GB/T 45055-2024 大型空分装置用透平压缩机

ICS23.120
CCSJ72
中华人民共和国国家标准
GB/T45055—2024
大型空分装置用透平压缩机
Turbinecompressorsforlargeairseparationplant
2024-11-28发布2024-11-28实施
国家市场监督管理总局
国家标准化管理委员会发布

目 次
前言………………………………………………………………………………………………………… Ⅲ
1 范围……………………………………………………………………………………………………… 1
2 规范性引用文件………………………………………………………………………………………… 1
3 术语和定义……………………………………………………………………………………………… 2
4 符号和缩略语…………………………………………………………………………………………… 2
4.1 符号………………………………………………………………………………………………… 3
4.2 缩略语……………………………………………………………………………………………… 3
5 分类……………………………………………………………………………………………………… 3
5.1 空分流程…………………………………………………………………………………………… 3
5.2 空分装置用透平压缩机…………………………………………………………………………… 3
5.3 空分装置压缩机组配置…………………………………………………………………………… 3
6 技术要求………………………………………………………………………………………………… 4
6.1 一般要求…………………………………………………………………………………………… 4
6.2 机械结构…………………………………………………………………………………………… 4
6.3 气动性能…………………………………………………………………………………………… 5
6.4 转子动力学………………………………………………………………………………………… 5
6.5 材料………………………………………………………………………………………………… 6
6.6 涂漆………………………………………………………………………………………………… 6
6.7 辅助设备…………………………………………………………………………………………… 6
6.8 自动控制与远程监测……………………………………………………………………………… 9
6.9 机械性能评价……………………………………………………………………………………… 11
7 试验方法………………………………………………………………………………………………… 12
7.1 一般要求…………………………………………………………………………………………… 12
7.2 气动性能标定……………………………………………………………………………………… 12
8 检验规则………………………………………………………………………………………………… 14
8.1 一般要求…………………………………………………………………………………………… 14
8.2 出厂检验…………………………………………………………………………………………… 14
9 包装、运输和贮存……………………………………………………………………………………… 16
9.1 包装………………………………………………………………………………………………… 16
9.2 运输………………………………………………………………………………………………… 16
9.3 贮存………………………………………………………………………………………………… 16
附录A (资料性) 压缩机效率修正参考数据…………………………………………………………… 17
A.1 压缩机效率修正………………………………………………………………………………… 17
A.2 轴流叶片(或离心叶轮)劣化效率修正………………………………………………………… 17
A.3 密封劣化效率修正……………………………………………………………………………… 18

前 言
本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则 第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定
起草。
请 注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。
本文件由中国机械工业联合会提出。
本文件由全国风机标准化技术委员会(SAC/TC187)归口。
本文件起草单位:沈鼓集团股份有限公司、沈阳透平机械股份有限公司、沈阳鼓风机研究所(有限公
司)、西安陕鼓动力股份有限公司、杭氧集团股份有限公司、英格索兰技术研发(上海)有限公司、沈阳鼓
风机集团齿轮压缩机有限公司、上海电气鼓风机厂有限公司、成都成发科能动力工程有限公司、四川空
分设备(集团)有限责任公司、金通灵科技集团股份有限公司、湖北三峰透平装备股份有限公司、浙江象
睿机电设备有限公司、上海汽轮机厂有限公司、鑫磊压缩机股份有限公司、沈阳鼓风机集团自动控制系
统工程有限公司、沈阳鼓风机电设备进出口有限公司、杭州中泰深冷技术股份有限公司、沈阳鼓风机集
团安装检修配件有限公司。
本文件主要起草人:汪创华、张鹏飞、葛丽玲、田满洲、张元秀、林丽华、牛大勇、冉素娟、谭兴、黄震宇、
徐进、熊自强、曾燕平、杨锐、王晨曦、安智伟、于政日、武斌、章有虎、韩磊、赵伟达、郝玉明、李玉红、武姿廷、
董鑫、杨树鑫、郭飞虎、祁志刚、李圣军、刘一辰、陈旭、白鸿鸣、华蕊、国成。

1 范围
本文件规定了大型空分装置用透平压缩机的分类、技术要求、试验方法、检验规则、包装、运输和
贮存。
本 文件适用于大型空分装置用轴流压缩机、离心压缩机的生产制造。
注:本文件适用的大型空分装置指制氧量大于40000m3/h(标准状态)的空分装置。
2 规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文
