油品設備基礎知識培訓油品合成和加工項目部煤化工基礎設備講義2油品合成和加工項目部設備簡介油品合成和加工裝置是將來自凈化裝置的新鮮合成氣及來自尾氣處理裝置的氫氣轉化為中間產品的裝置。油品合成裝置有2條并列的完全相同的生產線（分為南北區），每條生產線規模為200萬噸/年。裝置規模龐大，其設備數量較多，種類繁雜，其中有化工設備、通用機械、專有技術設備等。目前統計裝置總計設備臺數2070臺套，其中大型設備有8臺費托合成反應器、30臺壓縮機、8臺循環換熱分離器、32臺蠟過濾機。煤化工基礎設備講義×××3油品合成和加工項目部設備簡介裝置單元爐類塔類反應設備類貯罐類換熱類設備化工機械類通用設備類壓縮機起重及

運輸類其它合計費托合成

28164178

14412

6

催化劑還原

46016

244

蠟過濾

10620

52

40

尾氣脫碳

10

46120

46

8

精脫硫

8

2

合成水處理

3

1969

28

12

低溫油洗

5

21594231

14

除氧水和凝液精制

422835

合成罐區

27

25

加氫精制4423672

444

加氫裂化46338100

555

尾氣12923642

134

加工罐區

41

48

總計959276366801253730

802070

煤化工基礎設備講義×××煤化工主要設備分類目錄流體輸送機械傳熱設備塔設備分離設備專有技術設備4煤化工基礎設備講義×××流體的輸送流體輸送機械，化工企業最常用的機械設備，主要作用是利用機械能把各設備或裝置間化工物料互相轉移。輸送液體的機械稱為泵輸送氣體的機械稱為風機或壓縮機5煤化工基礎設備講義×××泵按泵作用于液體原理分類葉片式泵（動力式泵）容積式泵(正排量泵）其它類型泵

6煤化工基礎設備講義×××7葉片式泵（動力式泵）

由泵內葉片在旋轉時產生的離心力作用將液體連續的吸入并壓出。葉片式泵包括離心泵、混流泵、軸流泵、部分流泵及旋渦泵。

容積式泵(正排量泵）包括往復式泵和容積式泵。它們分別由泵內活塞作往復運動或轉子作旋轉運動而產生擠壓作用將液體吸入并壓出。前者排液過程是間歇的。常見的往復式泵有各種型式活塞泵、柱塞泵及隔膜泵等。常見回轉式泵有外嚙合齒輪泵、內嚙合齒輪泵、螺桿泵、回轉徑向柱塞泵、回轉軸向柱塞泵、滑片泵羅茨泵及液環泵等。其它類型泵包括利用流體靜壓或流體流體動能來輸送液體的流體動力泵。如噴射泵、空氣升液器、水錘泵等。另外還有利用電磁力輸送液體的電磁泵。煤化工基礎設備講義×××8按泵的用途分類按泵的用途可分為進料泵、回流泵、塔底泵、循環泵、產品泵、注入泵、排污泵、燃料油泵、潤滑油泵和封液泵等按所適用的介質分類清水泵、污水泵、泥漿泵、砂泵、灰渣泵、耐酸泵、堿泵、冷油泵、熱油泵、低溫泵等煤化工基礎設備講義×××泵的基本參數機泵的主要參數有以下幾個：流量Q（m3/h），揚程H（m），轉速n(r/min),功率（軸功率和配用功率）P（kW），效率η（%），汽蝕余量（NPSH）r(m),進出口徑φ（mm），葉輪直徑D（mm）,泵重量W（kg）9煤化工基礎設備講義×××離心泵工作原理

被輸送液體經吸入室進入泵內，并充滿泵腔，原動機驅動軸帶動葉輪旋轉，葉輪的葉片帶動被輸送液體與葉輪一起旋轉，在離心力的作用下，被輸送液體由葉輪中心向葉輪邊緣流動，其速度逐漸增大，在流出葉輪的瞬間其速度最大，然后進入蝸室，被輸送液體速度逐步降低，將大部分動能轉換為壓力能，再經壓力管進一步降低速度，被輸送液體的壓力繼續升高，達到需要的壓力后將液體壓入泵的排出管路。當液體由葉輪中心流向葉輪邊緣后，葉輪中心呈現低壓狀態，利用壓差液體被吸入泵內。如此葉輪連續旋轉完成液體輸送。10煤化工基礎設備講義×××離心泵的常見結構11煤化工基礎設備講義×××泵在工作時液體在葉輪的進口處因一定真空壓力下會產生汽體，汽化的氣泡在液體質點的撞擊運動下，對葉輪等金屬表面產生剝蝕，從而破壞葉輪等金屬。產生氣蝕的原因為其吸入壓力低于輸送溫度下液體的氣化壓力。

