈大，则容器破裂时爆炸能量愈大，危害性也愈大，对容器的设计、制造、检验、使用和管理的要求愈高。为此，《压力容器安全技术监察规程》采用既考虑容器压力与容积乘积大小，又考虑介质危害程度以及容器品种的综合分类方法，有利于安全技术监督和管理。该方法将压力容器分为三类。 (1)、第三类压力容器 具有下列情况之一的为第三类压力容器。 ?高压容器; ?中压容器(仅限毒性程度为极度和高度危害介质); ?中压储存容器(仅限易燃或毒性程度为中度危害介质，且pV乘积大于等于10 3MPa•m) ?中压反应容器(仅限易燃或毒性程度为中度危害介质，且pV乘积?0.5 3MPa .m); 3?低压容器(仅限毒性程度为极度和高度危害介质，且pV乘积? 0.2 MPa •m); ?高压、中压管壳式余热锅炉; ?中压搪玻璃压力容器; ?使用强度级别较高(指相应 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 中抗拉强度规定值下限大于等于540 MPa )的材料制造的压力容器; ?移动式压力容器，包括铁路罐车(介质为液化气体、低温液体)、罐式汽车, 液化气体运输(半挂)车、低温液体运输(半挂)车、永久气体运输(半挂)车, 和罐式集装箱(介质为液化气体、低温液体)等; 3?球形储罐(容积大于等于50m); 3?低温液体储存容器(容积大于5 m)。 (2)、第二类压力容器 具有下列情况之一的为第二类压力容器。 ?中压容器; ?低压容器(仅限毒性程度为极度和高度危害介质); ?低压反应容器和低压储存容器(仅限易燃介质或毒性程度为中度危害介质); ?低压管壳式余热锅炉; ?低压搪玻璃压力容器。 3 (3)、第一类压力容器 除上述规定以外的低压容器为第一类压力容器。 四、化工塔设备的分类和结构 (一)塔设备的分类 1、按操作压力分类 1)加压塔;2)减压塔;3)常压塔。 2、按化工单元操作分类 1)精馏塔; 2)吸收塔和解吸塔; 3)萃取塔; 4)反应塔; 5)再生塔; 6)干燥塔。 3、按气液接触的基本构件分类 1)填料塔; 2)板式塔 (二) 塔设备的结构 1、塔设备的基本部件 填料塔和板式塔结构见图1,2图1,3。从图中可看出，两种不同的塔结构，均包括一些基本部件，如塔体、支座及塔体附件。而其不同的内件结构则在介绍两种塔型时分别介绍。 图1,2填料塔结构图 1—支座; 2—液体出口; 3—填料支承; 4—卸料孔; 5—塔体; 6—填料; 7—液体再分布器; 8—喷淋装置 1)塔体 塔体是塔设备的主要部件，大多数塔体是等直径、等壁厚的圆筒体，顶盖以椭圆形封头为多。但随着装置的大型化，不等直径、不等壁厚的塔体已逐渐增多。塔体除满足工艺条件对它提出的强度、刚度要求外，还应考虑风力、地震、偏心载荷所带来的影响，以及吊装、运输、检验、开停工等情况。 塔体材质常采用的有:铸铁、碳素钢、低合金钢、不锈耐酸钢(复层、衬里)等。 2)塔体支座 塔设备常采用裙式支座。它应当具有足够的强度和刚度，来承受塔体操作重量、风力、地震等引起的载荷。 塔体支座的材质常采用碳素钢，也有采用铸铁的。 3)塔体附件 ?接管;?人孔和手孔;?吊耳;?吊柱;?平台和爬梯。 2、填料塔 4 图1,3板式塔总体结构图 1—裙座; 2—裙座人孔; 3—塔底液体出口; 4—裙座气孔; 5—塔体; 6—人孔; 7—蒸汽入口; 8—塔板; 9—回流入口; 10—吊柱; 11—塔顶蒸汽出口; 12—进料口 填料塔是化学工业中最常用的气液传质设备之一，在塔内设置填料使气液两相能够达到良好传质所需的接触面积。填料塔具有结构简单，便于用耐腐蚀材料制造，适应性较好。 填料塔广泛的应用在蒸馏、吸收和解吸操作，而在大型装置中，填料塔的使用范围正在扩大。六十年代后期，直径超过3米的填料塔已十分普遍。目前，填料塔不仅可以大型化，而且在某些方面超过了板式塔的规模。所以，近代化学、石油工业中，填料塔的地位变得日益重要。近来，由于塔内采用接触面积较大的矩鞍型或聚丙烯鲍尔环填料，经实践证明，已克服大型填料塔的不足，显示出效率高，处理量大，压力降小等优点。 1)填料 ?、填料的选择 填料塔操作的好坏与选用填料的正确与否有很大关系。选择填料的原则如下:单位体积填料的表面积要大;使气液相接触的自由体积要大;对气相阻力要小，即空隙截面积大;重量要轻;机械强度要高;耐介质腐蚀，经久耐用;价格低廉。填料的选择，应根据操作压力和介质来选择填料的材质，根据操作工艺要求，选择填料的型式，根据填料塔径选择填料尺寸。 ?、填料的分类 工业用填料大致分为实体填料和网体填料两大类。 ?、填料材质 选择填料要根据被处理物料的腐蚀性及操作压力，确定使用填料的材质。 ?、填料尺寸选择 5 填料尺寸选定与塔径尺寸有关，一般要求塔径与填料直径之比不能太小，否则，填料与塔壁的间隙过大，易使液体沿塔壁空隙流下，使截面上液体分布不均。 ?、常用填料的特性 ?拉西环 拉西环使用历史悠久，各种参数比较完整;设计与操作经验丰富，外形简单、制造方便;取材容易、造价低廉，适用于非金属耐腐蚀材料制造等优点。但拉西环由于表面积利用率低，因而使塔的生产能力降低，阻力较大，加上自身的形状决定了它沟流和壁流严重，使气液分布不均匀，气—液接触不良。 ?鲍尔环 鲍尔环除钢制外，还有用陶瓷和塑料制成的。具有如下优点: 对于同样的空隙率而言，阻力比拉西环小，因而可提高气速，生产能力可以提高。 由于小窗叶片向环中心弯，液体分布较为均匀，所以沟流和壁流情况比拉西环好。 开小窗后表面积比拉西环要大，且环内表面得以充分利用，以进行气液传质，而拉西环内表面利用率较低。 操作弹性范围大。 在一般情况下，当同样压降时，处理量比拉西环大50,以上;在同样处理量时，压降可降低，传质效率能提高20,左右。 ?、鞍形填料 鞍形填料又分弧鞍形和矩鞍形两种。 此种填料常用于吸收操作，处理腐蚀性介质较为适宜，且成本低。近来，又对矩鞍形填料予以改进。它是目前瓷制填料中处理量大，效率较高的一种。 2)塔设备喷淋装置 在塔顶部装设喷淋装置，可使塔顶引入的液体能沿塔截面均匀分布进入填料层，避免部分填料得不到湿润，降低填料层的有效利用率，影响传质效果。喷淋装置的类型很多，常用的如下表: 管式 喷淋型 莲蓬头式 盘式 溢流式 槽式 喷淋装置类型 反射板式 冲击式 宝塔式 离心式 机械式 ?管式喷淋器 小直径的填料塔(300mm以下)可以采用管式喷淋器，如图1-4(a)、(b)所 示。直径小于600mm的塔可采用多孔直管式如图1-4(c)。该结构的优点是结构简 单，缺点是喷淋面积小而且不均匀。 6 图1-4管式喷淋器 (a)直管;(b)弯管;(c)多孔直管式 对于直径稍大的填料塔(1200mm以下)，可以采用多孔环管喷淋器，如图1-5所示。环状管的下面开有小孔，小孔直径为4~8mm，共有3~5排，小孔面积总和约与管截面积相等，环管中心圆直径D一般为塔径D的60,80,。这种喷淋器优点是结构1g 简单，制造及安装方便，但缺点是喷淋面积小，不够均匀，而且液体要清洁，否则小孔易堵塞。 ?莲蓬头式喷淋器 这种结构是应用最普遍的一种喷淋装置，结构简单，喷淋较均匀，如图1,6所示。莲蓬头可以作成半球形、碟形或杯形，它悬于填料上方中央处，液体经小孔分股喷出，莲蓬头直径一般为塔径的20,30,，小孔直径为3,15mm，它的安装位置离填料表面的距离一般约为(0.5,1)Dg，此种结构的缺点是容易堵塞，液体分布情况与压头有关，所以适用于料液清洁且料液压头不变或变化不大的情况，一般用于直径600mm以下的塔设备。 ?溢流型喷淋器 盘式分布器是常用的一种溢流型喷淋装置，液体经过进液管加到喷淋盘内，然后 ,7所示。降从喷淋盘内的降液管溢流，喷淋到填料上。中央进料的盘式分布器如图1液管一般按等边三角形排列，焊接在喷淋盘的分布板上。 图1,5环管多孔喷淋器 7 图1,6莲蓬头式喷淋器 图1,7盘式分布器 ?冲击型喷淋器 反射板式喷洒器为冲击型的一种，利用液流冲击 反射板(可以是平板、凸板或锥形板)以飞溅分布液体。最简单的结构为平板，液体循中心管流下，冲击后分成液滴并向各方飞溅。 3)液体再分布装置 由于工艺条件的要求，需要的填料层总高度较大，当喷淋液体喷到填料表面后，液体有流向塔壁造成“壁流”的倾向，称为“干锥体”现象，使液体分布不均，降低了填料塔的效率。为避免产生“干锥体”现象，必须在塔结构上采取措施，即沿填料层每隔一段距离，装设液体再分布器，使其在整个高度的填料层内部都得到喷淋液的均匀分布。分配锥是最简单的一种结构，如图1,8所示。(b)图为具有通孔的分配锥，适用塔径在600~800mm的塔，α为35º,45º，D,(0.7,0.8)D。图1-9所示为槽形液1g 体再分配器，器上的通孔是增加气体通过的截面积，使气体通过再分配器时，速度变化不大，该分布器适用塔径600mm以上的塔。 图1-8 分配锥 图1-9 槽形再分配器 8 4)填料的支承结构 填料的支承结构不但要有足够的强度和刚度，而且须有足够的自由截面积，否则会增大塔的压力降，使在支承处不致首先发生液泛。 在工业填料塔中，最常用的填料支承是栅板，它是用竖扁钢制成，其结构见图1-10。 5)除沫器 除沫器是用来捕集夹带在气相中液滴的装置，装在塔内顶部，它能起到保证传质效率，降低物料损失，改善塔后压缩机或真空泵的操作状况以及减少对环境污染的作用。 图1-10填料支承结构 图1-11 小型除沫器 常见的除沫器有折板除沫器、填料除沫器及丝网除沫器，其中丝网除沫器采用最多，它适用于分离5微米的液滴，其除沫率可达99%。丝网由一定规格编织成的丝网带卷制成盘状物，再用支承板加以固定，丝网带可用金属或非金属材料制成，丝网支承栅板的自由截面积应大于90%。适用于洁净气体。若在气液中含有粘结物时，则易堵塞网孔，影响塔的正常操作。 图1-11是一种小型除沫器，该结构适用于除沫器直径与塔径相近的情况。若塔体直径大于1000mm以上时，将采取分块结构型式，便于丝网的安装与检修。 (三)板式塔 板式塔因空塔速度比填料塔高，所以生产强度比填料塔大。板式塔的塔板结构有多种，它是决定塔特性的主要因素。 1、塔板的主要部件 塔板的主要部件有: 1)降液管 降液管的作用是使液体由上一层塔板流到下一层塔板。 2)出口堰 出口堰具有维持板上液层高度及使液流均匀的作用。 3)入口堰 其作用是使上一层板流入的液体能在板上均匀分布，并减少进入处液体水平冲出。 降液管与下层塔板至入口堰处称为受液盘，这种结构便于液体的侧线抽出。在低液流量时，仍能造成正液封，具有改变液体流向的缓冲作用。 4)塔板 9 塔板有整块式或分块式两种。 (1)整块式塔板 此种塔板一般用于塔径小于800mm，人不便进入安装和检修的塔内。塔体由若干塔节组成，塔节与塔节之间用法兰连接。塔板与塔板之间用管子支承。塔板与塔壁间隙用填料来密封。 (2)分块式塔板 分块式塔板用于塔径在900mm以上，人可以进入的塔内。塔体为一焊制整体圆筒，不分塔节，而塔板是分成数块，通过人孔送入塔内，装到焊在塔内壁的塔板固定件上。 为了进行塔内清洗和检修，在塔板中央设置一块内部通道板，通道板应为上、下均可拆的。 塔板上的鼓泡构件型式很多，常用鼓泡构件为泡罩、浮阀等。下节分别叙述。 (3)泡罩塔板 泡罩塔板所用的泡罩有圆形和条形两类，其主要特点是鼓泡元件各具有升气管。上升气体经升气管由泡罩齿缝吹入液层，两相接触密切，加之板上液层较高，两相接触时间较长，分离效果较好。但由于气体通过泡罩的路线曲折及液层较高，导致压降及雾沫夹带增高等缺点。同时，由于塔板上液面梯度较大，气相分布不均，影响传质效率，这也是泡罩结构所造成的。 (4)浮阀塔板及特点 ?生产能力大，比泡罩塔板约提高20,40,，与筛板塔相近。 ?操作弹性大，在较宽的气速变化范围内，板效率变化较小，其弹性范围(即最大负荷与最小负荷之比)为7,9。 ?由于气,液接触状态良好，以及气体为水平方向吹出，雾沫夹带量小，因此塔板效率高，比泡罩塔效率可提高15,左右。 ?液面梯度小，蒸汽分配比较均匀，塔板压降比泡罩塔小。 ?塔板结构简单，安装容易。 浮阀塔板结构与泡罩塔板类同。操作时气流自下而上吹起浮阀，从浮阀周边水平方向吹入塔板上液层，进行两相接触。液体则由上一层塔板的降液管流入，经进口堰均布，再横向流过塔板与气相接触传质后，再经溢流堰进入降液管，流入下一层塔板。 五、化工换热设备的结构和分类 化工换热设备是在化工生产过程中即化学反应物中实现热能传递的设备，使热量从温度较高的流体传给另一种温度较低的流体。 在化肥、化工、炼油工业生产中，常常进行着各种不同的换热过程，特别是近年开发的各种化工工艺，充分进行了热能的综合利用，各种型式的高效、节能换热设备不断推出，应用到不同的冷换操作单元中。