件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于
本文件。
GB/T755 旋转电机 定额和性能
GB/T1174 铸造轴承合金
GB/T3836(所有部分) 爆炸性环境
GB/T5677 铸件 射线照相检测
GB/T7233.2 铸钢件 超声检测 第2部分:高承压铸钢件
GB/T9239.1—2006 机械振动 恒态(刚性)转子平衡品质要求 第1部分:规范与平衡允差的
检验
GB/T9443 铸钢铸铁件 渗透检测
GB/T9444 铸钢铸铁件 磁粉检测
GB/T10606 空气分离设备术语
GB/T14295 空气过滤器
GB/T18329.1 滑动轴承 多层金属滑动轴承 第1部分:合金厚度≥0.5mm 的结合质量超声
无损检验
GB/T18329.3 滑动轴承 多层金属滑动轴承 第3部分:无损渗透检验
GB18613 电动机能效限定值及能效等级
GB/T20801(所有部分) 压力管道规范 工业管道
GB/T25630 透平压缩机 性能试验规程
GB/T25712 振动时效工艺参数选择及效果评定方法
GB/T28574 石油、石化和天然气工业 特种用途汽轮机
GB31571 石油化学工业污染物排放标准
GB/T36227 特大型空气分离设备
GB/T37400.12 重型机械通用技术条件 第12部分:涂装
GB/T42601.1 石油、重化学和天然气工业 润滑、轴密封和控制油系统及辅助设备 第1部分:
一般要求
JB/T2977 工业通风机、透平鼓风机和压缩机 名词术语
JB/T4113 石油、化学和气体工业用整体齿轮增速组装型离心式空气压缩机
1
GB/T45055—2024
JB/T6896 空气分离设备表面清洁度
NB/T47013.2 承压设备无损检测 第2部分:射线检测
NB/T47013.3 承压设备无损检测 第3部分:超声检测
NB/T47013.5 承压设备无损检测 第5部分:渗透检测
ISO10438-2 石油、重化学和天然气工业 润滑、轴密封和控制油系统及辅助设备 第2部分:专
用油系统(Petroleum,petrochemicaland naturalgasindustries—Lubrication,shaft-sealingand
control-oilsystemsandauxiliaries—Part2:Special-purposeoilsystems)
ISO10439-1 石油、重化学和天然气工业轴流、离心压缩机及膨胀机-压缩机 第1部分:一般要
求(Petroleum,petrochemicalandnaturalgasindustries—Axialandcentrifugalcompressorsandexpander-
compressors—Part1:Generalrequirements)
ISO10439-2 石油、重化学和天然气工业轴流、离心压缩机及膨胀机-压缩机 第2部分:离心与
轴流式压缩机(Petroleum,petrochemicaland natural gasindustries—Axialand centrifugal
compressorsandexpander-compressors—Part2:Non-integrallygearedcentrifugalandaxialcompressors)
ISO10439-3 石油、重化学和气体工业轴流、离心压缩机及膨胀机-压缩机 第3部分:整体齿轮
式离心压缩机(Petroleum,petrochemicaland natural gasindustries—Axialand centrifugal
compressorsandexpander-compressors—Part3:Integrallygearedcentrifugalcompressors)
ISO10441 石油、重化学和天然气工业 特殊用途 机械动力传输用挠性联轴器(Petroleum,
petrochemicalandnaturalgasindustries—Flexiblecouplingsformechanicalpowertransmission—Special-
purposeapplications)
ISO13691 石油和天然气工业 特殊用途高速传动装置(Petroleumandnaturalgasindustries
High-speedspecial-purposegearunits)
3 术语和定义
GB/T10606、JB/T2977、JB/T4113和ISO10439-1界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1
压缩机工艺段 compressorprocesssection
工艺流程中对进、出口参数(如流量、压力、温度等)有明确规定的压缩机的段的组合。
注:用于仪表风抽气的段间参数要求,不作为单独的工艺段考虑。
3.2
气动性能标定 aerodynamicperformancecalibration
压缩机现场运行的气动性能指标与设计保证值的比较。
3.3
空压机 mainaircompressor
入口介质为当地大气的原料空气压缩机。
3.4
增压机 boostercompressor
入口介质为高压空气或高压氮气的压缩机。
4 符号和缩略语
下列符号和缩略语适用于本文件。
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GB/T45055—2024
4.1 符号
Av ———径向振动位移(峰-峰),单位为微米(μm);
N mc ———最大连续转速,单位为转每分(r/min)。
4.2 缩略语
CCS:压缩机控制系统(CompressorControlSystem)
DCS:集散控制系统(DistributedControlSystem)
ESD:紧急停车系统(EmergencyShutdownDevice)
MCC:电动机控制中心(MotorControlCenter)
5 分类
5.1 空分流程
按照氧气的压缩方式,空分装置的工艺流程分为外压缩和内压缩两种形式。流程及设备应符合
GB/T36227的规定。