引起離心泵吸入壓力過低的因素如下：泵吸上的安裝高度過高，關注泵的灌注頭過低；泵送液體的溫度高于規定溫度；泵吸入管局部阻力過大；泵的運行工況點偏離額定點過多；閉式系統中的系統壓力下降。12離心泵的氣蝕現象煤化工基礎設備講義×××13

當單臺泵達不到壓頭要求時，采用串聯組合。兩臺完全相同的離心泵串聯，從理論上講，在同樣的流量下，其提供的壓頭應為單泵的兩倍。因而依據單泵特性曲線1上一系列坐標點，保持橫標(Q)不變，使縱標(H)加倍，繪出兩泵串聯后的特性曲線2。串聯泵的操作流量和壓頭由工作點決定，由圖知，串聯后流量亦有所增加，但壓頭低于單臺泵壓頭的兩倍。QHH1QQ串H串2特點：Q并<2Q單H并>H單離心泵組合操作要點串聯煤化工基礎設備講義×××14

當單臺泵達不到流量要求時，采用并聯組合。兩臺相同的離心泵并聯，理論上講在同樣的壓頭下，其提供的流量應為單泵的兩倍。因而依據單泵特性曲線1上一系列點，保持縱標(H)不變，使橫標(Q)加倍，繪出兩泵并聯后的特性曲線2。并聯泵的實際流量和壓頭由工作點決定，由圖知，并聯后壓頭有所增加，但流量低于單泵流量的兩倍(實際上三臺以上泵的并聯不多)。QHQH1Q并H并2H串<2H單Q串>Q單

并聯煤化工基礎設備講義×××煤化工基礎設備講義×××15離心泵的組合操作生產中如何選擇組合方式，還與管路特性有關，一般：1、當單泵壓頭遠達不到要求時，必須采用串聯；2、在某些情況下，并串聯都可提高流量和壓頭，這時與管路特性有關。對低阻型輸送管路，并聯組合優于串聯組合，即并聯可獲得更高的流量和壓頭，選并聯；對高阻型輸送管路，串聯組合優于并聯組合，即串聯可獲得更高的流量和壓頭，選串聯。16齒輪泵

齒輪泵也是正位移泵的一種，如圖。泵殼內的兩個齒相互嚙合，按圖中所示方向轉動。在泵的吸入口，兩個齒輪的齒向兩側撥開，形成低壓將液體吸入。齒輪旋轉時，液體封閉于齒穴和泵殼體之間，被強行壓至排出端。在排出端兩齒輪的齒相互合攏，形成高壓將液體排出。齒輪泵產生較高的壓頭但流量小，用于輸送粘稠液體及膏狀物，但不能輸送含固體顆粒的懸浮液。煤化工基礎設備講義×××17螺桿泵

由泵殼和一根或幾根螺桿構成。一根螺桿：螺桿和泵殼形成的空隙排送液體。兩根螺桿：與齒輪泵類似，利用互相嚙合的螺桿排送液體。特點是壓頭高，效率高，噪音小。適于在高壓下輸送粘稠性液體。流量調節時用旁路(回流裝置)調節。煤化工基礎設備講義×××18水環真空泵

水環真空泵的工作原理，其外殼式圓形的，葉輪偏心安裝，液環亦呈圓形，由相鄰葉片、葉輪內筒及液面構成往復泵缸體。隨著葉輪的轉動，泵缸容積發生變化。水環真空泵可抽到600mmHg真空度。因通常泵內充水，故稱為水環真空泵，如泵內充其他液體，則稱為液體真空泵。煤化工基礎設備講義×××19

入口suctionside葉輪impeller出口dischargeside滑動軸承/slidebearing定子/stator轉子/rotor定子屏蔽套statorcan滑動軸承slidebearing屏蔽電泵/CannedMotorPump工作原理/Technical

Principles屏蔽泵煤化工基礎設備講義×××20氣體輸送設備氣體輸送設備煤化工基礎設備講義×××21氣體輸送設備-風機離心通風機的結構和工作原理

離心通風機葉片之間的氣體在葉輪旋轉時，受到離心力作用獲得動能（動壓頭）從葉輪周邊排出，經過蝸殼狀機殼的導向，使之向通風機出口流動，從而在葉輪中心部位形成負壓，使外部氣流源源不斷流入補充，從而使風機能排出氣體。電動機通過軸把動力傳遞給風機葉輪，葉輪旋轉把能量傳遞給空氣，在旋轉的作用下空氣產生離心力，空氣延風機葉輪的葉片向周圍擴散，此時，風機葉輪越大，空氣所接受的能量越大，也就是風機的壓頭（風壓）越大。如果將大的葉輪割小，不會影響風量，只會減小風壓。煤化工基礎設備講義×××22氣體輸送設備-風機離心式通風機主要由：葉輪、機殼、聯軸器、軸。葉輪是產生風壓和傳遞能量的主要作功部件；機殼主要用來引入氣體和排出氣體，同時將氣體的部分動能變為壓力能；