例如:加热或冷却、蒸发或冷凝。换热设备就是在生产过程即化学反应或物理反应中实现热能传递的设备，使热量从温度较高的流体传给另一种温度较低的流体。根据生产工艺的不同，为达到热量的充分利用和满足工艺参数，换热设备可以是热交换器(如两流体介质相互换热)、冷凝器(如用水蒸汽冷凝)、加热器(如高温工艺气加热水)、冷却器(如水或液体氨作冷载体)等。在化工生产中，换热设备不但作为一个单独的化工设备，而且在其他设备中也常附有换热设备或换热部分，如蒸馏设备中的回流冷凝器，蒸发设备中的加热，高低变炉和氨合成塔中触媒的换热等，均为重要的不可缺少的化工操作设备。 化工生产流程中，用于汽,液、汽,气、气,气、液,液之间的换热设备，按热量的授受方式可分为?表面式换热器;?蓄热式换热器;?液体间接式换热器;?直接接触式换热器。 表面式换热器是温度不同的两种流体在被壁面分开的空间里流动，通过壁面 的导热和流体在壁表面对流，两种流体之间进行换热。表面式换热器有管壳式、套管 10 式和其他型式的热交换器。 蓄热式换热器是借助于由固体构成的蓄热体，把热量从高温流体传递给低温流体，蓄热体与高温流体接触一定时间，接受和储蓄了一定热量，然后与低温流体接触一定时间，把热量释放给低温流体。蓄热式换热器有用在一段炉对流段上的旋转换热器，回收烟气温度用于预热燃烧空气;还有阀门切换式换热器等。 流体连接间接式换热器，是把两个表面式换热器由在其中循环的热载体连接起来的换热器，热载体在高温流体热交换器和低温流体之间循环，在高温流体换热器接受热量，在低温流体换热器把热量释放给低温流体。 直接接触式热交换器是两种流体直接接触进行换热的设备，例如:冷水塔、气体冷凝器等。另外，换热器按用途还可分为: 加热器———把流体加热到必要的温度，但加热流体没有发生相的变化。 预热器———预先加热流体，为后序操作提供标准的工艺参数; 过热器———用于把流体(工艺气或蒸汽)加热到过热状态; 蒸发器———用于加热流体，达到沸点以上温度，使其流体蒸发，一般有相 的变化。 (一)化工装置常用换热设备结构、性能和特点 1、管壳式换热器 ?管壳式换热器的类型和优缺点 常用的管壳式换热器有固定管板式、浮头式和“U”形管式。 固定管板式换热器结构简单，造价低，制造容易，管程清洗检修方便。壳程清洗困难，管束制造后有温差应力存在，当冷热两流体的平均温差较大，或壳体和传热管材料热膨胀系数相差较大、热应力超过材质的许用应力时，在壳体上应设膨胀节，由于膨胀节不能承受较大内压，所以换热器壳程压力不能太高。 固定管板式换热器适用于两种介质温差不大(一般应低于30?)，或温差较大但壳程压力不高的条件。 浮头式换热器的优点是壳体和管束的温差不受限制，管束清洗和检修较为方便，管程、壳程均容易清扫。缺点是结构复杂，密封要求较高，一旦泄漏在线处理较为困难。一般在温差较大的化工单元操作中设置浮头式换热器。 U形管式换热器，克服了固定管板式和浮头式换热器的缺点，但在U形拐弯处很难清洗干净，更换管子较为困难，特别是管板中心部的U形管，泄漏后只能堵管，要想更换管子必须从管板处全部切除，造成很大浪费。U形管换热器适用于两种流体温差较大，且壳程易结垢的条件。 ?管壳式换热器的结构特点 ?、固定管板式换热器 固定管板式换热器主要有外壳、管板、管束、封头压盖等部件组成，如图1,12所示。其结构特点是在壳体中设置有管束，管束两端用焊接或胀接的方法将管子固定在管板上，两端管板直接和壳体焊接在一起，壳程的进出口管直接焊在壳体上，管板外圆周和封头法兰用螺栓紧固，管程的进出口管直接和封头焊在一起。管束内根据换热管的长度设置了若干块折流板。这种换热器，管程可以用隔板分成任何程数。应用极为广泛。近年来，也有设计开发出固定管板的挠性管板，即薄管板式换热器，这是根据弹性薄圆板理论，在均匀载荷作用下周边固定支承的圆平板产生的挠度可被看作在管板布管区的变形，无论是热应力还是管壳温差应力挠性变形薄管板均能承受，它的应用比常规的固定管板式换热器更具有优点。 11 图1,12固定管板式换热器结构图 1—排气口 2—封头 3—法兰 4—管板 5—排气口 6—壳体 7—列管 8—支座 9—定距管 10—折流板 11—膨胀节 12—壳体接管 13—排气口 14—封头接管 15—封头 16—排气口 17—法兰 18—管板 19—排液口 20—支座 21—接管 22—排液口 23—入口管 薄管板换热器用于中压、大直径换热设备上更有满意的效果。薄管板的结构一般 13。 有三种型式，如图1, 图1,13薄管板结构 (a)凸面薄管板;(b)平面薄管板;(c)凹面薄管板 ?、浮头式换热器 浮头式换热器主要由壳体、浮动式封头管箱、管束等部件组成，如图1,14所示。它的一端管板固定在壳体与管箱之间，另一端管板可以在壳体内自由移动，也就是壳体和管束热膨胀可自由，故管束和壳体之间没有温差应力。一般浮头设计成可拆卸结构，使管束可自由地抽出和装入。浮头式换热器的浮头也有不同的结构型式，常用的如图1,15所示，它是用钳形环和螺栓使浮头和管板密封贴合，以使管内和管间流体互不渗漏。这种结构现在用的不多了。根据设计 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 ，采用了图1,16所示结构，即浮头盖法兰直接和钩圈用螺栓紧固，使浮头法兰和活动的管板密封贴合，虽然减少了管束的有效传热面积，但密封性可靠，整体也较紧凑。 图1-14浮头式换热器 1—吊环; 2—平盖板; 3—法兰; 4—接口; 5—管线接管; 6—分程板; 7—壳体;8—排气口;9—接管;10—接管; 11—封头;12—接管;13—排气口;14—接管; 15—支座; 16 12 —内封头; 17—堰板;18—吊耳;19—浮头衬托;20—浮动管板;21—列管; 22—折流板;23—定距管;24—支座;25—接管;26—排液口; 27—法兰; 28—固定管板; 29—法兰;30—排液口;31—接管; 32—管箱 ?、“U”形管式换热器 U形管式换热器的结构如图1-17所示。结构特点是换热管做成U形，两端固定在同一块管板上，由于壳体和管子分开，可以不考虑热膨胀，管束可以自由伸缩，不会因为流体介质温差而产生温差应力。U形管换热器只有一块管板，没有浮头，结构比较简单。管束可以自由抽出和装入，方便清洗。由于换热管均做成半径不等的U形弯，最外层损坏后可更换外，其余的管子损坏只有堵管。同时和固定管板式换热器相比，它的管束的中心部分存有空隙，流体很容易走短路，影响了传热效果，管板上排列的管子也比固定管板式换热器少，体积有 些庞大。由于U形管曲率半径不一样，也增加了制造程序，加上切管长短不一，流体流动状态下的分布也不均匀，堵管后更减少了换热面积。 图1-15浮头结构之一 图1-16浮头结构之二 图1-17 U形管式换热器 1—吊耳; 2—盖板; 3—法兰; 4—接管; 5—接管; 6—隔板; 7—接管;8—短管; 9—壳体;10—折流板; 11—挡板; 12—拉杆; 13—列管;14—放气管; 15—封头; 16—接管; 17—支座;18—支座; 19—接管;20—短管;21—法兰;22—管板;23—接管;24—接管;25—管箱 U形管换热器，一般使用于高温高压的场合，在压力高时，须加厚管子弯管段的壁厚。为增加流体介质在壳程内的流速，可在壳体内设置折流板和纵向隔板，以提高传热效果。 2、板式换热器 板式换热器是一种高效换热器，在工厂应用中有伞板换热器和平板换热器，化工装置中常用后一种。工作原理如图1-18。 板式换热器的特点: ?、体积小，占地面积少。 13 ?、传热效率高，可使在低速下强化传热。 图1,18 板式换热器工作原理图 ?、组装方便，当增加换热面积时，只多装板片，进出口管口方位不需变动。 ?、热损失小，不需保温，热损失只为1,左右。 ?、拆卸、清洗方便，检修容易在现场进行。特别对于易结垢的介质，板片随时拆下清洗。 ?、使用寿命长。一组板式换热器，一般可使用5,8年，而后常因橡胶板条老化而泄漏，拆下后重新粘结板条，组装板片可继续使用。 ?、板式换热器的缺点是密封周边较长，容易泄漏，使用温度只能低于150?，承受压差较小，处理量较小，一旦发现板片结垢必须拆开清洗。 板式换热器的结构及部件性能: 板式换热器的整体结构如图1,19，主要有传热板片、密封板条、两端压板、固定螺栓、支架、进出口管等部件组成。 14 图1,19板式换热器结构图 1—固定板; 2—进口; 3—孔; 4—支架; 5—螺栓; 6—孔; 7—螺杆;8—夹紧螺栓; 9—螺母; 10—防松螺母;11—下导杆; 12—立柱;13—紧固压板; 14—上滑杆; 15—板片; 16—胶垫; 17—板片; 18—压紧板 ?、传热板片传热板片是换热器主要起换热作用的元件，一般波纹做成人字形，但A板和B板人字相反，如图1,20。按照流体介质的不同，传热板片的材质也不一样，大多采用不锈钢和钛材制作而成。制作工艺为平板冲压，大多压成矩形板片。 ?、密封板条 板式换热器的泄漏多是因为密封板条压制错位或者老化引起的，所以在开始组装或者解体时必须选择合适的密封板条，以适用流体介质的性能。一般选用乙丙胶、丁腈橡胶、氯丁橡胶等，然后用401号粘结剂粘牢固化后组装。对于使用的密封板条应有严格的技术要求，例如:耐温、弹性好，抗大气腐蚀、抗阳光紫外线、抗老化等性能。 ?、端盖 两端盖主要是夹紧压住所有的传热板片，保证流体介质不泄漏，一般为碳素，端盖应平滑，不应有变形、腐蚀、锈蚀等缺陷。 ?、固定螺栓 固定螺栓一般是通杆螺纹，预紧螺栓时，一定用力矩扳手，使固定板片的力均匀。螺纹裸露部分，一定用塑料套管保护，防止锈蚀。 ?、支架 支架是挂传换板片的，对于不同型号的换热器，支架的高度、长度也不一样，同时，支架下部有和基础固定的螺栓。吊装和安装换热器时，严格选择吊点，防止支架变形。 ?、进出口管 进出口管和两端压盖联在一起，值得注意的是在进出口管内衬有橡胶衬套，安装 15 时不能被外部压变形，否则很容易造成泄漏。 图1,20 传热板片 1—人字形板片; 2—密封板条 六、化工管路与阀门 化工管路与阀门是化工生产中不可缺少的组成部分，是各类化工设备的纽带，其主要作用是输送和控制各种流体，如气体、液体等。 (一)、化工用管的种类: 按材质分: 1、金属用管 ?、铸铁管，铸铁管是化工管路中常用的管道之一。由于性脆及连接紧密性较差，只适用于输送低压介质，不宜输送高温高压蒸汽及有毒、易爆性物质。常用于地下给水管、煤气总管和下水管道。铸铁管的规格以Ф内径×壁厚(mm)表示。 ?、有缝钢管，有缝钢管按使用压力分普通水煤气管(耐压0.1,1.0MPa)和加厚管(耐压1.0~1.5MPa)。一般用于输送水、煤气、取暖蒸汽、压缩空气、油等压力流体。镀锌的叫白铁管或镀锌管。不镀锌的叫黑铁管。其规格以公称直径表示。最小公称直径6mm，最大公称直径150mm。 ?、无缝钢管，无缝钢管的优点是质量均匀强度较高。其材质有碳钢、优质钢、低合金钢、不锈钢、耐热钢。因制造方法不同，分为热轧无缝钢管和冷拔无缝钢管两种。管道工程中管径超过57mm时，常用热轧管，57mm以下时常用冷拔管。无缝钢管常用于输送各种受压气体、蒸气和液体，能耐较高温度(约435?)。合金钢管用于输送腐蚀性介质，其中耐热合金管耐温可达900~950?。无缝钢管的规格以Ф内径×壁厚(mm)表示。冷拔管最大外径为200mm，热轧管最大外径630mm。无缝钢管按用途分为一般无缝管和专用无缝管，如石油裂化无缝管、锅炉无缝管、化肥无缝管等。 ?、铜管，铜管传热效果好，因此主要应用于换热设备和深冷装置的管路，仪表测压管或传送有压力的流体，但温度高于250?时，不宜在压力下使用。因价格较贵，一般使用在重要场所。 ?、铝管，铝具有很好的耐蚀性。铝管常用于输送浓硫酸、醋酸、硫化氢及二氧化碳等介质，也常用于换热器。铝管不耐碱，不能用于输送碱性溶液及含氯离子的溶液。由于铝管的机械强度随着温度的升高而显著降低，故铝管的使用温度不能超过200?，对于受压管路，使用温度将更低。铝在低温下具有较好的机械性能，故在空气分离装置中大都采用铝及铝合金管。 ?、铅管，铅管常用作输送酸性介质的管路，可输送0.5,,15,的硫酸、二氧化碳、60,的氢氟酸及浓度低于80,的醋酸等介质，不宜输送硝酸、次氯酸等介质。铅管最高使用温度为200?。 2、非金属用管 ?、塑料管，塑料管的优点是耐蚀性好、质量轻、成型方便、容易加工。缺点是 16 强度低，耐热性差。目前最常用的塑料管有硬聚氯乙烯管、软聚氯乙烯管、聚乙烯管、聚丙烯管以及金属管表面喷涂聚烯、聚三氟氯乙烯等。 ?、橡胶管，橡胶管具有较好的耐腐蚀性能，质量轻，有良好的可塑性，安装、拆卸灵活方便。常用的橡胶管一般由天然橡胶或合成橡胶制成，适用于对压力要求不高的场合。 ?、玻璃管，玻璃管具有耐腐蚀、透明、易于清洗、阻力小、价格低等优点，缺点是性脆、不耐压。常用于检测或实验性工作场合。 ?、陶瓷管，化工陶瓷与玻璃相近，耐腐蚀性好，除氢氟酸、氟硅酸和强碱外，能耐各种浓度的无机酸、有机酸和有机溶剂的腐蚀，由于强度低、性脆，一般用于排除腐蚀性介质的下水道和通风管道。 ?、水泥管，主要用于对压力要求、接管密封不高的场合，如地下排污、排水管等。 (二)、管件与阀门 管路中除管子以外，为满足工艺生产和安装检修等需要，管路中还有许多其他构件如短管、弯头、三通、异径管、法兰、盲板、阀门等。我们通常称这些构件为管路附件简称管件。管件是组成管路不可缺少的部分。这里简单介绍几种常用管件。 图1,21 弯头 1、弯头 图1,21 弯头主要用来改变管路的走向，可根据弯头弯曲的程度不同来分类，常见的有90º、45º、180º、360º弯头。180º、360º弯头又称U形弯管。另外还有工艺配管需要的特定角度的弯头。弯头可用直管弯曲或用管子拼焊而成，也可用模压后焊接而成，或用铸造和锻造等方法制成，如在高压管路中的弯头大都是优质碳钢或合金钢锻制而成的。 图1,22三通 2、三通 图1,22 当两条管路之间相互连通或需要有旁路分流时，其接头处的管件称为三通。根据接入管的角度不同，有垂直接入的正接三通、斜接三通。斜接三通按斜接角度来定名 17 称，如45º斜三通等。此外按出入口的口径大小分别称谓，如等径三通等。 除常见的三通管件外，还常以接口的多少称，例如四通、五通、斜接五通等。常见的三通管件，除用管子拼焊外，还有用模压组焊、铸造和锻造而成。 图1,23 短接管和异径管 3、短接管和异径管图1,23 当管路装配中短缺一小段，或因检修需要在管路中置一小段可拆的管段时，经常采用短接管。短接管有带连接头(如法兰、丝扣等)，或仅仅是一直短管，也称为管垫。 将两个不等管径的管口连通起来的管件称为异径管。通常叫大小头。这种管件有铸造异径管，也有用管子割焊而成或用钢板卷焊而成。高压管路中的异径管是用锻件或用高压无缝钢管缩制而成。 4、法兰、盲板 图1,24 为便于安装和检修，管路中常采用可拆连接，法兰就是一种常用的连接零件。 图1,24 法兰、盲板 为清理和检查需要在管路上设置手孔盲板或在管端装盲板。盲板还可以用来暂时封闭管路的某一接口或将管路中的某一段管路中断与系统的联系。在一般中低压管路中，盲板的形状与实心法兰相同，所以这种盲板又叫法兰盖，这种盲板同法兰一样都已标准化，具体尺寸可以在有关手册中查到。 另外在化工设备和管路的检修中，为确保安全，常采用钢板制成的实心圆片插入两个法兰之间，用来暂时将设备或管路与生产系统隔绝。这种盲板习惯叫插入盲板。插入盲板的大小可与插入处法兰的密封面外径相同。 5、阀门 用来控制流体在管路内流动的装置称为阀门。其主要作用有: ?启闭作用———切断或沟通管路中的流体流动; 调节作用———调节管路内流体流速、流量; ? ?节流作用———流体流过阀门后，产生很大压力降。 根据阀门在管路的作用不同，可分为切断阀(又称截止阀)、节流阀、止回阀、安全阀等;根据阀门的结构形式不同，可分为闸阀、旋塞(常称考克)、球阀、蝶阀、隔膜阀、衬里阀等。此外，根据制作阀门的材料不同，又分为不锈钢阀、铸钢阀、铸铁阀、塑料阀、陶瓷阀等。各种阀门的选用可查有关手册和样本，这里仅介绍最常见的几种阀门。 (1)截止阀(图1-25)，因结构简单，制造维修方便，在中低压管路中应用广泛。它是利用装在阀杆下面圆形阀盘(阀头)与阀体内凸缘部分(阀座)相配合来达到截止流体流动的目的。阀杆靠螺纹升降可调节阀门的开启程度，起到一定的调节作用。 由于阀门的截流作用是依靠阀头与阀座平面接触密封，不适合用于含有固体颗粒流体的管路上。截止阀可按使用介质特性选用合适的阀头、阀座、壳体的材料。对于使用中因密封不好或阀头、阀座等零件损坏的阀门，可以采取光刀、研磨、堆焊镶套 18 等办法修复使用，以延长阀门使用寿命。 图1-25 截止阀 (2)闸阀(图1-26)，是靠与介质流动方向垂直的一块或两块平板，同阀体密封面相配合达到封闭的目的。阀板的升起就使阀门开启。平板随阀杆的旋转而升降，用开启的大小调节流体的流量。这种阀门阻力小、密封性能好、开关省力，特别适用于大口径的管路上，但闸阀的结构比较复杂、种类较多。根据阀杆结构不同，有明杆和暗杆之分;根据阀板的结构形式又分为楔式、平行式等。一般楔式阀板为单阀板，平行式多用两块阀板。平行式比楔式容易制造，好修理，使用中不易变形，但不宜用于输送含有杂质的流体管路中，多用于输送水、干净气体，油类等管路中。 (3)旋塞(图1-27)，旋塞俗称考克，它是利用阀体内插入一个中央带孔的锥形栓塞启闭管路。旋塞根据密封形式不同，可分填料旋塞、油密封式旋塞和无填料旋塞等。 旋塞的结构简单，外形尺寸小，启闭迅速，操作方便，流体阻力小，便于制成三通路或四通路的分配或切换阀门。旋塞的密封面大，容易磨损，开关时费力，不易调节流量，但切断迅速。旋塞可用于压力和温度较低或介质中含有固体颗粒的流体管路中，但不宜用于压力较高、温度较高或蒸汽管路中。 (4)节流阀(图1-28)，属于截止阀的一种。其阀头的形状为圆锥形或流线形，可以较好的控制调节流体的流量或进行节流调压等。该阀制作精度要求较高，密封性能好。主要用于仪表控制或取样等管路中，但不宜用于粘度大和含固体颗粒介质的管路中。 (5)球阀(图1-29)，又称球心阀，是近几年发展较快的一种阀门。它利用一个中间开孔的球体作阀心，依靠球体的旋转来控制阀门的开或关。它和旋塞相仿，但比旋塞的密封 19 图1-26 闸板阀 1,27 旋塞 图 面小，结构紧凑，开关省力，远比旋塞应用广泛。随着球阀制造精度的提高，球阀不仅在中低压管路中使用，而且已在高压管路中应用。但由于密封材料的限制，目前还不宜用于高温管路中。 (6)隔膜阀(图1-30)，常见的有胶膜阀。这种阀门的启闭是一块特制的橡胶膜片，膜片夹置在阀体与阀盖之间，关闭时阀杆下的圆盘把膜片压紧在阀体上达到密封。这种阀门结构简单，密封可靠，便于检修，流体阻力小。适用于输送酸性介质和带悬浮物的流体管路中，但一般不宜用于较高压力或温度高于60?的管路，不宜用于输送有机溶剂和强氧化介质的管路中。 20 图1-28 节流阀 图1,29 球阀 (7)止回阀(图1-31)，又称止逆阀或叫单向阀。安在管路中使流体只能向一个方向流动，不允许反向流动。它是一种自动关闭阀门，在阀体内有一个阀瓣或摇板。当介质顺流时流体将阀瓣自动顶开;当流体倒流时，流体(或弹簧力)自动将阀瓣关闭。 图1,30 隔膜阀 21 图1,31 止回阀 按止回阀结构的不同，分为升降式和旋启式二类。升降式止回阀瓣是垂直于阀体通道升降运动的，一般用于水平或垂直管道上;旋启式止回阀的阀瓣常称为摇板，摇板一侧与轴连接，摇板可绕轴旋转，旋启式止回阀一般安装在水平管道上，对于小口径的也可以安装于垂直的管道上，但要注意流量不宜太大。 止回阀一般适用于清洁介质的管路中，对含有固体颗粒和粘度较大的介质管路中不宜采用。升降式的止回阀封闭性能比旋启式的好，但旋启式的止回阀流体阻力比升降式的小。一般情况下旋启式止回阀适用于大口径的管路中。 (8)蝶阀( 图1,32)，是靠管内一个可以转动的圆盘(或椭圆盘)来控制管路启闭。它结构简单，外形尺寸小。由于密封结构及材料问题，该阀门封闭性能较差，只适用于低压、大口径管路中的调节，常用在输送水、空气、煤气等介质的管路中。 (9)减压阀(图1,33)，是将介质压力降低到一定数值的自动阀门，一般阀后压力要小于阀前压力的50%，它主要靠膜片、弹簧、活塞等零件利用介质的压差来控制阀瓣与阀座的间隙达到减压的目的。减压阀的种类很多，常见的有活塞式和薄膜式二种。 (10)衬里阀(图1,34)，为防止介质的腐蚀，有的阀门需要在阀体和阀头等衬耐腐蚀的材料(如铅、橡胶、搪瓷等)，衬里材料应根据介质的性质来选用。为衬里方便，衬里阀门大多制成直角式或直流式。 图1,32 蝶阀 22 (11)安全阀(图1-35)，为确保化工生产的安全，在有压力的管路系统中，常设有安全装置，即选用一定厚度的金属薄片，像插入盲板一样装在管路的端部或三通接口上。当管路内压力升高时，薄片被冲破从而达到泄压目的。爆破板一般用于低压、大口径的管路中，但在大多数化工管路中则用安全阀，安全阀的种类很多，大致可分为两大类，即弹簧式和杠杆式。 图1,34 衬里阀 23 图1,35 安全阀 弹簧式安全阀，主要依靠弹簧的作用力来达到密封。当管内压力超过弹簧的弹力时，阀门被介质顶开，管内流体排出，使压力降低。一旦管内压力降到低于弹簧弹力时，阀门重新关闭。 杠杆式安全阀主要靠杠杆上重锤的作用力达到密封，作用原理同弹簧式。 安全阀的选用，是根据工作压力和工作温度决定公称压力的等级，其口径大小可参考有关规定计算确定。安全阀的结构型式、阀门的材质均应按介质的性质、工作条件选用。安全阀的起跳压力、试验及验收等均有专门规定，由安全部门定期校验、铅封打印。在使用中不得任意调节，以确保安全。 6、管路的连接 管路的连接包括管道与管道的连接、管道与各种管件、阀门及设备接口等处的连接。目前普遍采用的有:法兰连接、螺纹连接、焊接及填料式连接等。(图1-36) 1)法兰连接 ( 这是一种可拆式的连接，它与设备法兰相同。法兰盘与管道固定在一起，且采用与设备法兰相同的密封面型式及垫片实现可靠的密封。 (2)螺纹连接 这种连接常用白漆加麻丝或四氟膜缠绕在螺纹表面，然后将螺纹配合拧紧，主要依靠锥管螺纹的咬合和在螺纹之间加敷的密封材料来达到密封。这种连接方法可以拆卸，但没有法兰连接那样方便，且密封可靠性较低，其使用压力、使用温度不宜过高。 目前，螺纹连接大多用于水煤气钢管、自来水管路及一般生活用管路和机器润滑油管路中。 (3)焊接连接 这是一种不可拆连接结构，是用焊接的方法将管道和各管件、阀门直接连成一体的。这种连接密封非常可靠、结构简单、便于安装，但给检修工作带来不便。 图1-36焊接连接 管路的焊接有对接、搭接、带衬环的对接、加管箍焊接等，如图5-9-17所示。可根据管路材料和施工要求选用。 (4)除上述三种常见的连接结构外，在实际管路中还可看到许多不同的连接结构。 24 ?承插式连接(图1-37)，它的管口是特制的，管端套入后，在承插处的空隙中填入密封材料如麻、水泥、铅等填料以达到密封目的。这种连接常用于公称压力0.6MPa以下的管路中，同时对于铸铁管道和非金属管道(如水泥管、陶瓷管等)在密封要求不高的情况下也可采用这种连接。 ?填料函式连接(图1-38)，这种结构靠压紧填料来达到密封目的，其特点是管道可以自由伸缩，以补偿管路因温度变化而引起的长度变形。该连接适用于公称压力1.6MPa以下的管路中。 图1-37 承插连接 图1-38 填料函式连接 第二节 化工用机泵概述及其分类 一、化工泵的概述 在化工装置中，使用着各种各样的泵，这些泵作为化工生产中的一个要素，有助于生产过程中液体的流动和化学反应的进行，对提高工厂生产率起着相当重要的作用。 通常我们把增加液体能量的机器叫做泵。化工泵由于所输送液体的种类和性质不同，选择的泵的结构和材料也不一样，化工泵常选些特殊材质和特殊结构的泵来满足化工工艺的需要。因此，对化工泵的特殊要求有以下几点。 1、能适应化工工艺条件 泵在化工生产中，不但输送液体物料并提供工艺要求的必要压力外，还必须保证输送的物料量，在一定的化工单元操作中，要求泵的流量和扬程要稳定，保持泵高效率可靠运行。 2、耐腐蚀 化工泵输送的介质，包括原料、反应中间物等往往多为有腐蚀性介质。这就要求泵的材料选择适用和合理，保证泵的安全、稳定、长寿命运转。 3、耐高温或低温 化工泵输送的高温介质，有流程液体物料，也有反应过程所需要和所产生的载热液体。例如:冷凝液泵、锅炉给水泵、导热油泵。 化工泵输送的低温介质种类也很多，例如:液氧、液氮、甲烷等，泵的低温工作温度大都在-20?,-100?。 不管输送高温或低温的化工泵，选材和结构必须适当，必须有足够的强度，设计、制造的泵的零件能承受热的冲击、热膨胀和低温冷变形、冷脆性等的影响。 4、耐磨损、耐冲刷 由于化工泵输送的物液中含有悬浮固体颗粒，同时泵的叶轮、腔体也有的在高压高流速下工作，泵的零部件表面保护层被破坏，其寿命较短，所以必须提高化工泵的耐磨性、耐冲刷性，这就要求泵的材料选用耐磨的锰钢、陶瓷、铸铁等，选用耐冲刷的钛材、锰钢等。 