注1:空分设备生产的低压氧气经氧气压缩机加压至所需压力为外压缩流程。
注2:主冷箱抽出的液氧经液氧泵压缩至用户所需压力为内压缩流程。内压缩流程以其安全可靠性高、综合经济
效益好等优势广泛用于石油化工、煤化工等行业的大型空分中。
5.2 空分装置用透平压缩机
5.2.1 空分装置用透平压缩机(以下简称“压缩机”)主要包括原料空气压缩机、空气增压机和氮气增
压机。
5.2.2 空分装置中主压缩机通常采用单轴离心压缩机、轴流离心组合式压缩机或整体齿轮式离心压缩
机,增压机通常采用整体齿轮式离心压缩机。
5.2.3 空压机处理介质为自然大气,介质包含了氧气、氮气、氩气、水分、二氧化碳、尘埃、微量碳氢化合
物等。
5.2.4 增压机处理介质为经过分子筛系统纯化后的空气或纯净的氮气。
5.2.5 空分装置的原料空气可无限免费获得,压缩机组的运行成本主要是能耗,影响能耗的因素有:驱
动机能耗、油站电耗、气体冷却器压降、入口过滤器压降、管路管件压降等。
5.3 空分装置压缩机组配置
5.3.1 在内压缩流程中,不同的空分工艺对压缩机的排气压力要求不同,空压机的排气压力通常为
0.55MPa(A)~0.8MPa(A),增压机的排气压力主要分为两种:5MPa(A)等级和7MPa(A)等级。
5.3.2 内压缩流程空分压缩机与驱动机的组合形式主要有以下几种:
a) 空压机采用独立的电动机(或汽轮机)驱动,增压机采用独立的电动机(或汽轮机)驱动;
b) 空压机和增压机共用一台汽轮机驱动,也称为“一拖二机组”,汽轮机设计为双出轴;
c) 空压机和增压机设计为一体机,采用一台电动机(或汽轮机)驱动,常用于增压机排气压力小于
5MPa(A)的机组。
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GB/T45055—2024
6 技术要求
6.1 一般要求
6.1.1 ISO10439-1、ISO10439-2、ISO10439-3和ISO10441规定的技术要求如与本文件冲突,应以本
文件为准;本文件未规定的技术要求,应满足ISO10439-1、ISO10439-2、ISO10439-3和ISO10441界
定的技术要求。
6.1.2 如有规定,压缩机设备、零部件、所采用的技术、原材料和加工制造方法应是经过现场实际验
证的。
6.1.3 压缩机应采取主动降噪措施。如有规定,还应采取被动降噪措施,包括降噪设备的供货和施工。
注1:主动降噪指通过优化压缩机结构设计降低噪声,包括但不限于降低气体流速、增加机壳厚度等。
注2:被动降噪指采用隔音罩、夹克、降噪围栏等方式,在压缩机、驱动机、齿轮箱等壳体外设置降噪设备以降低环
境噪声。
6.1.4 压缩机组所有排放在大气环境的气体应符合GB31571的规定。
6.1.5 压缩机技术规格书应明确用于安装和单机试车的备件清单。
6.2 机械结构
6.2.1 承压机壳
6.2.1.1 每个承压机壳的最大允许工作压力不应低于该压缩机工艺段的安全阀设定压力。
6.2.1.2 机壳设计压力应满足其所在压缩机工艺段的滞留压力的要求。
6.2.1.3 如采用水平剖分式壳体,压缩机壳体的结合面应为金属对金属设计,不应采用加工沟槽并添加
密封圈的设计。
6.2.1.4 全部紧固壳体密封面以及对外接口法兰,应采用双头螺柱紧固件。如有规定,可采用六角头螺
栓或螺钉。
6.2.1.5 水平剖分机壳的上半部分,应提供起吊、翻转用吊环或吊柱。
6.2.2 承压机壳连接
6.2.2.1 标准的配对法兰及相关的垫片、紧固件,应随管路成套提供。
6.2.2.2 压缩机的进、排气管口的结构设计不应对压缩机蜗室性能产生不利的影响。
6.2.2.3 应提供压缩机进/出口工艺管线最小直管段长度推荐数值,并评估不满足直管段的现场条件对
压缩机性能的影响。
6.2.2.4 所有连接在壳体上的承压接管,不应采用螺纹连接。
6.2.3 固定部件
6.2.3.1 每个压缩机工艺段的首级应设置可调入口导叶装置。
6.2.3.2 增压机的入口导叶转轴处应密封良好,减小气体对外泄漏。
6.2.3.3 如有必要,压缩机内部梳齿密封应采用可磨密封结构。
注:可磨密封的材质满足压缩机设计温度的要求。
6.2.3.4 如有规定,水平剖分的隔板中分面应设置沟槽并镶嵌密封胶条。
注:密封胶条的材质及性能需满足压缩机设计温度或介质腐蚀特性的要求。
6.2.4 转动部件
6.2.4.1 压缩机转子上的推力盘应与主轴做成整体式。
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GB/T45055—2024
6.2.4.2 除非另有规定,叶轮毛坯应采用锻造,叶轮应为焊接或整体加工。
6.2.4.3 除非另有规定,叶轮轴向定位应采用轴套或轴肩。
6.2.5 轴承和轴承箱
6.2.5.1 空压机轴承箱应设计为上半箱体与上机壳分离式结构。
6.2.5.2 轴承箱与机壳之间应设置通大气的腔,以避免油雾进入机壳。
6.2.5.3 如果轴承箱设置在压缩机流道内部,轴承箱应设计油雾隔离结构,防止油雾进入压缩机流道
中。如采用双层结构,应在隔离腔设置通大气的排放口。
6.2.5.4 对检修质量超过20kg的液体动压径向轴承,应设计便于拆装与调试的工艺孔。
6.2.5.5 压缩机转子质量超过6t时,支撑轴承应设置高压油顶升结构,并配备顶升装置。
注:顶升装置包括:电动机、高压油泵、仪表、连接件等。
6.3 气动性能
6.3.1 除非另有规定,压缩机应满足所有的运行工况,包括在极端条件等非设计点的运行,如夏季极端
工况、冬季极端工况、现场开车测试运行工况等。
6.3.2 技术规格书应明确完整的设计界面输入条件,包括入口相对湿度、流量、压力、温度、冷却水条
件等。
6.3.3 如有规定,应明确冷却器、阀门、流量计、管路及附件等设备的压力损失限值。
6.3.4 压缩机性能保证工况应为预期的最长时间运行的工况点。在保证点(正常工况)运行时,压缩机
的能量头和流量不应有负偏差。在上述条件下,压缩机的轴功率不应大于保证点(正常工况)设计值
的102%。
6.3.5 如有规定,技术规格书应明确压缩机长期运行的工况。
6.3.6 除非另有规定,压缩机设计应以夏季气温最高月份的平均工况作为性能保证点。