煤化工基礎設備講義×××23氣體輸送設備-羅茨風機

結構及工作原理與齒輪泵類似，但為兩葉片或三葉片形。轉葉片亦稱為轉子。兩轉子中一個主動，一個從動。二者在中間部位嚙合，把風機機殼內空間分隔為吸入腔和壓出腔。轉子旋轉時，轉子凹入部位的氣體被轉子由吸入腔帶到壓出腔，使壓出腔氣壓升高而向壓出管道排氣，吸入腔則氣壓降低并由吸入管吸氣。由于轉子外緣與機殼內壁間的縫隙很小，且轉子在旋轉，故正常操作時氣體由壓出腔漏回吸入腔的現象并不嚴重。煤化工基礎設備講義×××24氣體輸送設備-活塞壓縮機往復式壓縮機的工作原理當曲軸旋轉時，通過連桿的傳動，活塞便做往復運動，由氣缸內壁、氣缸蓋和活塞頂面所構成的工作容積則會發生周期性變化。活塞從氣缸蓋處開始運動時，氣缸內的工作容積逐漸增大，這時，氣體即沿著進氣管，推開進氣閥而進入氣缸，直到工作容積變到最大時為止，進氣閥關閉；活塞反向運動時，氣缸內工作容積縮小，氣體壓力升高，當氣缸內壓力達到并略高于排氣壓力時，排氣閥打開，氣體排出氣缸，直到活塞運動到極限位置為止，排氣閥關閉。當活塞再次反向運動時，上述過程重復出現。總之，曲軸旋轉一周，活塞往復一次，氣缸內相繼實現進氣、壓縮、排氣的過程，即完成一個工作循環。圖1活塞式空壓機工作原理圖

1—排氣閥2—氣缸3—活塞4—活塞桿

5—滑塊

6—連桿7—曲柄8—吸氣閥

9—閥門彈簧煤化工基礎設備講義×××25氣體輸送設備-活塞壓縮機

活塞式空壓機的優點是結構簡單，使用壽命長，并且容易實現大容量和高壓輸出。缺點是振動大，噪聲大，且因為排氣為斷續進行，輸出有脈沖，需要貯氣罐。、按活塞的壓縮動作分類1）單作用壓縮機：氣體只在活塞的一側進行壓縮，又稱單動壓縮機。2）雙作用壓縮機：氣體在活塞的兩側均能進行壓縮，又稱復動或多動壓縮機。3）多缸單作用壓縮機：利用活塞的一面進行壓縮，而有多個氣缸的壓縮機。4）多缸雙作用壓縮機：利用活塞的兩面進行壓縮，而有多個氣缸的壓縮機。3、按壓縮機的排氣終壓力分類1）低壓壓縮機：排氣終了壓力在3～10表壓。2）中壓壓縮機：排氣終了壓力在10～100表壓。3）高壓壓縮機：排氣終了壓力在100～1000表壓。4）超高壓壓縮機：排氣終了壓力在1000表壓以上。4、按排氣量（進口狀態）分類類型排氣量m3/min微型壓縮機＜1小型壓縮機1~10中型壓縮機10~60大型壓縮機＞605煤化工基礎設備講義×××26氣體輸送設備-活塞壓縮機往復式壓縮機的主要性能指標1）額定排氣量：即為壓縮機銘牌上標注的排氣量，指壓縮機在特定進口狀態下的排氣量。常用單位m3/min，m3/h。額定排氣壓力：即為壓縮機銘牌上標注的排氣壓力，常用單位MPa，bar。2）排氣溫度：考慮到積炭和安全運行，對于相對分子量小于或等于12的介質，排氣溫度不超過135℃；對乙炔、石油氣、濕氯氣排氣溫度不超過100℃；其他氣體建議不超過150℃。3）活塞力：活塞在止點出所受到的氣體力最大，因此將這時的氣體力稱為活塞力。4）級數：大中型往復壓縮機以省功原則選擇級數，通常情況下其各級壓力比≤4。