25 5、无泄漏 化工泵输送的液体介质多数为易燃、易爆、有毒有害，一旦泄漏严重污染环境，危及人身安全和职工的身心健康，更不符合无泄漏工厂和清洁文明工厂的要求，这就必须保证化工泵运行时不泄漏，在泵的密封上采用新技术新材料，按规程操作，高质量检修。 二、化工泵的分类 化工泵的类型繁多，通常按其不同的工作原理可分以下几类。 1、容积式泵 容积式泵是利用泵缸体内容积的连续变化输送液体的泵，如往复泵、活塞泵、齿轮泵、螺杆泵。 2、叶片泵 叶片泵是指通过泵轴旋转时带动各种叶轮叶片给液体以离心力或轴向力压送液体到管道或容器的泵，如离心泵、旋涡泵、混流泵、轴流泵等。 3、液体动力泵 它是依靠另一种工作流体的流量流速抽送液体或压送液体的动力装置。例如喷射泵、空气升液器等。 三、离心泵的工作原理、结构和作用 (一)离心泵的工作原理 在化工装置中使用的各种泵，一般来说是把所需要的一定量的液体打到工艺所要求的高度，或送入有一定压力的容器。这种在单位时间内所输送的液体量即为泵的流 3量，其单位通常用L,s &或m,h (表示。所要求的高度或所要求的压力，即相当于泵的扬程。实际扬程加上输送液体的管路内各种损失压头，即为泵的总扬程，单位通常用液柱高度(米)来表示。 离心泵开泵之前，打开出入管道阀，泵体内应充满流体，当泵叶轮转动时，叶轮的叶片驱使流体一起转动，使流体产生了离心力，在此离心力的作用下，流体沿叶片流道被甩向叶轮出口，经扩压器、蜗壳送入排出管。流体从叶轮获得能量，使压力能和速度能增加，当一个叶轮不能满足流体足够能量时，可用多级叶轮串联，获取较高能量。 在流体被甩向叶轮出口的同时，叶轮中心入口处的压力显著下降，瞬时形成了真空，入口管的流体经泵吸入室进入了叶轮中心，这样当叶轮不停地旋转，流体就不断地被吸入和排出，将流体送到管道和容器中。 离心泵的工作过程，就是在叶轮转动时将机械能传给叶轮内的流体，使它转换为流体的流动能，当流体经过扩压器时，由于流道截面大，流速减慢，使一部分动能转换成压力能，流体的压力就升高了。所以流体在泵内经过两次能量转换，即从机械能转换成?流体动能，该动能部分地又转换为压力能，从而泵就完成输送液体的任务。 (二)离心泵主要部件的结构与作用 离心泵主要由吸入、排出部分，叶轮和转轴、轴密封，扩压器和泵壳等四大部分组成，主要部件的结构如图2,1。 1、叶轮 (1)、叶轮的形状 叶轮是抽送液体作用的主体，是离心泵最重要的部件，离心泵是由叶轮的离心力作用，给予抽送流体以速度能，并将该速度能的一部分转换为压力能，提高流体的压力和速度，完成泵输送液体的过程。 泵叶轮的形状随着比转数的不同有不同的差别，叶轮按比转数从小到大的顺序和液体在叶轮中流动的方向，可分为径流式叶轮、混流式叶轮、斜流式叶轮、轴流式叶轮，如图 2,2。若按叶轮结构可分为闭式叶轮、开式叶轮、诱导轮全开式叶轮、半 26 开式叶轮，如图2,3。 ?闭式叶轮 图2,1 离心泵基本组成 —泵壳; 2—扩压器; 3—吸入室; 4—排出室; 5—蜗壳; 1 6—叶轮; 7—环; 8—轴密封; 9—转轴 图2-2 图2,3叶轮形状 (a)闭式叶轮;(b)开式叶轮;(c)诱导轮全开式叶轮;(d)半开式叶轮 闭式叶轮的前面和后面分别有前盖板、后盖板、叶片、轮毂组成，叶轮内形成完全密封的流道。闭式叶轮扬程高、效率高，广泛应用到化工装置中无杂质的流体介质上。 ?、诱导轮全开式叶轮 诱导轮全开式叶轮是在叶轮前部焊接带有螺旋状的“"”头诱导片，叶轮可适用 27 高转速、高扬程、容易汽化的流体。 ?、半开式叶轮 半开式叶轮没有前盖板，只有后盖板和叶片、轮毂，可输送含有固体颗粒的液体。 ?、开式叶轮 开式叶轮只有后盖板而没有前盖板，后盖板尺寸较小，故扬程较低。多用于有磨损介质和泥沙泵。 (2)、叶片数量 如上所述，叶轮具有各种形状。叶轮的作用和其中的能量损失与叶片数量和叶片流道的大小、弯曲、扩散、粗糙度、叶片间的相互重叠、叶片厚度、叶片出口角度、叶片两端的形状等诸多因素有关。 离心泵叶轮叶片数越多，其泵的口径、流量越大，比转数越低;比转数越高，叶片数越少。 若按吸入型式不同，叶轮又可分为单吸式和双吸式。 ?单吸式离心泵 单吸式离心泵如图2,4。流体只能从一侧吸入，叶轮悬臂支承在转轴上，叶轮受力状态不好，只适用于小流量范围。 ?双吸式离心泵 双吸式离心泵如图2,5。和单吸式离心泵相比，在流量和总扬程相同的情况下，双吸叶轮的比转数小，故一般来说其吸入性能好。双吸式叶轮流体由双面吸入叶轮，改善了汽蚀性，同时泵转子受力状态也好。 另外，还有按级数分的，有单级泵、多级泵;还有按泵轴方向分的，有卧式泵、立式泵;还有按速度能的转换方式分的，有蜗壳泵、透平泵。但不管哪种分类的方式，其结构的工作原理是一样的。 2、泵壳 泵壳是泵结构的中心，其型式也比较多。 (1)、水平剖分式 这种型式的泵壳是在通过轴心的水平剖分面上分开。拆卸泵壳时和吸入、排出管道无关，维修比较方便。 (2)、垂直剖分式 这种型式的泵壳是在垂直轴心的平面上剖分，不易泄漏，当维修时必须拆卸进出口管道，所以维修不如水平剖分式泵壳方便。 (3)、倾斜剖分式 这种型式的泵壳是从前端吸入，从上面排出，泵壳在通过轴心的倾斜面上剖分，不拆卸吸入和排出管道，只拆开上半部泵壳即可检修内部。 (4)、筒体式 这种型式的泵是把泵壳制作成筒体式的，对于压力非常高的泵，用单层泵体难以承受其压力，所以采用双层泵体。筒体式泵壳承受较高压力，其内安装水平剖分式或垂直剖分式的转子，在化肥装置中高温高压的锅炉给水泵多是筒体式多级离心泵。 若按泵壳的支承?型式可分为标准支承式、中心支承式、悬臂式、管道式、悬挂式。 ?标准支承式 这种型式的泵，一般是卧式，在泵体两侧带有支脚，支脚用螺栓固定在底座上。 ?中心支承式 28 图2,4 单吸式离心泵 1—泵体; 2—叶轮; 3—泵盖; 4—泵轴; 5—填料; 6—轴套; 7—填料压盖; 8—轴承压盖; 9—轴承箱; 10—径向轴承; 11—止推轴承; 12—油封; 13—轴承箱托架; 14—V形环; 15一托架底板; 16—口底板丝堵; 17—水封环; 18—填料套; 19—叶轮螺母防松挡片; 20—叶轮螺母; 21—耐磨环 这种型式的泵，泵壳下侧的支脚安装在底座上，可适应输送高温流体而造成泵壳热膨胀应力的影响。 ?悬臂式 这种型式的泵，泵壳是一整体，并将泵体与吸入盖的组合件安装在轴承托架上。结构紧凑，拆卸方便。 ?管道式 这种型式的泵壳是作为管道的一部分和管道联接在一起的，并由管道支承。检修时，不需拆下与管道联接的泵体，就可以检修泵的转子和电动机。 ?悬挂式 这种型式的泵是泵壳装在排出管道上，泵壳在排出管以下部分悬挂在吸入容器上，泵壳是垂直剖分式的。 29 图2,5 双吸式离心泵 1—联轴器; 2—泵轴; 3—偏导器盘; 4—轴承箱; 5—单列轴承;6—油环套筒;7—轴承箱端盖;8—机械密封压盖; 9—机械密封;10—减压套; 11—壳体口环; 12—叶轮; 13—叶轮口环; 14—上壳体;15—下壳体; 16—机械密封接管; 17—轴承箱端盖; 18—带油环;19—止推轴承; 20—轴承锁紧螺母;21—机械密封轴套; 22—轴套螺母 (三)机械密封 机械密封是用来防止旋转轴与机体之间流体泄漏的密封，是由一对垂直于旋转轴线的端面在弹性补偿机构和辅助密封的配合下相互贴合并相对旋转而构成的密封装置。由于密封面是端面，故也叫端面密封。 1、机械密封工作原理 在旋转轴的各种机械密封类型中，尽管结构形式不相同，但其工作原理是一样的。 图2,6所示是一简单的机械密封。旋转轴和装在轴上的动密封环一起旋转，静环安装在壳体上。轴旋转时，动、静环形成了摩擦副，动、静环之间的间隙决定了工作 30 为某一压力的流体介质的泄漏量。 在机械密封的总体装置中，其密封面也就是容易造成流体介质泄漏的面有四处。 (1)主密封面。如上述的动环和静环形成摩擦副的面，密封流体介质的压力和弹性元件(弹簧、波纹管)的弹力对这一密封面产生一压紧力，使之紧密贴合在一起。在摩擦副两端面之间存在一层很薄的润滑膜，离心泵使用的机械密封，润滑膜处于全液体湿润摩擦状态，端面之间流体润滑膜的压力在不同程度上平衡了端面的预紧力。一般机械密封的端面是镜面 图2,6 机械密封工作原理 1—旋转轴; 2—动环; 3—静环; 4—壳体 光洁度，使比压均匀，贴合紧密，达到无 泄漏的目的。 (2)静环与压盖之间的密封面。这密封面属静密封面，通常按流体的特性选用相应的O形圈进行辅助密封，防止流体从静环与压盖之间泄漏。 (3)动环与轴或轴套之间的密封，这也是静密封面。对于动环为补偿环的旋转式密封来讲，在端面跳动不同步及磨损时，该辅助密封可做较小的轴向移动，一般用作弹簧和波纹管来作为辅助密封元件。 (4)压盖与壳体之间的密封，这也是静密封，通常用%形环进行密封，但在安装时，要保证端盖和装静环的端面对轴线的垂直度。 2、机械密封的结构和零件的功用 机械密封的基本结构如图2,7，主要有5部分组成。 图2,7 机械密封基本结构(旋转式) 1—补偿环; 2—补偿环辅助密封圈; 3—弹簧; 4—弹簧座; 5—紧固螺钉; 6—非补偿环; 7—非补偿环辅助密封圈; 8—销钉 (1)补偿环与非补偿环。补偿环是具有轴向补偿功能的密封环，通称静环，一般不随轴转动，通过弹性体进行补偿。非补偿环是不具有轴向补偿能力的密封环，一般通称动环。两者端面贴合在一起形成密封，起主要密封作用。静环用低硬度材料，例如浸金属石墨、聚四氟乙烯等，端面较窄;动环用高硬度材料，例如碳化钨、钴铬钨等，端面较宽。 (2)弹性元件与弹簧座。弹性元件是指弹簧或波纹管或具有弹性的密封元件，它构成了加载、补偿、缓冲作用的装置，从而能保证机械密封在安装后端面贴合，磨损时及时补偿，振动或窜动时缓冲的功用。 31 弹性元件产生的弹力大小必须能够克服补偿环辅助密封圈在轴或轴套上滑动时的摩擦阻力;过大的弹性力(预紧力)会使端面磨损加快，严重影响机械密封的性能。弹性元件可以是单拉弹簧圆锥形螺旋弹簧，也可以是腔室内放置多个周向布置的圆柱螺旋弹簧。也可以是成对的波形弹簧或有伸缩性的波纹管。放置弹簧的腔体可以做成多种型式，但弹簧必须固定地放置在弹簧座内，而且轴向方向和径向方向不允许有振动和窜动。 (3)弹性元件中还有辅助的密封圈。其中补偿环辅助密封圈可制做成O形、V形、凹形的截面，常用来密封补偿环与轴、轴套之间的泄漏面。弹性元件中的辅助密封圈，也有非补偿环辅助密封圈，它在轴旋转时，用以密封非补偿环与端盖之间的泄漏，可以制做成O形、V形、凹形、口形的截面。 (4)传动机构。该部件有用凸轮、凹坑、柱销、拨叉等方式来传动转矩，它多设置在弹簧座和补偿环上。 (5)防转机构。一般制做成销钉和防转块，可克服旋转时密封装配松动而强制性的转矩作用。 3、机械密封的分类 机械密封分类方法较多，常见的分类如表4,1,2。 4、 离心泵机械密封的选用 离心泵广泛地用于化学工业中，化学工业涉及到的流体介质大多是高温、高压和有腐蚀性的，根据工厂变化的工艺条件，选择使用比较适合的机械密封是现场机械工程师的职责。选择的准则，有以下几项。 (1)主密封环元件的材料应随压力、转速、化学性质、温度、压差而确定。 表4,1,2 机械密封的分类 32 (2)适用于操作温度: ?动、静环在操作温度下结构稳定性; ?密封元件耐热冲击性; ?密封面润滑膜的特性; ?速度、压力下的适用性。 (3)能避免密封面周围产生过热。 (4)防止工艺液体可能发生的闪蒸、润滑和汽化。 (5)离心泵机械密封的使用、维修和失效分析 33 机械密封的种类和配置型式虽然很多，但主要元件是一样的，机械密封使用寿命的长短，还要取决于综合的机械密封的全系统，包括辅助密封的冷却液、缓冲液等以及安装,试车的全过程。 1)安装前的检查 机械密封安装前，应作详细周密地检查，防止密封过早失效，检查的内容如下。 ?密封腔尺寸的复查。 ?轴的轴向总窜动量符合技术要求。 ?轴的径向游动量符合标准。 ?轴的旋转中心线与密封端面的垂直度符合转速范围内的技术标准。 ?轴的旋转中心线与密封腔孔的同心度应在’(&"))以内。 ?不允许外部的管道振动等因素影响机械密封的使用性能。 ?轴和轴套的表面粗糙度符合图纸要求。 ?密封元件保持清洁，并作静态试漏试验。 2)实施安装的程序 ?安装主密封件。 ?按 说明书 房屋状态说明书下载罗氏说明书下载焊机说明书下载罗氏说明书下载GGD说明书下载 安装顺序进行弹性元件的安装。 ?保证弹簧的正确位置和到位。 ?使用专用工具紧固螺钉。 3)辅助设备和密封系统 正确使用机械密封，除其工艺参数必须保证符合要求之外，辅助系统例如密封水的清洁、压力、流量等须达到机械密封的要求，所以它应使以下项目保证完好。 ?冷却、润滑、管道冲洗干净。 ?热交换器、冷却器保持高效率。 ?监测、控制仪表可靠。 ?启动运行和停车，严格按 操作规程 操作规程下载怎么下载操作规程眼科护理技术滚筒筛操作规程中医护理技术操作规程 执行。 ?发现泄漏和异常现象一定立即停机检查修理。 机械密封应用在离心泵上，停机的原因80,以上是因为机械密封的失效造成的。失效表现的现象大都是泄漏，一般泄漏面和原因有以下几种。 ?动、静环密封面的泄漏。查其原因有:a.端面平面度、粗糙度未达到要求，或表面有划伤;b.端面间有颗粒物质，造成两端面不能同样运行;c.安装不到位，方式不正确。 ?补偿环密封圈泄漏。查其原因有:a.密封圈质量不符合技术要求;b.安装时挤压变形;c.密封圈所密封的表面有缺陷;d.密封圈和介质不相容。 ?非补偿环密封圈泄漏。查其原因有:a.压盖变形，预紧力不均匀;b.安装不正确;c.密封圈质量不符合标准;d.密封圈选型不对。 从实际使用中看密封元件失效最多的部位是动、静环的端面，因此，在检修时不但要详细分析泄漏的部位，更重要的是从端面失效的形式找出造成这种损坏的原因。 ?离心泵机封动、静环端面出现龟裂是常见的失效现象。查其原因:a.安装时密封面间隙过大，冲洗液来不及带走摩擦副产生的热量，或者是冲洗液从密封面间隙中漏走，造成端面过热而损坏;b.液体介质汽化膨胀，使两端面受汽化膨胀力而分开，当两密封面用力贴合时，润滑膜破坏从而造成端面表面过热;c.液体介质润滑性较差，加之操作压力过载，两密封面跟踪转动不同步，例如高转速泵转速为20445r/min，密封面中心直径为7cm，泵运转后其线速度高达75m/s，当有一个密封面滞后不能跟踪旋转，瞬时高温造成密封面损坏;d.密封冲洗液孔板或过滤网堵，造成水量不足，使机封失效。 ?密封面表面滑沟，端面贴合时出现缺口。分析其原因:a.液体介质不清洁，有 34 微小质硬的颗粒，以很高的速度滑入密封面，将端面表面划伤而失效;b.机泵传动件同轴度差，泵开启后每转一周端面被晃动摩擦一次，也就是说动环运行轨迹不同心，造成端面汽化、过热磨损;c.液体介质水力特性的频繁发生引起泵组振动，造成密封面错位而失效。 另外，还有液体介质对密封元件的腐蚀、应力集中、质量、软硬材料配合、冲蚀、辅助密封O形环、V形环、凹形环与液体介质不相容、变形等都会造成机械密封表面损坏失效，所以对其损坏形式要具体情况具体分析，不能一坏就修，一修就换。一定要综合分析，就会找出根本原因，保证机械密封长时间运行。 四、往复泵、流体动力泵等的特性与类型 (一)往复泵的特性及类型 化工用泵中往复泵的种类较多，使用和维修都比较简单，其类型主要决定于液力端型式、驱动及传动方式、缸数及液缸布置，常使用的有单缸活塞泵、单缸柱塞泵、多缸活塞泵、多缸柱塞泵、隔膜泵。其作用原理如图2,9。 按结构型式往复泵类型如图2,10。 往复泵的特性特别是理想工作过程的特性适用于小流量高扬程的工作条件。活塞往复一次完成一个工作循环，吸入时工作腔完全被液体充满并无任何损失，所以往复泵的主要性能有以下几点。 图2,9往复泵工作原理 (1) 单作用活塞泵;(2)双作用活塞泵;(3)单作用柱塞泵;(4)双作用柱塞泵 (2)流体动力泵的特性 化工厂常用的流体动力泵为喷射泵，泵内没有运动零部件，结构简单，如图2,11。工作可靠，制作、安装和维护都很方便，密封性好，可兼作混合反应设备，各种带压汽、气、液体都可直接作为工作流体动力。 图2,10 往复泵类型 35 图2,11 喷射泵简图 1一喷嘴; 2—混合室; 3—扩压室; 4—喉管; 5—扩散室 喷射泵主要由喷嘴、喉管入口、喉管、扩散室、混合室等组成。当具有一定压力的工作液体通过喷嘴以一定的速度喷出时，由于射流质点的横向紊动扩散作用，将吸入管的空气带走，管内形成了真空，低压流体即被吸入。两股流体在喉管内混合并进行能量交换，工作流体的速度减少，被吸流体的速度增加，在喉管出口，两流体动能趋近一样，压力也在逐渐增加，混合流体通过扩散管后，大部分动能转换为压力能，压力进一步有了提高，最后排出。 (三)螺杆泵的特性 螺杆泵是依靠螺杆相互啮合空间的容积变化来输送液体的。螺杆泵是一种容积式泵。当螺杆转动时吸入腔一端的密封线连续地向排出腔一端作轴向移动，使吸入腔容积增大，压力降低，液体在压差作用下沿吸入管进入吸入腔。随着螺杆的转动，密封腔内的液体连续而均匀地沿轴向移动到排出腔，由于排出腔一端的容积逐渐缩小，即把液体排出。 螺杆泵的特性是流量和压力脉动较小，噪声不大，使用寿命长，有自吸能力，结构简单紧凑。根据工艺需要可设计成单、双螺杆如图2,12、三螺杆、五螺杆。 由于螺杆泵是一种容积泵，它的压力决定于与它连接的管道系统的总阻力。一般来说，为防止管道阻力增大，必须在泵的出口设置安全阀，在泵的入口设置过滤器，以保证泵的安全。 36 图2,12 双螺杆泵结构图 1,同步齿轮; 2—滚动轴承; 3—泵体; 4—主动螺杆; 5—从动螺杆 (四)齿轮泵的特性 齿轮泵是依靠齿轮在相互啮合过程中所引起的工作空间容积变化来输送液体的，工作空间由泵体、侧盖和齿轮的各齿间槽构成，啮合部分的齿如图2,13中的A、B、C，它们把空间分隔为吸入腔和排出腔。当一对齿轮按一定的方向转动时，位于吸入腔的齿C逐渐退出啮合，使吸入腔的容积逐渐增大，压力降低，液体沿吸入管进入吸入腔，直至充满齿间，随着齿轮的转动，液体被带到排出腔强行送到泵的出口进入管道。 齿轮泵结构简单、维修方便，广泛用于输送不含颗粒的各种液体，化肥厂常用作润滑油泵、燃油泵和液压传动装置中的液压泵。 图2,13 齿轮泵齿的啮合 (五)旋涡泵的特性 旋涡泵是常用的化工泵，主要工作部分是叶轮和流道。 原动机带动叶轮旋转时，由于叶轮中运动的液体离心力大于流道中运动的液体离心力，两者之间产生一个方向垂直于轴面并通向流道纵长方向的环旋转运动，此时，液体流速减慢，当又一次流入叶轮即又获得了一次能量，液体从吸入到排出的全过程可以多次地进入叶轮和从叶轮中流出，当从叶轮流至流道时，即与流道中运动的液体混合进行动能交换，一部分动能转换为静压能。液体再度受离心力的作用，转换为静压再度增高，液体即被输送到管道中。 旋涡泵主要靠纵向旋涡的作用传递能量，当流量减少时，泵流道内液体的运动速 37 度减小，纵向旋涡的作用增强，液体流经叶轮的次数增多，使泵的扬程增高;当流量增大时，情况相反，所以特性曲线呈陡降形。 旋涡泵结构简单如图2,14，制造容易，使用寿命长，其主要特点如下。 图2,14 旋涡泵简图 1,泵盖; 2—叶轮; 3—泵体; 4—流道; 5—隔板 1、在相同的叶轮直径和转速下，扬程比离心泵高2,4倍。比转数n=10,40范围s内，选用该泵较为合适。 、扬程和功率曲线下降较陡，启动泵时，必须打开出口阀。管路系统压力波动2 时对泵的流量影响较小。 3、旋涡泵有自吸特性，可输送气、液混合物和易挥发性液体。 4、旋涡泵效率低。 (六)真空泵的特性 利用机械、物理、化学或物理化学方法对腔体进行抽气，以获得真空的机器叫真空泵。真空泵的种类较多，但在化工用泵上主要有容积真空泵、射流真空泵。 真空泵有下列主要参数。 1、抽气速率。即泵的生产能力，就是对于给定气体，在一定温度、压力下，单位 33时间内能从设备内抽走气体的体积，单位用m,s或m,h 表示。 2、极限真空。真空泵在给定条件下，经抽气达到稳定状态的最低压力。单位用Pa或,表示。 33、抽气量。在一定温度下，单位时间内从设备内抽走给定的气体量。单位用 m,h表示。 4、启动压力。真空泵开始工作时的压力。 5、最大反压力。真空泵在指定的负荷下工作，其反压力升高到某一定值时，泵失去正常的抽气能力，该压力称为最大反压力。 (七)隔膜泵的特性 隔膜泵最大特点是采用隔膜薄膜片将柱塞与被输送的液体隔开，隔膜一侧均用腐蚀材料或复合材料制成。另一侧则装有水、油或其他液体。当工作时，借助柱塞在隔膜缸内作往复运动，迫使隔膜交替地向两边弯曲，使其完成吸入和排出的工作过程，被输送介质不与柱塞接触。为保证泵的正常工作，一般对液压为动力的泵要安装补油阀、安全阀和放气阀，以保证液压腔内的正常油量和排干净气体。 在化工厂中隔膜泵常用来作计量泵，或作为输送腐蚀性液体的加药泵，隔膜泵的隔膜片有膜片型、波纹管型和筒型隔膜等，以膜片型为最常用的隔膜泵，图2,15为隔膜计量泵。 38 图2,15 隔膜计量泵 1—液压油箱;2—活塞; 3—液压双功能阀; 4—放空阀; 5—减压阀; 6—操作室;7—控制杆; 8—控制隔膜; 9—液压室; 10—液压喷气阀 第三节 化工用离心式压缩机 一、化工离心式压缩机的基本组成与分类 1、化工离心式压缩机的基本组成 从外观上看一台压缩机，首先看到的是机壳，它又称气缸，通常是用铸铁或铸钢浇铸而成。一台高压离心式压缩机通常有两个或两个以上气缸，按其气体压强高低分别称为低压缸、中压缸和高压缸。 压缩机本体结构可以分为两大部分:转动部分，它由主轴9、叶轮6(本压缩机共有8叶轮)、平衡盘8、推力盘11以及半联轴器等零部件组成，称为转子。固定部分，是由气缸5、隔板7(每个叶轮前后都配有隔板)、径向轴承12、推力轴承10、轴端密封等零部件组成，常称为定子 2、化工离心式压缩机的分类 在国民经济许多部门中，特别是在采矿、石油、化工、动力和冶金等部门中广泛地使用气体压缩机来输送气体和提高气体的压强。压缩机种类繁多，尽管用途可能一样，但其结构型式和工作原理都可能有很大的不同。气体的压强取决于单位时间内气体分子撞击单位面积的次数与强烈程度，如果增加容积内气体的温度，使气体分子运动的速度增加，可以使气体压强提高，但当温度降下来，气体压强又随之降低，而一般要求被压缩的气体应具有不高的温度，故此法不可取。因此，提高气体压强的主要方法就是增加单位容积内气体分子数目，也就是容积式压缩机(活塞式、滑片式、罗茨式、螺杆式等等)的基本工作原理;利用惯性的方法，通过气流的不断加速、减速，因惯性而彼此被挤压，缩短分子间的距离，来提高气体的压强，透平式压缩机的工作原理属于这一类。透平式压缩机是一种叶片式旋转机械，它利用叶片和气体的相互作用，提高气体的压强和动能，并利用相继的通流元件使气流减速，将动能转变为压强的提高。一般透平式压缩机可以进行如下分类。 (1)按气体运动方向分类 ?离心式。气体在压缩机内大致沿径向流动。 ?轴流式。气体在压缩机内大致沿平行于轴线方向流动。 ?轴流离心组合式。有时在轴流式的高压段配以离心式段，形成轴流、离心组合 39 式压缩机。 (2)按排气压力Pd分类 ?通风机。Pd‹0.0142MPa (表压)。 ?鼓风机。0.0142 MPa?Pd?0.245 MPa(表压)。 ?压缩机。 Pd ›0.245 MPa(表压)。 (3)按用途和被处理的介质命名， 如制冷压缩机，高炉鼓风机，空气压缩机、天然气压缩机、合成气压缩机、二氧化碳压缩机等等。 二、化工离心式压缩机的结构特点 1、主要部件的结构特点 (1)气缸和隔板 气缸是压缩机的壳体，又称机壳。由壳身和进排气室构成，内装有隔板、密封体、轴承体等零部件。对它的要求是:有足够的强度以承受气体的压力;法兰结合面应严密，保持气体不向机外泄漏;有足够的刚度，以免变形。 ?、气缸的型式 离心式压缩机气缸可分为水平剖分型和垂直剖分型(又称筒型)两种。气体压强比较低(一般低于50 MPa)的多采用水平剖分型气缸，气体压强较高或易泄漏的要采用筒型缸体。 离心式压缩机常按气缸型式分类，分别称为水平剖分型和垂直剖分型压缩机。 ?水平剖分型压缩机 水平剖分型气缸有一个中分面，将气缸分为上、下两半，分别称为上、下气缸，在中分面处用螺栓把法兰连接在一起。法兰结合面应严密，保证不漏气。一般进、排气接管或其他气体接管都装在下气缸，以便拆装时起吊上气缸方便。打开上气缸，压缩机内部零件，如转子、隔板、迷宫密封等都容易进行拆装。 水平剖分型压缩机一个气缸可以是一段压缩，也可以是两段以上的多段压缩。 ?垂直剖分型(筒型)压缩机 垂直剖分型气缸适应于中、高压压缩机。气缸是一个圆筒，两端分别有端盖板，用螺栓把紧。隔板有水平剖分面，隔板之间有止口定位，形成隔板束。转子装好后放在下隔板束上。盖好上隔板束，隔板中分面法兰用螺栓把紧，将内缸推入筒型缸体安置好后。轴承座可以和端盖板做成一整体，易于保持同心，也可以分开制造，再用螺栓联接。 与水平剖分型缸体比较起来，筒型缸体具有许多优点:第一，筒型缸体强度高;第二，筒型缸体泄漏面小，气密性好;第三，筒型缸体的刚性比水平剖分型好，在相同条件下变形小。筒型缸体的最大缺点是拆装困难，检修不便。 (2)、隔板 隔板形成固定元件的气体通道，根据隔板在压缩机中所处的位置，隔板有4种类型:进气隔板、中间隔板、段间隔板和排气隔板。