注:夏季气温最高月份的平均工况包括但不限于:压缩机进气参数、冷却水条件等。
6.3.7 压缩机在性能保证工况下应满足75%~105%的流量调节范围。
6.3.8 压缩机的预期性能曲线应包括数据表中所有规定工况。
6.3.9 压缩机的预期性能曲线至少应包括:年平均工况、夏季气温最高月份的平均工况和冬季平均工
况。如有规定,压缩机的预期性能曲线还应包括夏季极端工况和冬季极端工况。
6.3.10 压缩机性能调节应采用入口导叶(或可调静叶)调节。
6.3.11 如有规定,压缩机性能调节应适应于空分流程工况变化、大气环境变化和循环水条件变化。
6.4 转子动力学
6.4.1 压缩机设计应完成刚支条件下的转子无阻尼临界转速分析,且保证各阶临界转速与机组运行转
速范围的隔离裕度不低于20%。
注:针对带有悬臂叶轮或大质量联轴器转子(或某些大长径比高柔度转子),刚支临界转速需考虑足够的隔离裕
度,有效降低实际产品振动风险。
6.4.2 根据机组转子稳定性分析,在考虑所有密封气流激振作用下,对数衰减率应不低于0.12。
6.4.3 针对带有悬臂叶轮的转子,应进行同步热失稳分析评估,确保不会发生动力失稳。
6.4.4 针对电驱机组的轴系扭转振动分析评估,在运行转速区间±10%范围内,若联轴器主振模态的
频率与转速同步激励或电气激励的频率发生干涉,应进行扭转振动响应分析,确保轴系部件满足在电动
机脉动扭矩作用下的使用寿命要求。
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6.5 材料
6.5.1 一般要求
6.5.1.1 压缩机设备上与带有酸性气体或盐雾的原料空气直接接触的紧固件、垫圈等,应满足介质的耐
腐蚀性要求。
6.5.1.2 如有规定,压缩机壳体上与工艺气相关的零部件以及管道用紧固件、垫圈等应满足压缩机壳体
设计温度的要求。
6.5.1.3 除非另有规定,润滑油系统管路及法兰应采用不锈钢材质,密封垫片不应采用石墨类材质。
6.5.1.4 应明确所有的紧固件是否需采用防咬合剂。如采用,应给出防咬合剂规格。
注:如明确采用防咬合剂,不同防咬合剂所对应的紧固件预紧力矩是不同的。
6.5.2 涂层材料
6.5.2.1 如有规定,轴流压缩机入口导叶(IGV)及前两级可调静叶应增加防锈蚀涂层。
6.5.2.2 增压机气流通道中的部件表面不应涂覆涂层,密封的可磨位置除外。
6.6 涂漆
6.6.1 压缩机设备表面涂漆要求应根据设备的材质、工作温度、现场大气环境等条件确定。
6.6.2 暴露在大气环境中(无紫外线照射)的设备,表面油漆的耐久性应至少保持5a。在最短的耐久
性期限内,油漆应无起泡、开裂或剥落等异常现象。
6.6.3 应提供明确的设备涂漆方案供审查确认,包括表面处理、油漆种类、表面色、施工方法等。
6.7 辅助设备
6.7.1 一般要求
6.7.1.1 压缩机辅助设备的选型和设计应满足空分装置现场公共工程条件的要求。
6.7.1.2 压缩机辅助设备应满足在规定的环境条件下运行的要求。
注:环境条件通常包括设备的安装位置(室内、室外、海边、高原等),最高或最低环境温度(有无采暖)、环境湿度、灰
尘或腐蚀等。
6.7.1.3 压缩机辅助设备的设计和选型,应保证机组在正常开、停车以及在压缩机数据表中提供的所有
工况下使用的安全性和可靠性。
6.7.2 润滑系统
6.7.2.1 润滑系统应符合GB/T42601.1和ISO10438-2的规定。
6.7.2.2 单套润滑系统应为压缩机、驱动机、齿轮箱(如有)、离合器(如有)和其他附属设备提供完整的
压力润滑油及冷却系统。
6.7.2.3 当空压机与增压机共用一台驱动机时,应共用一台联合油站供油。
6.7.2.4 当空压机与增压机均采用独立的驱动机时,应各配一台油站。
6.7.2.5 如有规定,当空压机与增压机均采用独立的驱动机时,空压机与增压机可共用一台联合油站
供油。
6.7.2.6 润滑系统所使用的电动机为鼠笼型异步电动机,应符合GB/T755的要求,能效等级应不低于
GB18613规定的2级能效。
6.7.2.7 润滑系统主、辅油泵均应采用独立电动机驱动,不应采用轴头泵设计。
6.7.2.8 事故油泵的设计流量不应低于机组正常润滑油量的35%。
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6.7.2.9 事故油泵的供油压力应满足机组正常润滑。
6.7.3 固定装置
6.7.3.1 如有规定,压缩机和原动机应采用各自的单独底座或底板,包括调平垫块和调整螺栓及不锈钢
垫片。
6.7.3.2 压缩机的底座或底板应设置专用吊耳或吊环孔。
6.7.3.3 底座或底板装配现场安装应采用垂直调整定位螺栓或采用斜铁调节。
6.7.3.4 压缩机底座的所有地脚螺栓孔位置累计公差应不大于±2mm。
6.7.3.5 所有结构部件(除吊环和钩环)的强度安全系数应不低于2.0。
6.7.3.6 压缩机底座应按GB/T25712在工厂进行整体消应力处理。
6.7.3.7 压缩机底座范围内的全部管路应交接至底座边缘。底座范围内的全部仪表(包括接线盒的配
线)应接至底座上的开式仪表盘。底座范围内仪表应在工厂内试装。
6.7.3.8 如采用整橇运输,底座强度应满足整体吊装需求。
6.7.3.9 压缩机本体质量超过45t时,应设计为可使用液压千斤顶的安装找正结构,设备支撑应采用混
凝土式,并提供底板。
注:本体包括转子、定子、轴承等。
6.7.4 仪器仪表
6.7.4.1 如有规定,压缩机防喘振控制所需的流量、温度、压力等仪表以及防喘振阀门(包括放空阀)应
随压缩机成套供货。
6.7.4.2 如有规定,与压缩机相关的工艺流程图,应与压缩机控制相关的仪表、阀门及工艺管道的布置
进行规划。
6.7.4.3 防喘振阀门的流通能力不仅要满足压缩机防喘振控制的需要,同时还应满足开车、停车过程
要求。
6.7.4.4 防喘振阀选型应满足流程工艺条件和上下游管道的界面条件。防喘振阀可采用多阀并联。
6.7.4.5 防喘振采用放空阀与防喘振阀并联时,并联后的阀门设计总流量应不低于设计工况的110%。
6.7.5 联轴器和护罩
6.7.5.1 联轴器应为无润滑挠性形式,半联轴器与主轴的连接型式包括:键连接、液压过盈连接、整体法