往復式壓縮機主要由機體、曲軸、連桿、活塞組、閥門、軸封、油泵、能量調節裝置、油循環系統等部件組成。煤化工基礎設備講義×××27氣體輸送設備-活塞壓縮機煤化工基礎設備講義×××28氣體輸送設備-活塞壓縮機輸氣的調節方式：煤化工基礎設備講義×××29氣體輸送設備-螺桿壓縮機工作原理：

一、螺桿式空氣壓縮機的概述螺桿式空氣壓縮機是噴油單級雙螺桿壓縮機，采用高效帶輪(或軸器)傳動，帶動主機轉動進行空氣壓縮，通過噴油對主機壓縮腔進行冷卻和潤滑，壓縮腔排出的空氣和油混合氣體經過粗、精兩道分離，將壓縮空氣中的油分離出來，最后得到潔凈的壓縮空氣。雙螺桿空氣壓縮機具有優良的可靠性能，機組重量輕、震動小、噪聲低、操作方便、易損件少、運行效率高是其最大的優點。二、壓縮機主機工作原理

螺桿式空氣壓縮機的核心部件是壓縮機主機，是容積式壓縮機中的一種，空氣的壓縮是靠裝置于機殼內互相平行嚙合的陰陽轉子的齒槽之容積變化而達到。轉子副在與它精密配合的機殼內轉動使轉子齒槽之間的氣體不斷地產生周期性的容積變化而沿著轉子軸線，由吸入側推向排出側,完成吸入、壓縮、排氣三個工作過程。煤化工基礎設備講義×××30氣體輸送設備-螺桿壓縮機煤化工基礎設備講義×××31氣體輸送設備-螺桿壓縮機

螺桿式壓縮機的輸氣量調節:

螺桿式制冷壓縮機輸氣量調節的方法主要有吸入節流調節、轉停調節、變頻調節、滑閥調節、柱塞閥調節等。目前使用較多的為滑閥調節和塞柱閥調節。

1.滑閥調節

1)工作原理

即通過改變轉子的有效工作長度，來達到輸氣量調節的目的。

螺桿式制冷壓縮機的輸氣量調節范圍一般為10%~100%內的無級調節。

調節過程中，功率與輸氣量在50%以上負荷運行時幾乎是成正比例關系，但在50%以下時，性能系數則相應會大幅度下降。

2.塞柱閥調節

塞柱閥調節輸氣量的工作原理。塞柱閥的啟閉是通過電磁閥控制液壓泵中油的進出來實現的。塞柱閥調節輸氣量只能實現有級調節。這種調節方法在小型、緊湊型螺桿壓縮機中常常可以看到。滑閥調節煤化工基礎設備講義×××煤化工基礎設備講義×××32氣體輸送設備-離心壓縮機透平壓縮機的發展史

1900年制造第一臺高爐鼓風機（軸流式的）

1956年美國克拉克公司1000噸/日的合成氨廠制造了氮氫合成氣低壓離心壓縮機，排氣壓力25.5x105Pa。

1963年為德克薩斯的600噸/日的合成氨廠制造了氮氫合成氣高壓離心壓縮機，排氣壓力155x105Pa，功耗8800KW，從此離心式壓縮機跨入了高壓領域。近來，由于化工行業的發展，各種大型化工廠，煉油廠的建立，離心式壓縮機就成為壓縮和輸送化工生產中各種氣體的關鍵機器，而占有極其重要的地位。隨著氣體動力學研究的成就使離心壓縮機的效率不斷提高，又由于高壓密封，小流量窄葉輪的加工，多油楔軸承等技術關鍵的研制成功，解決了離心壓縮機向高壓力，寬流量范圍發展的一系列問題，使離心式壓縮機的應用范圍大為擴展，以致在很多場合可取代往復壓縮機，而大大地擴大了應用范圍。工業用高壓離心壓縮機的壓力有（150~350）×105Pa的，海上油田注氣用的離心壓縮機壓力有高達700×105Pa的。作為高爐鼓風用的離心式鼓風機的流量有大至7000m3/min，功率大的有52900KW的，轉速一般在10000r/min以上。33氣體輸送設備-離心壓縮機