进气隔板和气缸形成进气室，将气体导流到第一级叶轮入口，对于采用可调预旋的压缩机，在进气隔板还要装上可调导叶，以改变气体流向第一级叶轮的方向角。中间隔板任务有二，一是形成扩压器(无叶或叶片式扩压器)，使气流自叶轮流出来后具有的动能减少，转变为压强的提高;二是形成弯道流向中心，流到下级叶轮的入口。 排气隔板除了与末级叶轮前隔板形成末级扩压器外，还要形成排气室。 隔板上装有轮盖密封和叶轮定距套密封，所有密封环一般都作成上下两半(对大型压缩机可能作成4半)，以便拆装。为了使转子的安装和拆卸方便，无论是水平剖分型还是筒型压缩机隔板都作成上下两半，差别仅在于隔板在气缸上的固定方式不同。对水平剖分型气缸来说，每个上下隔板外缘都车有沟槽，与相应的上下气缸装配， 40 为了在上气缸起吊时，隔板不致于掉下来，常用沉头螺钉将隔板和气缸在中分面固定。对筒形气缸来说，上下隔板固定好后，用贯穿螺栓固定成整个隔板束，轴向推进筒型气缸内。 (3)离心式压缩机转子 转子是压缩机的关键部件，它高速旋转，对气体做功。转子由许多零部件组成，如由主轴、8个叶轮、定距套、平衡盘、推力盘等零部件组成，在轴的一端通过联轴器和透平相联。主轴中间段直径不一样，分三段，分别装有3个、2个和3个叶轮，这种轴称为阶梯，轴设计时，一般尽可能缩小两端轴承中心间距离和根据气动设计尽量增加轴径，以便增加轴的刚性。 叶轮、定距套等各种转动部件都红套在轴上，其中如轮盘、平衡盘等还设有键。有的厂家设计的压缩机叶轮虽然也带有键，但正常运转时并不传递转矩，只起防松作用。过盈装配不仅是传递转矩需要，还是为了防止叶轮在运转时由于离心力的作用而松动。 转子各零件的装配有许多技术要求，主要要求如下。 ?、转子在装配前，所有叶轮应做超速试验，检查叶轮的变形和表面质量情况。 叶轮表面质量通常用磁粉(对钢制叶轮)或着色法(对不锈钢制叶轮)来进行检查。对铆接叶轮要特别注意铆钉是否有松动现象。 ?、叶轮和转子上的所有其他零部件都必须紧密装在轴上，在运行过程中不允许有松动。叶轮装配采用得比较普遍的是红套。首先将叶轮均匀加热。主轴一般立放在夹具上，当叶轮加热到适当温度时，将叶轮套入主轴。加热温度应该根据叶轮和主轴的过盈量、红套过程来决定，温度过低会出现叶轮还没装到应有位置就凉下来，卡住主轴。 ?、转子装配时应进行严格的动平衡。多级叶轮转子应每装两个叶轮校正一次动平衡。如果叶轮是奇数，则第一次装三个叶轮进行校正。一般先装位于中间的两个(或三个)叶轮，然后再在其两侧各装一个叶轮，按此顺序装完为止。 ?、转子装配后，有关部位的径向及轴向跳动值应小于允许值。 (4)离心式压缩机叶轮 叶轮又称工作轮，是压缩机转子上最主要的部件。叶轮随主轴高速旋转，对气体做功。气体在叶轮叶片的作用下，跟着叶轮作高速旋转，受旋转离心力的作用以及叶轮里的扩压流动，在流出叶轮时，气体的压强、速度和温度都得到提高。 按结构型式叶轮分为开式、半开式和闭式三种，在大多数情况下，后两种叶轮在压缩机中得到了广泛应用。 开式叶轮结构最简单，仅由轮毂和径向叶片组成。在叶轮上，叶片槽道两个侧面都是敞着的，气体通道是由叶片槽道和与叶轮前后有一定间隙的机壳形成的。这种通道对气体流动不利，使气体流动损失很大，此外，在叶轮和机壳之间引起的摩擦鼓风损失也最大，故这种叶轮的效率最低，在压缩机中很少被采用。 半开式叶轮和开式叶轮不同，叶片槽道一侧被轮盘封闭，另一侧敞开，改善了气体通道，减少了流动损失，提高了效率。但是，由于叶轮侧面间隙很大，有一部分气体从叶轮出口倒流回进口，内泄漏损失大。此外，叶片两边存在压力差，使气体通过叶片顶部从一个槽道潜流向另一个槽道，因而这种叶轮的效率仍不高。 闭式叶轮由轮盘、叶片和轮盖组成。这种叶轮对气体流动有利。轮盖处装有气体密封，减少了内泄漏损失。叶片槽道间潜流引起的损失也不存在，因此效率比前两种叶轮都高。另外，叶轮和机壳侧面间隙也不像半开式叶轮那样要求严，可以适当放大，使检修时拆装方便。这种叶轮在制造上虽较前两种复杂，但有效率高和其他优点，故在工业压缩机中得到广泛应用。 三、化工离心式压缩机密封的结构 41 由于压缩机的转子和定子一个高速旋转而另一个固定不动，两部之间必定具有一定的间隙，因此就一定会有气体在机器内由一个部位泄漏到另一个部位，同时还向机器外部进行泄漏。为了减少或防止气体的这些泄漏，需要采用密封装置。防止机器内部通流部分各空腔之间泄漏的密封叫内部密封，防止或减少气体由机器向外部泄漏或由外部向机器内部泄漏(在机器内部气体压强低于外部气压时)的密封，叫外部密封或称轴端密封。内部密封如轮盖、定距套和平衡盘上的密封，一般作成迷宫型。对于外部密封来说，如果压缩的气体有毒或易燃易爆，如氨气、甲烷、丙烷、石油气、氢气等，不允许漏至机外，必须采用液体密封、机械接触式密封、抽气密封或充气密封等;当压缩的气体无毒，如空气、氮气等等，允许少量气体泄漏，亦可以采用迷宫型密封。化工厂的压缩机中，常采用的密封有迷宫型、浮环油膜密封、机械接触式密封等几种。下面对几种密封分别予以讨论。 1、迷宫型密封 ?、结构型式 迷宫型密封的结构多种多样，压缩机内采用较多的有以下几种。 ?曲折型 图3,1是整体曲折型密封。这种型式的特点是除了密封体上有密封齿(或密封片)外，轴上还有沟槽。整体型的缺点是密封齿间距不可能加工得太短，因而轴向尺寸长。采用镶嵌型可以大大缩短轴向尺寸(图3,2)。 3,1整体曲折型密封 图 图3,2镶嵌曲折型密封 图3,3台阶式密封 ?平滑型 这种密封或者是轴作成光轴，或者是密封体作成光滑内表面，可分为整体平滑型和镶嵌平滑型。 ?台阶型(图3,3)这种型式多用于轮盖或平衡盘。 (4)蜂窝型 这种密封加工工艺复杂，但密封效果好，密封片结构强度好。 2、浮环密封 浮环密封的基本结构如图3,4所示。密封是由几个浮动环组成，高压油由孔12注入密封体中，然后向左右两边溢出，左边为高压侧，右边为低压侧，流入高压侧的油通过高压浮环，挡油环6及甩油环7由回油孔11排出。因为油压一般控制在略高于气体的压力，压差较小，所以向高压侧的漏油量很少。流入低压侧的油通过几个浮环(图中为三个)然后流出密封体。因为高压油与大气的压差较大，因此向低压侧的漏油量很大的。浮环是挂在轴的轴套5上，在径向是活动的。浮环与轴套的间隙很小，内侧环比外侧环的间隙小。当轴转动时浮环被油膜浮起，为了防止浮环转动，一般用销钉3来控制，这时所形成的油膜把间隙封闭以防止气体外漏。 浮环密封主要是高压油在浮环与轴套之间形成油膜而产生节流降压阻止机内与机外的气体相通。由于是油膜起主要作用，所以又称为油膜密封。 42 3,4 浮环密封 图 1—浮环; 2—固定环; 3—销钉; 4—弹簧; 5—轴套; 6—挡油环; 7—甩油环;8—轴; 9—迷宫密封齿; 10—密封; 11—回油孔; 12—进油孔 为了装配方便，一般作成几个L形固定环，浮环就装在L形固定环的中间。高压环一般只采用一个，因为压差小。而低压环压差大，一般采用几个。为了使浮环与L形固定环之间的间隙不太大，用弹簧4将浮环压平。 3、机械接触式密封 机械接触式密封又称端面密封，在水泵中应用很广，积累了许多实践经验。这种密封的特点是密封油的漏损率极低，比一般油密封要小5~10倍，使用寿命比填料密封长。因此，在压缩机中，当被压缩的气体不允许向外泄漏时，也常常用到它。 机械接触式密封结构特点 整个机械密封由1套双端面主机械密封和1套单端面辅助机械密封组成，如图3,5所示。 双端面主机械密封动环4，由锁紧套8压紧在机械密封轴套7上，动环下面装有O形密封环5。动环和轴套间无驱动销，依靠两端面压紧产生的摩擦力，使其随轴套一起转动，为防 图3,5 机械密封结构简图 1—灯笼环; 2—键; 3—O形环; 4—动环; 5—O形环; 6—定位套; 7—轴套; 8—锁紧套; 9—防松螺钉; 10—锁紧套; 11—石墨垫 止动环锁紧套8松动退出，锁紧套后部还设有4个周向均布的防松螺钉9。与双端面动 43 环相对应的两个静环均装在机械密封外壳中，静环后面有小弹簧，使动静环工作面间有一定的贴合紧力。 单端面辅机械密封动环也装在机械密封轴套上，靠锁紧套10压紧，与之对应的静环装在机械密封外壳中。但静环工作面贴合，当灯笼环内移到位时，动静环工作面分开。 机械密封轴套，由两个对称布置的键2传递转矩，带动轴套及两个动环等与轴一起转动。 四、压缩机轴承的结构 1、支持轴承 透平压缩机采用最早和最普遍的是圆瓦轴承，后来逐渐采用椭圆轴承、多油楔轴承和可倾瓦轴承。 ?、圆瓦轴承 图3,6是圆瓦轴承结构图，上下两半瓦由螺钉8联接在一起，为保证上下瓦对正中心设有销钉11。轴瓦内孔浇铸巴氏合金，它具有质软、熔点低和良好的耐热性能。巴氏合金应结合紧密，不允许有裂纹、伤痕、气孔及脱落现象。轴静放在轴瓦上时，轴颈与轴瓦上方之间的间隙(顶隙)等于两侧间隙之和。轴颈和轴瓦的接触角不小于60?,70?，在此区域内保证完全接触。 润滑油经由下轴瓦垫块3之孔进入轴瓦并由轴颈带入油楔，经由轴承的两端而泄入轴承箱内。一般润滑油压强(表压)为0.039,0.049MPa。垫块3、7保证轴瓦在轴承壳中定位及对中，可以通过磨削垫片4、5来调整轴承位置。 图3,6 圆瓦轴承 ?、椭圆瓦轴承 椭圆瓦轴承的轴瓦内表面呈椭圆形，轴承侧隙大于或等于顶隙，一般顶隙约为轴径d的( 1,1.5 ),1000，而侧隙约为(1,3)d,1000。轴颈在旋转中形成上下两部分油膜(图3,7)，这两部分油膜的压力产生的合力与外载荷平衡。这种轴承和圆瓦轴承比较起来有如下优点:首先，它稳定性好，在运转中若轴上下晃动，比如向上晃动，上面的间隙变小，油膜压力变大，下面的间隙变大，油膜压力变小，两部分力的合力变化会把轴颈推回原来的位置，使轴运转稳定。其次，由于侧隙较大，沿轴向流出的油量大，散热好，轴承温度低。因此它的顶隙可以比同样尺寸的圆瓦轴承的顶隙小。但是，这种轴承的承载能力比圆瓦轴承低，由于产生上下两个油膜，功率消耗大，在垂直方向抗振性好，但水平方向抗振性差些。 44 图3,7 椭圆瓦轴承油膜压力 ?、可倾瓦轴承 如图3,8。这种轴承由多瓦块组成，瓦块可以摆动，在工况变化时都能形成最佳油膜，抗振性好，不容易产生油膜振荡。 我国瓦块一般用25钢或35钢制成，内表面浇铸一层巴氏合金。这层合金厚度很薄，一般都在1,3mm要求巴氏合金有较高的抗疲劳强度，与钢背贴合紧密。这类轴承在加工时的主要要求是:瓦壳与瓦块配合内径公差一般应控制在0.025mm范围内，等分的定位销孔中心距公差亦应在此数据范围内;瓦块厚度公差应保证在0.0125mm范围内，这样可保证瓦块的互换性，在装配时可不必刮研找正。 图3,8 可倾瓦轴承结构示意图 1—轴承瓦背; 2—油封; 3—油封; 4—销子; 5—螺钉; 6—瓦块; 7—瓦块; 8、9—螺钉、垫圈; 10—安全螺钉; 11—销子 拆装时，一般要把上下壳体打开，注意不要刮伤巴氏合金表面，在维修过程中，间隙测量是很重要的，通常采用压铅法测量。五块可倾瓦轴承顶部没有瓦块，顶部间隙不能直接测量，而是通过测量上部轴瓦3/4的压铅厚度S?,r(图3,9)，再换算成轴承间隙 Δ,1.1 S?。 45 图3,9 压铅厚度计算 2、止推轴承 大型氨厂的几台压缩机止推轴承采用是米契尔和金斯伯雷轴承。这些轴承的共同点是活动多块式，在止推块下有一个支点，这个支点一般偏离止推块的中心，止推块可以绕支点摆动，根据载荷和转速的变化形成有利的油膜。米契尔轴承是止推块直接与基环接触，是单层的;金斯伯雷轴承是止推块下有上水准块、下水准块，然后才是基环，相当于三层叠起来的。 ?、米契尔轴承 图3,10是美荷型装置的合成气压缩机的径向止推轴承示意图。止推轴承为米契尔式，止推块与基环之间有一个定位销，当止推块承受推力时，可以自动调整止推块位置，形成有利油楔。在推力盘两侧分主推力瓦块和副推力瓦块。 图3,10 米契尔止推轴承 1,径向轴承瓦块; 2—定距套; 3—推力瓦块; 4—推力盘; 5—推力瓦块 正常情况下，转子的轴向力通过推力盘经过油膜传给主推力瓦块，然后通过基环传给轴承座。在起动或甩负荷时可能出现反向轴向推力，此推力将由副推力瓦块来承受。瓦块表面上浇铸巴氏合金，其厚度应小于压缩机动、静部分间的最小轴向间隙，这样做是因为:一旦巴氏合金熔化后，推力盘尚有钢圈支承着，短时间内不致引起压缩机内动、静部分碰伤，一般巴氏合金厚度为1,1.5mm。推力盘在轴向的位置是由止推轴承来保证的，即由止推盘和止推瓦块间的位置来确定。所以，根据压缩机通流部分的尺寸确定好定距套的长度，在维修时不要改变。如果需要更换止推盘，应该注意新止推盘的厚度有无变化，有变化时应重新确定定距套的长度，以便准确保证转子在 46 气缸里的轴向位置。