兰盘等,非防爆场所可采用键连接。如有规定,联轴器可采用齿式联轴器。
6.7.5.2 如有规定,应提供联轴器的当量模拟块。
6.7.5.3 联轴器护罩应设置排液接口,尺寸应不小于DN50,排液管线应设置视镜。护罩上方应设置放
空口,尺寸应不小于DN50,放空口下方设有挡油板。护罩的径向和轴向法兰应能防止油气泄漏。
6.7.5.4 如有规定,联轴器护罩外部应提供防止人身接触的保护设备。
6.7.5.5 如有规定,联轴器护罩可采用带中间不锈钢膨胀节的结构,膨胀节与转动部件中应设置无火花
结构。
6.7.5.6 如有规定,联轴器护罩应设置两侧式回油视镜,以便于观察。
注:视镜材料需耐腐蚀、耐高温。
6.7.5.7 联轴器护罩如采用非全封闭式,护罩端面与设备的轴向间隙应不大于10mm。
6.7.6 驱动机
6.7.6.1 驱动机应按照空分装置公用工程条件要求选型,并满足运行环境的苛刻条件。
6.7.6.2 驱动机满足压缩机的所有工况,功率特性应与负载特性匹配,驱动机功率至少为压缩机额定工
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GB/T45055—2024
况功率的1.1倍。如有特殊要求,驱动机功率系数的取值应至少满足压缩机额定工况的运行要求。
6.7.6.3 透平压缩机如采用蒸汽轮机驱动,汽轮机应符合GB/T28574的规定。
6.7.6.4 透平压缩机如采用电动机驱动,电动机应符合GB/T755的要求。如有规定,电动机应符合
GB/T3836(所有部分)的要求。
6.7.6.5 驱动机转子的临界转速与机组运行转速区间的隔离裕度应不低于20%。
6.7.7 齿轮箱
6.7.7.1 齿轮箱的设计、制造及检验应符合ISO13691的规定。
6.7.7.2 齿轮齿型应为渐开线型。
6.7.7.3 齿轮箱连续运行时间应不少于40000h,使用寿命应不低于20a。
6.7.8 管路
6.7.8.1 压力管道应符合GB/T20801(所有部分)的规定。
6.7.8.2 与设备连接的辅助管路应设置可拆卸短节,便于设备的维护和搬运。
6.7.8.3 工艺气管路作用在压缩机上的载荷不应超过制造商的要求。
6.7.8.4 工艺气管路安装应符合JB/T6896的要求。
6.7.9 中间冷却器和后冷却器
6.7.9.1 空压机冷却器应设有连续排放凹口闸阀,以允许排走液体。
6.7.9.2 空压机冷却器内部应设置气液分离单元和排液装置,以有效排走空气冷却后析出的凝结水。
6.7.9.3 排凝口应设置在靠近冷却器的排气侧附近。
6.7.9.4 对于空压机,在公用工程设计条件不变的情况下,除非另有规定,冷却器的排液装置应满足压
缩机入口相对湿度为100%时的排液能力要求。
6.7.9.5 冷却器数量应根据压缩机系统要求设置,在级间/段间设置一台/组冷却器。
6.7.9.6 冷却器冷却方式应采用水冷、风冷等形式。如有规定,应选用现场具备的其他液态/气态冷媒。
6.7.9.7 冷却器型式应为管壳式冷却器、板式冷却器、空冷式冷却器等。除非另有规定,应选用管壳式
冷却器。
6.7.9.8 压缩机设计工况下的冷却器的换热面积裕量应不低于10%。
6.7.9.9 冷却器的设计应满足压缩机在极端工况下的运行参数要求。
6.7.9.10 冷却器的设计压力应满足所在管路系统的滞留压力要求。
6.7.9.11 冷却器型式采用复合管式、板片式、U 型管式、填料函式等。除非另有规定,管束应设计为可
拆除结构。
6.7.10 进口空气过滤/消声器
6.7.10.1 对入口介质为大气的压缩机,如有规定,应提供安装在压缩机入口适合于室外安装的干燥、自
洁式、多级、高效率的空气过滤器。
6.7.10.2 如有规定,进口过滤器应设置消声单元。
6.7.10.3 除非另有规定,空气过滤器应拆散运输并在现场安装。
6.7.10.4 空气过滤器应符合GB/T14295的规定。
6.7.10.5 空气过滤器应配备远传式差压仪表。
6.7.10.6 机组运行时,空气过滤器应具备在线清洗滤芯和在线更换初过滤元件功能。
6.7.10.7 通过空气过滤器元件的设计压力降应不大于500Pa。
6.7.10.8 空气过滤器通流量应不低于压缩机设计工况流量的150%。
6.7.10.9 如有规定,空气过滤器下游可设置除湿装置。
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GB/T45055—2024
6.7.11 放空消声器
6.7.11.1 如有规定,应提供压缩机的放空消声器。
6.7.11.2 应优先采用塔式消声器,并提供塔内件及连接螺栓。空压机和增压机可共用一套塔式消
声器。
6.7.11.3 消声器的降噪量应不低于30dBA。
6.7.11.4 消声器入口法兰处气体流速应不大于40m/s。
6.7.12 叶轮入口水冲洗系统
6.7.12.1 如有规定,空压机叶轮入口的进气管路或进气壳体应设置水冲洗喷头及连接管路。
6.7.12.2 如有规定,空压机级间的叶轮入口处应设置水冲洗喷头及连接管路。
6.7.12.3 如有规定,应提供空压机入口注水盘站。
注:注水盘站包括:过滤器、流量计、调节阀、止回阀、压力表以及必要的管路。
6.7.12.4 冲洗叶轮的水质应经过脱盐软化。
6.7.13 止回阀
6.7.13.1 止回阀应采用对夹式、旋启式、轴流式或蝶形阀门。
6.7.13.2 如有规定,为减小止回阀的压力损失,阀门应具备助开功能。
6.8 自动控制与远程监测
6.8.1 一般要求
6.8.1.1 压缩机组自动化应具有以下特征:
a) 自动感知;
b) 自动化控制;
c) 监控与诊断;
d) 适应与优化;
e) 交互与协同;
f) 互联与集成;
g) 数字化设计与交付。
6.8.1.2 压缩机组的自动化基本能力包括:各设备的使用功能、压缩机的气动性能、压缩机组可靠性、机
组可维护性、机组安全性等。
6.8.2 自动感知
6.8.2.1 自动感知数据类型应包括但不限于以下数据:
a) 物理量数据:如工艺气温度、工艺气压力、工艺气流量、机组转速、压缩机组各主要设备的轴承
温度、压缩机组轴系振动值等;
b) 化学量数据:如气体组分、气体分子质量等。