有些化工基礎原料，如丙烯，乙烯，丁二烯，苯等，可加工成塑料，纖維，橡膠等重要化工產品。在生產這種基礎原料的石油化工廠中，離心式壓縮機也占有重要地位，是關鍵設備之一。除此之外，其他如石油精煉、煤化工、制冷等行業中，離心式壓縮機也是極為關鍵的設備。離心式壓縮機之所以能獲得這樣廣泛的應用，主要是比活塞式壓縮機有以下一些優點。1、離心式壓縮機的氣量大，結構筒單緊湊，重量輕，機組尺寸小，占地面積小。2、運轉平衡，操作可靠，運轉率高，摩擦件少，因之備件需用量少，維護費用及人員少。3、在化工流程中，離心式壓縮機對化工介質可以做到絕對無油的壓縮過程。4、離心式壓縮機為一種回轉運動的機器，它適宜于工業汽輪機或燃汽輪機直接拖動。對一般大型化工廠，常用副產蒸汽驅動工業汽輪機作動力，為熱能綜合利用提供了可能。但是，離心式壓縮機也還存在一些缺點。5、離心式壓縮機目前還不適用于氣量太小及壓比過高的場合。6、離心式壓縮機的穩定工況區較窄，其氣量調節雖較方便，但經濟性較差。7、目前離心式壓縮機效率一般比活塞式壓縮機低。煤化工基礎設備講義×××34氣體輸送設備-離心壓縮機離心壓縮機的種類：離心壓縮機的種類繁多，根據其性能、結構特點，可按如下幾方面進行分類。分類名稱說明按排氣壓力分低壓壓縮機排氣壓力在3~10Kg/cm2中壓壓縮機排氣壓力在10~100Kg/cm2高壓壓縮機排氣壓力在100~1000Kg/cm2超高壓壓縮機排氣壓力＞1000Kg/cm2按功率分微型壓縮機軸功率小于10KW小型壓縮機軸功率處于10~100KW中型壓縮機軸功率處于100~1000KW大型壓縮機軸功率處于1000KW以上按吸入氣體的流量分小流量壓縮機流量小于100Nm3/min中流量壓縮機流量處于100~1000Nm3/min大流量壓縮機流量大于1000Nm3/min按結構特點分水平剖分型一般用于50×105Pa垂直剖分型煤化工基礎設備講義×××35氣體輸送設備-離心式壓縮機透平式壓縮機工作原理汽輪機（或電動機）帶動壓縮機主軸葉輪轉動，在離心力作用下，氣體被甩到工作輪后面的擴壓器中去。而在工作輪中間形成稀薄地帶，前面的氣體從工作輪中間的進汽部份進入葉輪，由于工作輪不斷旋轉，氣體能連續不斷地被甩出去，從而保持了氣壓機中氣體的連續流動。氣體因離心作用增加了壓力，還可以很大的速度離開工作輪，氣體經擴壓器逐漸降低了速度，動能轉變為靜壓能，進一步增加了壓力。如果一個工作葉輪得到的壓力還不夠，可通過使多級葉輪串聯起來工作的辦法來達到對出口壓力的要求。級間的串聯通過彎通，回流器來實現。這就是離心式壓縮機的工作原理。煤化工基礎設備講義×××36氣體輸送設備-離心壓縮機軸流式壓縮機煤化工基礎設備講義×××37氣體輸送設備-離心壓縮機煤化工基礎設備講義×××38氣體輸送設備-離心壓縮機3級離心式壓縮機煤化工基礎設備講義×××煤化工基礎設備講義×××39離心壓縮機40離心壓縮機煤化工基礎設備講義×××41離心式壓縮機總裝圖1.吸入室2.葉輪3.擴壓器4.彎道5.回流器6.蝸殼7、8.軸端密封9.支持軸承10.止推軸承11.卡環12.機殼13.端蓋14.螺栓15.推力盤16.主軸17.聯軸器18輪蓋密封19.隔板密封20.隔板圖6-1離心式壓縮機縱剖面結構圖.煤化工基礎設備講義×××汽輪機-離心壓縮機標準流程煤化工基礎設備講義×××43離心壓縮機工況調節壓縮機調節的實質就是改變壓縮機的工況點，所用的方法從原理上講就是設法改變壓縮機的性能曲線或者改變管網性能曲線兩種。具體地說有以下幾種調節方式：

1、出口節流調節，即在壓縮機出口安裝調節閥，通過調節調節閥的開度，來改變管路性能曲線，改變壓縮機的工作點，進行流量調節。出口節流的調節方法是人為的增加出口阻力來調節流量，是不經濟的方法，目前除了風機及小型鼓風機使用外，壓縮機很少采用這種調節方法。