推力盘和瓦块间留有间隙，可以保证止推盘和瓦块间形成油楔承受转子的轴向推力。此间隙通常称为推力间隙或转子的工作窜动量(它和未装好止推瓦块时转子的轴向窜量不一样)。 ?、金斯伯雷轴承 图3,11是空气压缩机的止推轴承，采用金斯伯雷轴承。止推瓦块垫有上水准块、下水准块、基环，它们之间用球面支点接触，保证止推瓦块、水准块可以自由摆动，使载荷分布均匀。止推瓦块由碳钢制成，上面浇铸巴氏合金，止推瓦块体中镶一个工具钢制的支承块，硬度为HRC50,60，这个支承块与上水准块接触。 图3,11 金斯伯雷型止推轴承 1,底环; 2—调平块; 3、4—校平块; 5、6—瓦块 上水准块用一个调节螺钉在圆周方向定位，上下水准块一般用精密铸造铸出，可以用耐磨的QT40,10制成。下水准块装在基环的凹槽中，用它的刃口与基环接触。上水准块用螺钉来定位。为防止基环转动，在基环上设有防转销键。转子的轴向窜量可以用调整垫片调整。 润滑油从轴承座与外壳之间进来，经过基环背面铣出的油槽，并通过基环与轴颈之间的空隙进入止推盘与止推块之间。止推盘转动起来，由于离心力的作用，油被甩出，由轴承座的上方排油口排出。 金斯伯雷轴承的特点是载荷分布均匀，调节灵活，能补偿转子的不对中、偏斜，但是轴向尺寸长，结构复杂。 五、离心式压缩机检修内容 1、压缩机小修 (1)检查和清洗油过滤器; (2)消除油、水、气系统的管线，阀门、法兰的泄漏缺陷; (3)消除运行中发生的故障缺陷。 2、压缩机中修 (1)包括小修项目。 (2)检查、测量、修理或更换径向轴承和止推轴承，清扫轴承箱。 (3)检查、测量各轴颈的完好情况，必要时对轴颈表面进行修理。 (4)重新整定轴颈测振仪表，移动转子，测量轴向窜动间隙，检查止推轴承定位的正确性。 (5)检查止推盘表面粗糙度及测量端面跳动。 (6)检查联轴器齿面磨损、润滑油供给以及轴向串动和螺栓、螺母的联接情况，进行无损探伤，复查机组中心改变情况，必要时予以调整。 (7)检查、调整各测振探头，轴位移探头及所有报警信号、联锁、安全阀及其他 47 仪表装置。 (8)检查拧紧各部位紧固件、地脚螺栓、法兰螺栓及管接头等。 3、压缩机大修 (1)包括全部中修项目。 (2)拆卸气缸，清洗检查转子密封、叶轮、隔板、缸体等零件腐蚀、磨损、冲刷、结垢等情况。 (3)检查、测定转子各部位的径向跳动和端面跳动，轴颈粗糙度和形位误差情况。 (4)宏观检查叶轮;转子进行无损探伤。根据运行和检验情况决定转子是作动平衡还是更换备件转子。 (5)检查、更换各级迷宫密封、浮环密封或机械密封或干气密封;重新调整间隙，转子总窜量、叶轮和扩压器对中数据等。 (6)检查清洗缸体封头螺栓及中分面螺栓，并作无损探伤。 (7)气缸、隔板无损探伤。气缸支座螺栓检查及导向销检查。 (8)检查压缩机进口过滤网和出口止逆阀。 (9)检查各弹簧支架，有重点地检查管道、管件、阀门等的冲刷情况，进行修理或更换。 (10)机组对中。 4、增速箱中修 (1)检查、清洗润滑油路，整定油温，油压力仪表，消除泄漏。 (2)检查和紧固各连接螺栓。 (3)检查齿面啮合及磨损情况。 (4)清除机件和齿轮箱内油垢及污物。 (5)检测联轴器的轴向串量及检查齿面磨损、润滑情况。 、增速箱大修 5 (1)包括全部中修内容。 (2)检查止推盘磨损情况，测量端面跳动。 (3)检测、修理或更换轴承和油封。 (4)检测齿轮轴颈的圆度和圆柱度，必要时进行修整。 (5)检查两齿轮轴的平行度和水平度，必要时予以调整。 (6)对齿轮、轴、半联轴器及其连接螺栓、螺母等作无损探伤。 (7)检查、调整测振及轴位移探头、温度压力仪表。 (8)清理喷油嘴、油孔、油道。 第四节 化工用汽轮机 一、汽轮机概述 汽轮机是用蒸汽来作功的旋转式热能动力机械，具有效率高、功率大、转速容易控制、运转安全可靠等优点，因此被广泛地应用在发电、冶金、石油化工、交通运输、轻工业等行业。工业汽轮机是指除中心电站汽轮机、船舶汽轮机以外的其他汽轮机，其中包括工矿企业采用的用于驱动泵、风机、压缩机等机械的汽轮机，以及用于工厂自备电站的汽轮机。在化工装置中应用的工业汽轮机，所需的蒸汽主要来自生产装置中的废热锅炉，不足部分才由辅助锅炉或快装锅炉补给，充分利用了化工生产中工艺反应的余热，另外选用不同型式的工业汽轮机，可将不同压力等级的蒸汽供给工艺需要和热用户，实现了工厂热能的综合利用，提高了工厂的经济效益。 二、工业汽轮机的分类及基本概念 、工业汽轮机的分类 1 汽轮机的类别和型式很多，有很多分类方法，可按热力特性、工作原理、蒸汽初压、结构型式、用途等进行分类，如表4,1所示。 48 表4,1汽轮机分类 分 类 型 式 说 明 冲动式汽轮机 蒸汽主要在喷嘴叶栅内膨胀 按工 反动式汽轮机 蒸汽在静叶栅和动叶栅内膨胀 作原理 冲动和反动组合式汽转子各级动叶片既有冲动级又有反动级 轮机 单级汽轮机 通流部分只有一级，一般为背压式汽轮机 按结构 通流部分具有两个以上的级，可为凝气式、背压多级汽轮机 式、抽汽凝汽式、多压式等 排汽压力在低于大气压力的真空状态下进入凝凝汽式汽轮机 汽器凝结成水 排汽压力低于大气压力，从汽轮级中间级中抽出抽汽凝汽式汽轮机 一定压力的蒸汽作为他用 按热 排汽压力高于大气压力 背压式汽轮机 力特性 排汽压力高于大气压力，中间抽出部分蒸汽供其抽汽背压式汽轮机 他部门使用 充分利用工业生产工艺流程中的副产蒸汽，将部多压式汽轮机 分蒸汽注入汽轮机某级中作功，热能综合利用好 低压汽轮机 蒸汽初压为1.18,1.47MPa 中压汽轮机 蒸汽初压为1.96,3.92MPa 按蒸 高压汽轮机 蒸汽初压为5.88,9.8MPa 汽初压 超高压汽轮机 蒸汽初压为11.77,13.73MPa 亚临界汽轮机 蒸汽初压为15.69,17.65MPa 超临界汽轮机 蒸汽初压大于22.16MPa 轴流式汽轮机 蒸汽在汽轮机内流动的总体方向大致与轴平行 按汽 辐流式汽轮机 蒸汽在汽轮机内流动的总体方向大致与轴垂直 流向 周流(回流)式汽轮机 蒸汽在汽轮机内大致沿轮周方向流动，功率较小 绝大部分用抽汽凝汽式、抽汽背压式汽轮机，同中心电站用汽轮机 时供电和供热的汽轮机叫热电汽轮机 船(舰)用汽轮机 用于船(舰)推进动力装置，驱动螺旋浆 仅驱动各种工业机械，不向外供热，为凝汽式汽 单纯驱动 轮机，可以变转速运行。多用于化工、炼油、冶 炼以及电站等部门，用于驱动泵、风机、压缩机工等 按用途 业驱动各种工业机械，并向外供热蒸汽。为抽汽凝驱动并供热 汽汽式、抽汽背压式或背压式汽轮机，可以变转速 轮运行。用于化工、炼油和冶炼等部门使用。 机 工业企业自备电站中用于驱动发电机的汽轮机， 单纯发电 不向外供热，定转速运行 汽轮机为抽汽凝汽式、抽汽背压式或背压式，向发电并供热 外供热，定转速运行 2、汽轮机的基本概念 (1)汽轮机的基本工作原理 49 汽轮机是用蒸汽来作功的旋转式原动机，来自废热锅炉或其他汽源的蒸汽，经主汽阀和调节阀进入汽轮机，依次高速流过一系列环形配置的喷嘴(或静叶栅)和动叶栅而膨胀作功，将蒸汽的热能转变为推动汽轮机转子旋转的机械功，从而驱动其他机械。汽轮机将蒸汽的热能转变为机械功通常是通过冲动作用原理和反动作用原理这两种方式实现的，相应汽轮机也分为冲动式汽轮机与反动式汽轮机两大类。 ?、冲动作用原理 冲动式汽轮机最简单的结构如图4-5-1所示，由一个喷嘴和一级装配有一圈动叶片的叶轮组成。从喷嘴1中喷出的高速汽流冲击在装于叶轮3上的动叶片4上，从而使叶轮转动。 ?、反动作用原理 火箭发射时，燃料燃烧产生的高压气体从火箭尾部快速排出，如图4,5,4所示。高压气体作用在火箭内侧壁的力互相抵消，而向上作用在未燃烧物质上的力却未抵消，此力推动火箭向上运动。这种气体高速从容器中流出时，给容器一个与气体流动方向相反的力Fre，此力称为反动力。用反动力作功的原理称为反动作用原理，采用反动原理工作的汽轮机称反动式汽轮机。 (2)汽轮机中的级 在汽轮机中，由喷嘴和与其配合的动叶片构成的作功单元称为级，采用冲动原理工作的级称冲动级，采用反动原理工作的级称反动级。级是汽轮机中最基本的作功单元，蒸汽的热能转变成机械能的能量转变过程就是在级内进行的。 喷嘴又名静叶片，是一个截面形状特殊且不断变化的通道，蒸汽进入喷嘴后，蒸汽发生膨胀，消耗了蒸汽的热能，蒸汽的压力和温度都降低了，蒸汽的流速却增加了，获得了高速汽流。喷嘴的作用就是将蒸汽的热能转换为动能。喷嘴可以是整周布置，也可以是仅几个弧段。 动叶片又称工作叶片，装满了叶轮一周，动叶片的作用就是将蒸汽的动能转变为叶轮转动的机械能。即由喷嘴流出的高速汽流流经动叶片时对动叶片产生作用力，推动叶片运动，通过叶轮和轴产生旋转运动，驱动泵、风机等机械对外作功。 冲动级和反动级的区别在于蒸汽的热能转变为动能的部位不同，冲动级中只在喷嘴内进行，而反动级中一部分在喷嘴内进行，另一部分在动叶片内进行。 (3)多级汽轮机 随着机组功率的增大，单级汽轮机满足不了大功率的要求，因此出现了多级汽轮机，由多个冲动级组成的汽轮机叫冲动式多级汽轮机，由多个反动级组成的汽轮机叫反动式多级汽轮机。也有些汽轮机中既有冲动级，又有反动级，称冲动和反动组合式汽轮机。 在多级汽轮机中，蒸汽依次通过一级级膨胀作功，汽轮机的功率等于各级功率的 50 总和，因此多级汽轮机的功率可以作得很大。 三、化工装置常用蒸汽轮机的结构特点 1、结构特点 在化工装置中，应用的汽轮机数量多、品种杂，但常用的有凝汽式汽轮机、抽汽凝汽式汽轮机、背压式汽轮机、多压汽轮机等。工业汽轮机主要由主汽阀、调节阀、缸体、转子、支承装置、滑销系统、调节保安系统等组成。下面主要介绍凝汽式汽轮机。 图4,2为凝汽式工业汽轮机结构简图，该机为单层缸、上排汽的多级冲动式汽轮机。中压蒸汽首先经过用法兰螺栓联接在工业汽轮机缸体上的主汽阀，流入工业汽轮机缸体上部的调节阀室，并由五个调节阀门控制进入汽轮机的蒸汽量，蒸汽首先流过第一级(单列调节级)，然后依次流过后面各级，逐级膨胀作功后由排汽缸排入凝汽器。缸体为水平剖分结构，分上半缸和下半缸。汽缸沿轴向又分为前气缸和排汽缸两部分，两者间用螺栓联接，前气缸缸体材料为铸钢，排汽缸缸体采用钢板焊接而成。该机有8级、9个叶轮，第一级喷嘴安装在高压蒸汽室的喷嘴弧段上，其余各级喷嘴安装在相应级的隔板上，各级隔板都安装在汽缸隔板槽中。在缸体下部设有疏水口，用来排放凝聚的冷凝水;在低压段的上部开有排汽口，把蒸汽引入凝汽器。 缸体采用挠性支承板支承，前轴承座下有一挠性支承板，支承前轴承座及前半缸重量，在排汽端两侧有两个与轴中心线平行的挠性支承板，支承后轴承座及后半缸重量，在下汽缸前端同轴承座间设有立销。开车时前支承板起纵销作用，引导汽缸和前轴承座一起沿轴向向前膨胀，两后支承板起横销作用，引导汽缸左右方向膨胀。汽缸前端同轴承座间的立销作用是引导汽缸垂直方向膨胀，并保证汽缸同前轴承座对中。 转子为合金钢整锻转子，轴上共有8级9个冲动级叶轮，第8、9两个叶轮组成双流式末级，采用双流式末级的目的是将排汽分两路排出，减少末级动叶片的高度，保证必要的强度和提高效率。转子上前6级动叶片在叶轮上采用T形叶根固定，后两级采用球形叶根固定。转子上还安装有推力盘、联轴器、危急保安器等部件。 转子的前后径向轴承均采用五油楔可倾瓦轴承，止推轴承采用金斯伯雷轴承。汽轮机采用8?″CM型调速器和调节阀控制进汽量，维持机组运行。蒸汽进口的主汽阀用于开停车时控制进汽量和跳车时迅速切断进汽。 安全保护装置有装在主轴上的危急保安器和位于控制油油路上的电磁阀、危急遮断器、低油压薄膜阀等，当设备本身或工艺上出现异常情况时均能使控制油泄压，主汽阀关闭，设备安全停车。 2、汽轮机转子 汽轮机转子的作用是将蒸汽的动能转变为机械能，传递作用在叶片上的蒸汽圆周分力所产生的扭矩，向外输出机械功，以驱动压缩机、泵等。 按结构型式转子可分为轮式转子和鼓式转子两种，轮式转子是在主轴上直接锻出或以过盈方式安装有若干级叶轮，动叶片安装在叶轮外缘上，这种转子主要应用在冲动式汽轮机转子上。鼓式转子主轴中间部位较粗，外形像鼓筒一样，转鼓外缘加工有周向沟槽，转子的各级动叶片就直接安装在周向沟槽中，这种转子通常应用在动叶片前后有一定压差的反动式汽轮机转子上。图4,3和图4,4,分别为常用的整锻轮式、鼓式汽轮机转子示意图。 按制造工艺转子可分为整锻式、套装式、焊接式等。整锻式转子是各级叶轮同主轴一起锻出;套装式转子是叶轮和主轴分别加工，再以过盈配合方式将叶轮红套在轴上;焊接转子是用几个强度很高的实心叶轮在外缘部分焊接连成鼓筒结构，形成焊接鼓式转子。 