6.8.2.2 感知数据包应通过可靠的探头采集获取,并具有时效性、完整性、准确性、可信性和稳定性。
6.8.2.3 通过仪表监测获取的数据应及时处理,确保数据处理结果与传输过程一致。
6.8.3 自动化控制
6.8.3.1 控制系统自动化要求
6.8.3.1.1 CCS应对压缩机启动前的各个辅助设备的投运进行流程化管理,并在数据库中显示操作
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GB/T45055—2024
记录。
6.8.3.1.2 CCS控制功能至少应包括以下要求:
a) 机组的启动;
b) 停车顺序控制;
c) 机组的转速/负荷控制;
d) 入口导叶调节;
e) 压缩机防喘振控制;
f) 机组的报警和联锁保护;
g) 驱动系统控制;
h) 机组的机械状态监测;
i) 机组的数据采集和存储;
j) 控制系统时钟同步;
k) 辅助系统保护;
l) 通过LAN(局域网)与DCS进行数据交换。
6.8.3.1.3 机组的就地/远控切换应是无扰动的,可通过软-硬开关实现,切换不准许改变现有机组的运
行状态。
6.8.3.1.4 机组自动操作时,控制逻辑与负荷调整相关的关键保护参数关联,作为机组负荷调整的边界
条件,避免机组触发保护停机。当有状态参数达到高报警时,机组应停止自动操作,系统发出参数报警
提示并上传至DCS监控画面,为远控操作提供参考;当离开报警值区间时,应再次下发负荷调整命令。
6.8.3.1.5 所有ESD控制应是故障安全型。ESD控制回路应具有故障诊断功能,实现断路和短路自动
判断及报警功能。CCS的控制程序中应具有防止ESD按钮上电误触发ESD程序的功能。
6.8.3.1.6 如有规定,应根据压缩机原始出厂性能曲线数据对数据计算模型进行搭建,结合收集到的现
场数据进行自动分析和调整,即将整理的数据传输进入CCS进行计算,得到真实压缩机性能曲线,为预
测性维护提供数据支撑。
6.8.3.1.7 如有规定,应提供压缩机系统动态仿真模拟分析报告。报告内容应包括开车、正常停车、紧
急停车、滞留压力(SOP)下启动和负荷变化等变工况的过程响应分析。
6.8.3.1.8 如有规定,应设置一套扭矩仪,用于机组运行过程驱动机与压缩机之间扭矩传递的测量。
6.8.3.2 辅助系统自动化要求
6.8.3.2.1 MCC应具备对总进线电源和所有电气设备的运行数据的采集与测量功能,包括电压、电流、
功率因数、有功、无功及电能计量,并可通过通信方式上传数据信号。
6.8.3.2.2 如有规定,MCC 应设置电气火灾监控系统,电气火灾监控系统不影响供电系统的正常工
作,不自动切断供电电源,而是将电气火灾监控器的报警信息和故障信息上传给电气火灾监控器,在监
控器上显示。MCC内电气火灾监控系统应满足接入站内低压电气火灾系统主机内的要求。
6.8.4 监控与诊断
6.8.4.1 如有规定,压缩机组应配备压缩机状态监测和故障诊断系统。
6.8.4.2 状态监测和故障诊断系统应在规定的使用环境下,具备完成多工况下监测任务,并具有保持低
误报率和漏报率的能力。
6.8.4.3 状态监测和故障诊断系统应具备预测维护、计划维护和故障维护准确提示维护时间、维护部位
和维护措施的能力。
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GB/T45055—2024
6.8.5 适应与优化
6.8.5.1 压缩机组在复杂的应用环境中应保持预设功能的能力,依靠优化与控制,保证机组在不同工况
下稳定运行。
6.8.5.2 预设功能包括系统防喘振功能、联锁控制功能等。
6.8.5.3 CCS应在可接受的时间范围内,通过信息收集,快速调整运行状态,保持机组功能稳定。
6.8.5.4 如有规定,压缩机组应在可接受范围内对外部环境变化(如环境温度变化、工艺变化等)以及内
部状态变化(如长时间运行导致的密封间隙增大等)自动进行补偿,以保证机组性能的稳定性与可靠性。
6.8.5.5 压缩机组应具有容错技术,预防外部环境和内部状态变化引起的硬件故障和软件错误。具体
功能包括但不限于CCS采用冗余配置,关键联锁的探头进行冗余配置等。
6.8.6 交互与协同
6.8.6.1 CCS应具备与现场其他设备进行有效信息交互的功能。
6.8.6.2 CCS应具备足够的安全防护等级以及同步机制,可安全、及时地与其他系统进行信息交互与
协同。
6.8.7 互联与集成
6.8.7.1 CCS应通过标准数据结构和开放接口数据等,实现CCS与子控制系统的数据传送。
6.8.7.2 CCS的硬件应支持通用的机械和电气接口。
6.8.7.3 CCS应具有为上层应用提供接口的控制单元。
6.8.7.4 技术规格书应明确通讯协议类型。
6.8.8 数字化设计与交付
6.8.8.1 压缩机主机及辅助设备应提供三维模型,并规定模型的文件格式及大小。
6.8.8.2 如有规定,应提供设备关键信息采集数据。
6.8.8.3 如有规定,图纸资料应满足数字化交付要求。
6.9 机械性能评价
6.9.1 轴径向振动
压缩机轴径向振动等级见表1。
表1 压缩机轴径向振动等级
等级1级2级3级
轴径向振动位移
(峰-峰)
当Nmc≤12000r/min时:
Av≤15;
N mc>12000r/min时:
Av≤15× 12000 N mc
当N mc≤12000r/min时:
15<av≤20;
N mc>12000r/min时:
15× 12000 N mc <av≤20× 12000="" n="" mc<br="">当N mc≤12000r/min时:
20<av≤25.4;
N mc>12000r/min时:
20× 12000 Nmc <av≤25.4× 12000="" nmc<br="">注1:Av 表示径向振动位移(峰-峰),单位为微米(μm)。
注2:N mc表示最大连续转速,单位为转每分(r/min)。
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GB/T45055—2024
6.9.2 压缩机轴承温度
压缩机轴承温度应小于轴承许用温度限值。
7 试验方法
7.1 一般要求