2、進口節流調節，既在壓縮機進口管上安裝調節閥，通過入口調節閥來調節進氣壓力。進氣壓力的降低直接影響到壓縮機排氣壓力，使壓縮機性能曲線下移，所以進口調節的結果實際上是改變了壓縮機的性能曲線，達到調節流量的目的。和出口節流法相比，進口節流調節的經濟性較好，據有關資料介紹，對某壓縮機進行測試表明：在流量變化為60～80%的范圍內，進口節流比出口節流節省功率約為4～5%。所以這是一種比較簡單而常用的調節方法。但也還是存在一定的節流損失以及工況改變后對壓縮機本身效率有些影響。進口節流法還有個優點就是：關小進口閥，會使壓縮機性能曲線向小流量區移動，因而可使壓縮機在更小的流量工況下工作，不易造成喘振。煤化工基礎設備講義×××44離心壓縮機工況調節3、改變轉速調節。當壓縮機轉速改變時，其性能曲線也有相應的改變，所以可用這個方法來改變工況點，以滿足生產上的調節要求。離心壓縮機的能量頭近似正比于n2，所以用轉速調節方法可以得到相當大的調節范圍。變轉速調節并不引起其他附加損失，只是調節后的新工況點不一定是最高效率點導致效率有些降低而已。所以從節能角度考慮，這是一種經濟的調節方法。改變轉速調節法不需要改變壓縮機本身的結構，只是要考慮到增加轉速后轉子的強度、臨界轉速以及軸承的壽命等問題。但是這種方法要求驅動機必須是可調速的。

煤化工基礎設備講義×××煤化工基礎設備講義×××45透平壓縮機的阻塞工況和非穩定工況阻塞工況就是當流量增加到一定值時，葉輪對氣體做的功只能用來克服流動損失，而不能提高氣體的壓力。阻塞現象，當流量不斷增大，氣流長生的負沖角變大，是葉片的工作面上發生分離，當流量增大一定程度時候，葉輪做工全變為能量損失，壓力不再升高，甚至是葉道中的流動變為收斂性質，又是流到最小截面處出現了聲速，此時壓力不再升高喘振現象壓縮機流量減少時，隨著旋轉失速的產生和發展，可能出現另一種不穩定工況現象，壓縮機的氣體流量和排氣壓力周期性的低頻率、大振幅的波動，引起機器的強烈振動。喘振時的氣流波動和旋轉失速時的氣流脈動截然不同：喘振時氣流波動方向是軸向的，通過壓縮機的平均流量大幅波動，喘振頻率和振幅是流路的容積大小所支配。形成喘振的內在原因是氣流的嚴重失速和擴展，外部條件是壓縮機與管網聯合運行工況條件。煤化工基礎設備講義×××46離心壓縮機防喘振防喘振的方法主要有兩類：一是在壓縮機的本體設計時采取的，以擴大穩定工況范圍為目的；離心式壓縮機設計上采取的措施與軸流式相類似，一是在氣動參數和結構參數選擇上，如采用后彎式葉輪，無葉擴壓器，出口寬度減窄的無葉擴壓器，葉輪葉片進口邊適當加厚等；二是在設計時采用導葉可調機構或者增設專用噴嘴，以便運行需要時，將部分氣流從葉輪出口引噴入到葉輪入口，改變葉輪入口氣流的預旋，抑制喘振發生。二是針對壓縮機運行條件即從壓縮與管網聯合運行上采取。第二類一方面設法在管網流量減少過多時增加壓縮機本身流量，始終保持壓縮機在大于喘振流量下運轉；另一方面控制管網的壓力比和壓縮機的進出口壓比相適應而不至于高于喘振工況下的壓比。

47離心壓縮機狀態監測煤化工基礎設備講義×××煤化工基礎設備講義×××48氣體輸送設備-離心壓縮機透平壓縮機的監測49概述在煉油、化工生產中，絕大多數的工藝過程都有加熱、冷卻和冷凝的過程，這些過程總稱為換熱過程。傳熱過程的進行需要一定的設備來完成，這些使傳熱過程得以實現的設備就稱之為換熱設備。使用換熱設備是為了達到加熱或冷卻的目的，如果將那些需要加熱的流體與需要冷卻的流體，經過換熱設備相互換熱，既可回收熱量，又可降低冷卻水的消耗。綜上所述，換熱設備是煉油、化工生產中不可缺少的重要設備。換熱設備在動力、原子能、冶金及食品等其他工業部門也有著廣泛的應用。傳熱設備煤化工基礎設備講義×××50傳熱設備的分類方法很多，現將幾種常見的分類方法介紹如下：1)按用途分類：分為熱交換器、冷凝器、蒸發器、加熱器及冷卻器等五類。(1)熱交換器：兩種不同溫度的介質進行熱量交換，使一種介質降溫而另一種介質升溫，以滿足各自的需要。(2)冷凝器：兩種不同溫度的介質進行熱量交換，其中一種介質由汽態被冷凝成液態。(3)蒸發器：與冷凝器的操作剛好相反，兩種介質中的一種介質由液體被蒸發成汽體。(4)加熱器：只單純的完成一種介質的加熱升溫的操作。(5)冷卻器：如果熱量不回收利用，完成用冷卻劑（如水、空氣）來冷卻另外一種介質的操作的換熱器稱為冷卻器。如用空氣作為冷卻劑的換熱器稱為空氣冷卻器，簡稱空冷器2)按材料分類：分為金屬材料和非金屬材料換熱器。3)結構分類：分為管殼式換熱器和板式換熱器。(1)管殼式換熱器：特點是圓形的外殼中裝有管束。一種介質流經換熱管內的通道及其相貫通部分（稱為殼程）。它可分為:浮頭式換熱器、U型管式換熱器、套管式換熱器、固定管板式換熱器等。(2)板式換熱器：它是由壓成各種形狀的薄板組成傳熱面，冷、熱兩種介質分別在相鄰兩板之間流動。常見的板式換熱器有平板式換熱器、傘板式換熱器、螺旋板式換熱器及板殼式換熱器。