在国内化工行业应用的汽轮机转子多为整锻式转子，其优点是结构紧凑，叶轮受力情况好，强度高，不存在运行中叶轮与主轴间松动问题，可适用于高温、高速条件。 51 由图4,4可以看出鼓式转子结构简单，弯曲刚度大，但由于反动式汽轮机轴向推力较大，所以鼓式转子一般带有平衡活塞，以平衡部分动叶片上产生的轴向力。 3、汽轮机转子叶轮 汽轮机转子叶轮的作用是用来安装冲动级动叶片，并将动叶片所受的汽流作用力传递给转子主轴。 汽轮机转子叶轮的型式主要有以下几种: ?、等厚度叶轮结构如图4,5a所示，叶轮的厚度沿半径不变，这种叶轮的优点是加工方便，但叶轮的强度较差，只能用于平均直径不大、叶片较短的级中，一般圆周速度120,130m/s 图4-2凝汽式汽轮机结构图 52 图4,3整锻轮式汽轮机转子图 图4,4鼓式汽轮机转子图 ?、锥形叶轮结构如图4,5b所示，叶轮厚度沿半径由内向外减薄成锥形，这种叶轮不但加工方便，而且强度高，可用在圆周速度达300m/s的级中，应用最为广泛。 ?、等强度叶轮结构如图4,5c所示，叶轮厚度沿半径由内向外减薄成曲面，这种叶轮的特点是沿半径方向各处的应力都相等，这种叶轮强度最高，圆周速度可达400m/s以上，但加工要求较高，应用相对较少。 此外还有双曲线形叶轮和几种型线的混合叶轮。 一般叶轮可分为三部分。 ?、轮缘:用来安装动叶片的部分，轮缘一般作成等厚度的，轮缘上开有安装动叶片的叶根槽，叶根槽缺口形状由叶根结构型式决定。 ?、轮毂:对整锻式转子，轮毂与轴一起锻出;对套装式转子，靠轮毂将叶轮套装在轴上。 53 图4-5 叶轮结构型式 ?、轮盘:轮盘是把轮缘和轮毂连成一体的中间部分，轮盘的形状决定于作用在叶轮上的负荷大小及加工要求。 4、汽轮机转子叶片 汽轮机转子叶片是汽轮机中重要零部件之一，汽流流经动叶片后，将蒸汽的动能转变为转子转动的机械能，它主要有三部分组成。 (1)、叶根部分:用来将叶片固定在叶轮或转鼓上。对叶根的要求是将叶片牢固地固定在轮缘中，在任何工作条件下保证叶片在转子中位置不变。常用的叶根形式有T形、叉形、纵树形等。 (2)、叶型部分:也叫工作部分，这是叶片最主要的部分，汽流流经叶型部分时，蒸汽的动能转变为机械能，因此叶型部分是实现能量转换的部位。常用的有等截面叶片和变截面叶片(扭曲叶片)。 (3)、叶顶部分:指叶片顶部的围带和拉筋。汽轮机高压段的动叶片一般都装有围带，围带在叶片顶部形成一个盖板，可以防止叶片顶部漏汽，另外围带还可以提高动叶片的抗弯曲能力，增强刚性。常用的围带形式有两种:一是自带围带结构，围带与叶片的叶根部分、叶型部分在同一块钢材上加工出来;另一种是外加围带，围带靠叶片顶端的铆钉将叶片铆接在叶片上。 5、汽轮机隔板 冲动式多级汽轮机调节级以后的级叫压力级，各级间都用隔板隔开，隔板上安装有喷嘴。隔板由隔板体、喷嘴、外缘以及隔板内圆汽封等组成。按喷嘴在隔板上的固定方法不同，可分为焊接隔板与铸造隔板。 (1)、焊接隔板 焊接隔板结构如图4,6所示，先将用切削、精密铸造或模锻的喷嘴1焊在内环2与外环3上，然后再与隔板体5、隔板轮缘4经找平后焊在一起。 这种结构的优点是强度和刚度好，喷嘴汽道表面光滑，形状较精确，汽流在流道中流动损失小。这种隔板常用在汽轮机的高、中压部分。 近代汽轮机中，为减少喷嘴中的双涡流损失，采用宽度窄小的窄喷嘴。但宽度窄了带来 54 图4,6 焊接隔板结构图 (a)焊接隔板组合情况;(b)焊接隔板断面图 1—喷嘴片; 2—内环; 3—外环; 4—隔板轮缘; 5—隔板体; 6—焊缝 喷嘴强度下降，为此采用在喷嘴块前的通流部分沿隔板圆周布置若干个加强筋的方法。隔板体与外缘整体铸造，两者之间靠加强筋连接，强度较高，窄喷嘴只起导气作用。 窄喷嘴焊接隔板的优点是喷嘴损失小，但由于加强筋的存在，增大了汽流的阻力。 (2)、铸造隔板 图4,7 汽轮机隔板安装图 铸造隔板是将已经成型的喷嘴叶片在浇铸隔板体的同时放入其中，和隔板体一块铸出。这种结构隔板强度较差，喷嘴尺寸不够精确，表面不够光滑，所以蒸汽流动损失大，使用温度也不能太高，一般小于300?，但制造工艺简单，成本低。这种隔板常用在汽轮机的低压部分。 (3)、隔板的支承和定位 隔板可以直接安装在汽缸中，也可以把相邻几级隔板先安装在隔板套内，再把隔板套装在汽缸中。隔板都做成上、下两半，两半隔板均安装在汽缸或隔板套上的隔板槽内。上隔板一般用两边两块锁垫固定在上半缸的隔板槽中。下半隔板在隔板槽内有的用两侧的悬挂销支承，由下面的平键左右定位，也有的如图4,7所示下隔板由下面的三个隔板销支承在下隔板槽中。为上、下隔板间扣合准确，上、下隔板中分面间装有定位销。 另外为保证隔板在隔板槽中可以自由膨胀，在隔板与隔板槽间应留有一定的膨胀间隙。 6、汽轮机静叶片 汽轮机静叶片又称喷嘴，其作用是蒸汽在喷嘴中流动时降压、升速，将热能转换为动能，并使高速汽流按一定的方向喷向工作叶片。 55 调节级喷嘴是直接安装在高压蒸汽喷嘴室中的，调节级的喷嘴按需要分成几个喷嘴组，每一个喷嘴组由一个调节汽阀控制。 冲动式汽轮机调节级以后的各级喷嘴均安装在相应各级的隔板上，在整周均匀分布。 在反动式汽轮机中通常不使用隔板，各反动级静叶片直接安装在汽轮机缸体上或静叶持环上，静叶持环再安装在汽轮机缸体上。高压段的静叶片一般都带有围带，它可提高静叶片的强度和密封效果，围带也分自带和铆接两种。采用静叶持环结构，把反动式汽轮机的几级甚至几十级的静叶片分成几段安装在相应的数个静叶持环上，简化了汽轮机缸体结构，也方便了检修。 7、汽轮机缸体 汽轮机缸体主要用来支承转子、隔板、静叶持环、调节阀等部件，容纳并通过蒸汽，保证蒸汽在汽轮机内完成能量的转换作功过程，同时把汽轮机的喷嘴、静叶、转子等与大气隔开，形成密封腔体。 汽轮机缸体为检修方便，一般设有水平中分面。为了合理利用材料，还常沿轴向分为两段，高压段因承受压力、温度较高，通常用耐高温贵重金属材料制造，而低压段则常采用铸铁浇铸或钢板焊接结构。 对于中低压汽轮机，一般采用单层汽缸结构，即静叶片或静叶持环、隔板直接安装在汽缸中。但当蒸汽压力较高时，为保证安全和水平中分面的汽密性，中分面联接螺栓尺寸要很大，相应的水平法兰和汽缸壁也很厚、很笨重。在开停车和变负荷运行时，在汽缸和法兰壁上温度分布很不均匀，会引起很大的热应力，甚至汽缸变形、中分面螺栓拉断。因此对高压汽轮机(如大于12.7MPa、535?)大都采用双层缸结构，把喷嘴蒸汽室和高压段作在内缸里，由内缸和外缸分担蒸汽的压力、温度，这样内缸和外缸均可作得较薄些，在汽轮机起动、停车和变负荷运行时，缸体内不会产生较大的应力。 汽轮机内缸有的作成上下两半，中分面用螺栓联接，有的则作成圆筒形。圆筒形内缸形状简单、结构对称，省去了笨重的法兰及联接螺栓，在温度和压力变化时不会产生大的应力，也不存在中分面漏汽问题。但圆筒形缸在安装、检修时比较困难，特别是动静间隙的测量、调整很不方便。 外缸体一般通过本身的猫爪(或搭脚)支承在机座上，机座又用地脚螺栓固定在基础上。前端通常利用下缸体支承法，下缸体前端伸出的猫爪作为承力面，支承在前机座上，上缸压在下半缸上。这种支承结构简单，安装和检修方便，但因支承面低于汽缸中心线，当汽缸和猫爪受热膨胀后，汽缸中心线向上抬起，而此时支承在轴承上的转子中心未变，结果会使汽缸中心同转子中心不同心。另外一种缸体支承方法为上半缸支承法，利用上半缸体前端伸出的猫爪作为承力面，支承在前机座上，下半缸通过中分面螺栓吊在上半缸上，这种支承方法因支承面与汽缸中分面在同一平面内，当缸体受热膨胀后，汽缸中心仍与转子中心保持一致。 由于排汽端外形尺寸较大，通常利用下缸两侧伸出的搭脚直接支承在机座上，这样支承面比汽缸中分面低，但因排汽端温度低，正常运行时缸体膨胀不明显，所以影响较小。但对一些排气温度较高的背压式汽轮机，其排汽端也采用上半缸猫爪支承法。 汽轮机缸体都设有一套滑销系统，一般采用在汽缸前、后端下部设立销，前轴承座或前机座下面设纵销，在排汽端两侧搭板下设横销的办法给缸体定位，保证运行时缸体按规定方向膨胀。也有一些汽轮机外缸体采用挠性支承板支承，利用支承板的弹性变形保证机组均匀合理地膨胀(如图4,2中汽轮机)。 汽轮机内缸在外缸中一般采用位于其中心线两侧的挂耳支撑，内缸上的挂耳和外缸间设有定位销，起给内缸轴向定位和横向膨胀导向的作用，内缸下部同外缸间设有纵向滑销，起给内缸横向定位的作用。对有水平中分面的内缸来说，也有下缸猫爪支 56 承和上缸猫爪支承两种支承方式，利用上缸猫爪支承法，能有效地保证内缸在受热膨胀后，其内缸中心同外缸体中心保持一致。 8、汽轮机轴承 在工业汽轮机上常用的止推轴承有米楔尔止推轴承(图4-8)和金斯伯雷止推轴承(图4-9)，这些轴承的共同特点是有多个活动的止推瓦块，在瓦块后有承力点，止推瓦块可以绕支点摆动，以形成最佳状态的润滑油膜。米楔尔止推轴承是止推块同基环直接接触，是单层的;金斯伯雷止推轴承是止推块下还有上、下水准块，然后才是基环，是三层结构 。 米楔尔止推轴承的优点是结构简单，轴向尺寸小;缺点是当瓦块厚度稍有差别或轴承基环同止推盘平行度有误差时，每瓦块间负荷不能调节，会造成部分瓦块过载。金斯伯雷止推轴承的优点是瓦块间载荷分布均匀，调节灵活，能自动补偿转子不对中、偏斜;缺点是结构 图4,8米楔尔止推轴承展开示意图 1—止推盘; 2—瓦块; 3—基环; 图4,9金斯伯雷止推轴承展开示意图 1,上水准块; 2—下水准块; 3—基环; 4—止推瓦块 复杂，需要轴向安装尺寸较长。 在工业汽轮机上常用的径向轴承有圆瓦轴承、椭圆瓦轴承、多油楔固定轴承和可倾瓦轴承，并且以可倾瓦轴承使用为最多。圆瓦轴承的优点是结构简单，但高速稳定性差，只能用于中、小型和低速汽轮机中。椭圆瓦轴承同圆瓦轴承相比，其优点一是运行中形成上、下两个油膜，垂直方向稳定性好，二是油量大，轴承散热性好;缺点是功耗稍大，多应用于中型、轴承比压较高的汽轮机。多油楔固定轴承的优点是轴承的各方向抗震性均好、轴承温升低、不易发生油膜振荡，多用于高速工业汽轮机。可倾瓦轴承与上述轴承相比，其优点是每一块瓦均能自由摆动，在任何情况下都能形成最佳油楔，高速稳定性好，不易发生油膜振荡，多应用于高速轻载工业汽轮机。 9、 汽轮机转速调节和保安系统 (1)汽轮机转速调节系统 汽轮机的生产厂家、型号、生产时间不同，其转速调节系统也不一样，生产时间较早的汽轮机应用的调速器多为机械式、半机械式、液压式等，近些年生产的汽轮机则多采用较先进的电子调速器，电子调速器不仅操作方便、精度高，而且也简化了转速调节系统的机械部分。汽轮机的安全保护有轴位移过大、超速、振动大、油压低等保护系统，当出现危急情况时均能使机组迅速停车。 ?感应机构 调速器通过减速齿轮与汽轮机主轴相连，感受机组的转速信号，当转速发生变化 57 时，调速器通过油动机活塞输出一位移变化信号，将位移信号传给信号转换机构。通过改变控制风压信号的压力或手动操作旋钮也可以调节机组转速。 ?信号转换机构 信号转换机构的任务是将调速器输出的位移变化信号转换为二次油压的变化信号，将二次油压信号传送给放大、执行机构。信号转换机构的主要部件是压力变换器。 ?执行、放大机构 放大、执行机构由错油门和油动机组成，把二次油压的变化信号转化、放大后传到调节阀，改变调节阀的开度，调节机组转速。 ?调节阀及其传动机构 调节阀及其传动机构最终完成改变汽轮机进汽量、控制机组转速的任务。 汽轮机调节级的喷嘴共分五组，每组由一个调节阀控制，这五个调节阀由油动机驱动，它们按顺序依次开启。 ?启动器 在启动汽轮机时，首先用启动器将蒸汽主汽阀全开，再用启动器逐步提高二次油压，慢慢打开蒸汽调节阀，汽轮机转速随之升高，当转速达到调速器工作转速后，再下旋启动器，汽轮机转速也不再升高，这时将启动器下旋到底并锁死，继续用调速器升速。 (2)、汽轮机的保安系统 ?主汽阀(紧急停车阀、紧急切断阀) 主汽阀是蒸汽系统和汽轮机之间的主要切断装置，汽轮机在启动和正常工作时，主汽阀是全开的。当发生紧急情况时，就立即关闭，切断供给汽轮机的蒸汽，使机组立即停车，避免机组遭到破坏。 ?危急保安器 危急保安器的作用是当汽轮机的转速超过最大允许连续转速一定值后，偏心飞锤飞出，通过快速跳车装置使汽轮机停车。 ?危急遮断器(快速跳车装置) 危急遮断器的作用是当出现紧急情况时打开跳车油泄油口，使跳车油迅速泄压，主汽阀关闭。 ?电磁阀 电磁阀是一种电动保护装置，装在控制油管线上，被电力遥控。当出现紧急情况联锁动作后，给电磁阀输入切断信号，电磁阀动作，中断压力油供应，同时让跳车油泄压，主汽阀立即关闭，汽轮机停车。 电磁阀除仪表联锁自动动作外，还设有手动停车按钮，按此按钮也可使电磁阀动作，汽轮机停车。 58 59 60