7.1.1 压缩机出厂前,应按照ISO10439-1或JB/T4113中的规定进行试验,并接受用户或第三方的
见证。
7.1.2 压缩机出厂前的试验计划、程序文件应提前审查确认。
7.1.3 在出厂试验前,应对试验设备或仪器进行校准,并保留所有的校准记录。
7.1.4 出厂试验报告应随压缩机发货提供。
7.1.5 如有规定,压缩机应在工厂内进行性能试验。性能试验应符合GB/T25630的规定。
7.2 气动性能标定
7.2.1 标定时限
除非另有规定,压缩机气动性能标定应在负荷运行72h内完成。
7.2.2 标定方法
7.2.2.1 气动性能标定应基于现场管道等实际工艺条件进行。
7.2.2.2 气动性能标定应在机组转速、轴承温度、转子振动等机械性能稳定的条件下进行。
7.2.2.3 对于变转速压缩机,可通过改变转速来达到或接近预期指标。
7.2.2.4 对于有可调入口导叶的压缩机,可通过改变导叶角度来达到或接近预期指标。
7.2.2.5 性能标定前应保证测试管路正确连接,测量仪表调节正常。
7.2.2.6 试验数据应在所有的运行值处于稳态时进行记录。
7.2.2.7 气动性能标定应在规定的工况下进行。
7.2.2.8 标定期间,不应进行任何可能影响运行工况下性能的调整。
7.2.2.9 标定期间,只有在保证工况条件下对压缩机进行精确测量获得的试验结果,才可直接与保证值
相比较。
7.2.2.10 当试验工况条件偏离保证工况规定的条件时,测试数据应换算到保证工况条件下,并将换算
后的结果与保证值相比较。
7.2.2.11 在脱离工艺流程的条件下,压缩机可通过防喘振阀或放空阀来调节工况,如条件允许可以将
运行参数调整到与保证点一致。
7.2.2.12 在工艺流程不具备工况调节的条件下,压缩机只采集单个试验点的数据,并与保证点做比
较,此工况点应满足GB/T25630中A 类或B类试验条件的规定。
7.2.2.13 假定气体效率恒定,换算到保证条件的联轴器上的功率Pcou,co是在保证条件基础上换算为进
口容积流量V ·
1,g和压比Πg[yg=f(Πg)]所取的值,见图1,换算到保证点条件的联轴器上的功率应按
公式(1)计算:
Pcou,cog =Pcou,co ×
V ·
1,g
V ·
1,co
×
yg
yco
+Pmech,cog ……………………(1)
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GB/T45055—2024
式中:
Pcou,cog ———换算到保证点条件的联轴器上的功率,单位为千瓦(kW);
Pcou,co ———换算到保证条件的联轴器上的功率,单位为千瓦(kW);
V ·
1,g ———保证点容积流量,单位为立方米每秒(m3/s);
V ·
1,co ———换算到保证条件的容积流量,单位为立方米每秒(m3/s);
yg ———保证点比压缩功,单位为千焦每千克(kJ/kg);
yco ———换算到保证条件的比压缩功,单位为千焦每千克(kJ/kg);
Pmech,cog———换算到保证点条件的机械损失功率,单位为千瓦(kW)。
标引序号说明:
Pcou ———联轴器上的功率,单位为千瓦(kW);
Pcou,cog ———换算到保证点条件的联轴器上的功率,单位为千瓦(kW);
Pcou,co ———换算到保证条件的联轴器上的功率,单位为千瓦(kW);
Pcou,g ———保证点联轴器上的功率,单位为千瓦(kW);
ΔPcou,co ———联轴器上换算到保证点条件的功率与保证点功率偏差,单位为千瓦(kW);
V ·
———容积流量,单位为立方米每秒(m3/s);
V ·
1,g ———保证点容积流量,单位为立方米每秒(m3/s);
V ·
1,co ———换算到保证条件的容积流量,单位为立方米每秒(m3/s);
y ———比压缩功,单位为千焦每千克(kJ/kg);
yg ———保证点比压缩功,单位为千焦每千克(kJ/kg);
yco ———换算到保证条件的比压缩功,单位为千焦每千克(kJ/kg)。
图1 单个试验点的保证值比较
7.2.2.14 性能标定时的试验点容积流量应在保证点流量的96%~104%范围内。
7.2.2.15 因气路系统或测试仪表存在问题导致标定结果无效,应重新标定。
7.2.3 效率修正
7.2.3.1 超出负荷运行72h后进行的性能标定,应根据设备的运行时长和劣化程度进行效率修正。效
率修正考虑的因素包括但不限于:密封间隙增大、结垢(或粉尘附着)、磨损等。
7.2.3.2 效率修正的参考数据见附录A。
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GB/T45055—2024
8 检验规则
8.1 一般要求
8.1.1 压缩机应按照ISO10439-1和ISO10439-2的规定进行无损检测、水压试验、超速试验、动平衡、
机械运转等。
8.1.2 检验计划、程序文件应在检验前审查确认,对测量设备或仪器进行校准,并保留所有的校准
记录。
8.2 出厂检验
8.2.1 承压机壳
8.2.1.1 无损检测
8.2.1.1.1 如有规定,承压机壳的焊缝应按照NB/T47013.2进行射线检测、NB/T47013.3进行超声检
测或NB/T47013.5进行渗透检测。
8.2.1.1.2 在低温服役环境下,承压机壳原材料应进行低温冲击检验,并提供相关检验报告。
8.2.1.1.3 铸造机壳应按照GB/T5677、GB/T7233.2、GB/T9443和GB/T9444的规定进行无损
检测。
8.2.1.1.4 如有规定,铸造厂应提供铸造机壳的机械性能检验报告,并提供同一冶炼炉浇筑的试块用于
力学特性检验。
8.2.1.2 水压试验
8.2.1.2.1 水压试验的试验压力应在压力表量程的25%~75%,压力表精度至少为0.5级,并在检定合
格周期内。
8.2.1.2.2 承压机壳应采用工装工具进行密封处理,水压试验合格后壳体内腔等非可视区域应充分排
净和清洁。如有规定,应采用干空气干燥吹扫处理。
8.2.2 承压机壳连接件
底座范围内所有管路的对焊焊缝应采用氩弧焊打底,无焊渣,对接焊口应焊透,不应采用承插焊。
8.2.3 固定部件
8.2.3.1 密封部件应在机械运转试验前后分别进行间隙检查并记录。