板式換熱器的傳熱效率雖然較高，但由于其強度低，密封性能差，故其應用受到了限制。因此，在石油、化工工業中應用較多的是管殼式換熱器，它已被當成傳統的換熱設備來加以使用。傳熱設備的分類煤化工基礎設備講義×××煤化工基礎設備講義×××51常見換熱器類型圖例沉浸式換熱器噴淋式換熱器52常見換熱器類型圖例煤化工基礎設備講義×××53常見換熱器類型圖例套管式換熱器煤化工基礎設備講義×××54常見換熱器類型圖例列管式換熱器固定管板式換熱器兩端的管板與殼體連接成一體。該設備適用于殼程流體較為清潔且不易結垢的或腐蝕性小的流體換熱。本設備結構簡單、造價低廉、應用較廣，但清洗和維修較困難。煤化工基礎設備講義×××55常見換熱器類型圖例U型管換熱器的換熱管子被彎曲成U字形狀，進口和出口在同一方向但分別安裝在管板的兩側，在受熱或冷卻時，管子可自由伸縮。優點是結構簡單，重量輕；缺點是管子清洗困難。適用于高溫高壓、潔凈流體的換熱。U型管換熱器煤化工基礎設備講義×××56常見換熱器類型圖例浮頭式換熱器結構特點是，一端管板不與殼體連接，該端稱為浮頭。在管子受熱時，浮頭可以沿軸向自由移動，從而消除了熱脹冷縮產生的應力。由于固定端是通過法蘭與殼體連接，所以，整個管束可以從殼體中抽出，拆卸方便，有利于清洗和維修。浮頭式換熱器煤化工基礎設備講義×××57常見換熱器類型圖例板式換熱器板式換熱器是由一組長方形金屬薄板平行排列組裝在支架上而構成，如圖所示。組裝壓緊后，板與板之間形成流體流動的空間，通過板上的墊片可調節空間的大小。每塊金屬板的四個角上各有一孔，多塊板重合在一起時，每塊板上各端的兩個圓孔疊成了一組通道，共構成兩組通道。其中一組與板空間相通，另一組則與相鄰的板空間相通，因而形成交錯進入板空間的流道。金屬板上的凹凸波紋，可增加傳熱面積，促使流體湍流，提高傳熱效率。熱流體和冷流體交錯地在板與板構成的空間中流動，通過板面進行熱交換煤化工基礎設備講義×××58常見換熱器類型圖例-板式換熱器1.固定壓緊板2.夾緊螺栓3.前端板4.換熱板片5.密封墊片6.后端板7.下導板8.后支柱9.活動壓緊板10.上導板煤化工基礎設備講義×××59板翅式換熱器

在兩平行金屬薄板之間插入波紋狀的金屬翅片，將兩邊以側條密封，構成一個板翅式換熱器的單元體，若干個單元體排列組合，并用釬焊固定，即可得到能用于并流、逆流或錯流的換熱器組裝件，稱為芯部板束。將帶有流體進出口的集流箱焊接到板束上，就制成了板翅式換熱器，如圖所示。板翅式換熱器結構緊湊，單位體積設備的傳熱面積大，總傳熱系數高，傳熱效果好。缺點是流道小易堵塞，清洗及維修困難。板翅式換熱器適合于低溫、超低溫的場合。板翅式換熱器常見換熱器類型圖例-板翹式換熱器煤化工基礎設備講義×××60塔設備在煉油、化工及輕工業生產中，氣、液兩相直接接觸進行傳質傳熱的過程是很多的，如精餾、吸收、解吸、萃取等。這些過程都是在一定的壓力、溫度、流量等工藝條件下，在一定的設備內完成的。由于其過程中兩種介質主要發生的是質的交換，所以也將實現這些過程的設備叫傳質設備；從外形上看這些設備都是豎直安裝的圓桶形容器，形如“塔”，故習慣上稱其為塔設備。塔設備能夠為氣、液或液、液兩相進行充分接觸提供適宜的條件，即充分的接觸時間、分離空間和傳質傳熱的面積，從而起到相際間質量和熱量交換的目的，實現工藝所要求的生產過程，生產出合格產品。所以塔設備的性能對整個裝置的產品產量、質量、生產能力和消耗定額，以及三廢處理和環境保護等方面都有重大的影響。煤化工基礎設備講義×××61塔設備分類（一）按用途分類