8.2.3.2 可磨密封应提供材质证明。
8.2.3.3 隔板中分面密封沟槽外观应平整光滑,无导致密封圈损坏的锐角。应对沟槽与密封圈的贴合
度进行检查。
8.2.3.4 入口导叶锻件应按NB/T47013.3进行超声波检测,加工后的导叶应按NB/T47013.4进行磁
粉检验。
8.2.3.5 与压缩机组装后的入口导叶、执行器、传动机构应进行机械功能检验,导叶开度范围应符合机
组调节要求。
8.2.4 转动部件
8.2.4.1 无损检测
8.2.4.1.1 转子的叶轮、主轴、隔套原材料应按照NB/T47013.3的规定进行超声波检测,并提供相关检
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GB/T45055—2024
验报告。
8.2.4.1.2 在低温服役环境下,转子的叶轮、主轴、隔套原材料应进行低温冲击检验,提供相关检验报
告,并提供同一冶炼炉的试块用于力学特性检验。
8.2.4.2 叶轮的超速试验
8.2.4.2.1 叶轮应至少在最大连续转速的115%转速下进行超速试验,三元叶轮超速时间应不少于
3min,二元叶轮超速时间应不少于1min。
8.2.4.2.2 叶轮关键尺寸(如轴孔、口圈和叶轮外径)在每次超速前后都应进行测量并记录,轴孔变形量
不应超出设计公差。
8.2.4.2.3 叶轮超速试验后,应对叶轮进行液体渗透检测。
8.2.5 轴承和轴承箱
8.2.5.1 轴承合金与轴承体的结合检验应符合GB/T18329.1和GB/T18329.3的规定。
8.2.5.2 轴承合金材料机械性能及化学成分应符合GB/T1174的规定。
8.2.5.3 轴承合金与轴承体或瓦块体应牢固接合,应采用超声检测,且不应有脱壳现象。
8.2.5.4 轴承体外圆与轴承盖或压盖过盈应为0mm~0.05mm。
8.2.5.5 轴承箱应按NB/T47013.5的规定进行液体渗透检测,液体深度应不低于100mm,持续时间
应不少于2h。如有渗漏,补焊修复后应重新进行液体渗透检测。
8.2.6 轴端密封
梳齿密封安装完成后,应使用塞尺检验或者压铅丝法进行间隙检验,检验结果应满足间隙要求。
8.2.7 气动性能
压缩机气动性能的检验,应符合7.1.5的规定。
8.2.8 转子动力学
8.2.8.1 转子主要零件(叶轮、主轴、平衡盘等)应在装配前单独进行动平衡,平衡品质应至少达到
GB/T9239.1—2006中G1级别。
8.2.8.2 当量模拟块应在装配前单独进行动平衡,平衡精度应至少达到GB/T9239.1—2006中G1
级别。
8.2.8.3 联轴器组件应单独进行动平衡,并按照ISO10441的规定进行检验。
8.2.9 机械运转测试
8.2.9.1 应按照ISO10439-1的要求,提供机械运转测试程序文件。
8.2.9.2 如有规定,机械运转测试应使用试车密封。试车密封的结构应有效阻止润滑油进入压缩机壳
体内。
8.2.10 涂漆
压缩机设备涂漆检验应符合GB/T37400.12的规定。
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GB/T45055—2024
9 包装、运输和贮存
9.1 包装
9.1.1 应根据压缩机的结构特点、运输路线和现场环境等因素,给出包装计划并审核确认。
9.1.2 供货设备包装形式应为箱装和裸装,包装箱的材质应为优质的木材或钢材。
9.1.3 如果压缩机整体包装发货且现场不需要拆检,开车前应确认密封胶在保质期内。
9.1.4 设备吊装示意图应包括包装箱的吊装位置、重量、重心等关键信息。
9.1.5 如果压缩机整体包装发货且现场不需要拆检,应评估制造厂所选用的压缩机内部零部件防锈油
对工艺介质的影响。
9.1.6 设备包装前,每个零部件都应彻底进行内部和外表面清洁处理,去除残屑、垃圾、焊渣、氧化皮、
工具等异物,并充分干燥。
9.2 运输
9.2.1 轴流压缩机转子与定子应分体包装发运至现场。
9.2.2 除非另有规定,增压机(含转子、定子、齿轮箱体)应整体包装发运至现场。
9.2.3 应根据确定的交货状态和运输方式,制定合理的设备运输防护措施,包括设备防腐、防潮、防磕
碰等。
注:如采用在设备表面涂抹防腐剂等措施,需明确防腐剂的清洗方式和清洗过程是否对人身以及环境带来危害。
9.2.4 设备运输过程中,所有的法兰接口应使用附带密封垫片的金属盲板或者塑料堵盖保护和密
封,以防止运输过程中损坏密封面和漏入湿气。如有规定,应对关键部件进行充氮保护。
9.3 贮存
9.3.1 贮存期内,应每月检查一次产品包装箱外观质量,定期更换干燥剂和防锈剂,并做好记录。
9.3.2 长期水平贮存的转子应每三个月旋转180°,并做好记录。转子使用金属充氮箱竖直放置时,无
需定期旋转。
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GB/T45055—2024
附 录 A
(资料性)
压缩机效率修正参考数据
A.1 压缩机效率修正
压缩机的实测效率宜根据设备劣化做修正。
A.2 轴流叶片(或离心叶轮)劣化效率修正
压缩机长时间运行后,轴流叶片或离心叶轮表面结垢(或粉尘附着),使流动损失增加、通流能力下
降,表面粗糙度增大,流体的摩擦损失、二次流损失、尾迹损失均增加。轴流叶片粗糙度对效率的修正曲
线见图A.1,闭式叶轮通流表面粗糙度对效率的修正曲线见图A.2。
图A.1和图A.2的数据来源于某大型空分装置用轴流离心组合式压缩机和整体齿轮式离心压缩
机的性能测试结果。
图A.1 轴流叶片粗糙度对效率的修正曲线
图A.2 闭式叶轮通流表面粗糙度对效率的修正曲线
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GB/T45055—2024
A.3 密封劣化效率修正
随着压缩机长时间运行,叶轮口圈密封、平衡盘密封受气流长时间冲刷后,会造成间隙增大、泄漏量
增大、效率降低、能耗升高。闭式叶轮口圈密封间隙变化对效率的修正曲线见图A.3。
图A.3 闭式叶轮口圈密封间隙变化对效率的修正曲线</av≤25.4×></av≤25.4;
</av≤20×></av≤20;