1.精餾塔利用液體混和物中各組分揮發度的不同來分離其各液體組分的操作稱為蒸餾，反復多次蒸餾的過程稱為精餾，實現精餾操作的塔設備稱為精餾塔。如常減壓裝置中的常壓塔、減壓塔，可將原油分離為汽油、煤油、柴油以及潤滑油等。

2.吸收塔、解吸塔利用混合氣中各組分在溶液中溶解度的不同，通過吸收液體來分離氣體的工藝操作稱為吸收；將吸收液通過加熱等方法使溶解于其中的氣體釋放出

來的過程稱為解吸。實現吸收和解吸操作過程的塔設備稱為吸收塔、解吸塔。如催化裂化裝置中的吸收、解吸塔，從煉廠氣中回收汽油、從裂解氣中回收乙烯和丙烯，以及氣體凈化等都需要吸收、解吸塔。

3.萃取塔對于各組分間沸點相差很小的液體混和物，利用一般的分離方法難以奏效，這時可在液體混和物加入某種沸點較高的溶劑（稱為萃取劑）；利用混合液中各組分在萃取劑中溶解度的不同，將它們分離，這種方法稱為萃取（也稱為抽提）。實現萃取操作的塔設備稱為萃取塔。如丙烷脫瀝青裝置中的抽提塔等。

4.洗滌塔用水除去氣體中無用的成分或固體塵粒的過程稱為水洗，所用的塔設備稱為洗滌塔。煤化工基礎設備講義×××62塔設備分類（二）按結構形式分類塔設備盡管其用途各異，操作條件也各不相同，但就其構造而言都大同小異，主要由塔體、支座、內部構件及附件組成。根據塔內部構件的結構可以將其分為板式塔和填料塔。1.板式塔中裝有一定數量的塔盤，液體借自身的重量自上而下流向塔底（在塔盤板上沿塔徑橫向流動），氣體靠壓差自下而上以鼓泡的形式穿過塔盤上的液層升向塔頂。在每層塔盤上氣、液兩相密切接觸，進行傳質，使兩相的組分濃度沿塔高呈階梯式變化。2.填料塔中則裝填一定高度的填料，液體自塔頂沿填料表面向下流動，作為連續相的氣體自塔底向上流動，與液體進行逆流傳質，兩相組分濃度沿塔高呈連續變化。煤化工基礎設備講義×××63板式塔和填料塔圖例1-裙座2-蒸汽入口管3-殼體4-人孔5-扶梯平臺6-出沫器7-吊柱8-蒸汽出口9-回流管10-進料管11-塔盤12-保溫圈13-出料管14-液流15-蒸汽16-塔盤板17-受液盤18-降液管19-溢流堰

板式塔填料塔1-裙座2-筒體3-液體再分布裝置4-卸料口5-噴淋裝置6-液體進口7-除沫器8-氣體出口9-人孔10-填料11-填料支撐12-氣體進口13-液體出口煤化工基礎設備講義×××64板式塔與填料塔的比較板式塔和填料塔各有其自身的特點，其主要性能對比見旁表。在實際應用中選哪一種很難有一個絕對的標準，選用時需要考慮的因素也很多，如物流的性質、操作條件，塔的制造、安裝、運轉和維修等經濟、技術方面的因素。往往是兩種塔都能滿足生產要求，但不可能同時滿足所有的要求。所以應在了解生產任務和要求的基礎上，抓主要矛盾，依具體條件綜合考慮，合理選用。一般來說，對處理量不大且易起泡的物系、粘性較大的物系、含有懸浮物的物料、腐蝕性較大的物料、氣相負荷較大及塔徑較小（800mm以下）時宜選填料塔，否則選板式塔。煤化工基礎設備講義×××65分離設備在煉油、化工及輕工業生產中