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第一章壓縮機 壓縮機是一種能提高氣體壓力并能連續(xù)輸送氣體的機器 它把機械能轉變?yōu)闅怏w的能量 壓縮機的排氣壓力一般大于0 3MPa 當排氣壓力小于0 3MPa時 一般稱為風機 容積式 通過活塞 柱塞和各種形狀的轉子壓縮密閉空腔內氣體體積來提高氣體的壓力 它又可分為往復運動式和回轉運動式兩類 速度式 利用高速旋轉葉片的動力學作用給氣體提供能量 壓力能和動能 而其中的氣體動能再轉變成壓力能 1 1 1往復活塞式壓縮機 往復活塞式壓縮機結構原理及工作循環(huán)往復活塞式壓縮機熱力性能參數(shù)往復活塞式壓縮機的動力分析往復活塞式壓縮機排氣量的調節(jié)石油化工用往復活塞式壓縮機的參數(shù)控制往復活塞式壓縮機的典型結構及零部件 2 一 往復活塞式壓縮機結構原理及工作循環(huán) 3 一 往復活塞式壓縮機結構原理及工作循環(huán) 4 一 往復活塞式壓縮機結構原理及工作循環(huán) L型壓縮機 5 往復活塞式壓縮機的組成 一 往復活塞式壓縮機結構原理及工作循環(huán) 6 適用壓力范圍廣 從低壓至超高壓均可 工業(yè)中 排氣壓力達到350MPa 實驗室可達到1000MPa 絕熱效率較高 大型往復活塞式壓縮機的絕熱效率可達到80 以上 適應性較強 氣量 排氣壓力及氣體密度的改變對壓縮機的性能影響不大 通用性好 機器結構較復雜 易損件較多 進氣和排氣脈動不連續(xù) 容易引起氣流脈動和管路振動 往復活塞式壓縮機的主要特點 一 往復活塞式壓縮機結構原理及工作循環(huán) 7 理論循環(huán)p v指示圖 示功圖 一 往復活塞式壓縮機結構原理及工作循環(huán) 8 一 往復活塞式壓縮機結構原理及工作循環(huán) 理論循環(huán)假設條件 氣缸內無余隙容積 氣體全部排出氣缸 氣體通過進 排氣閥無壓力損失 壓力無波動 氣體壓縮過程指數(shù)不變 氣缸內氣體無泄漏 9 理論壓縮循環(huán)的進氣容積等于氣缸的行程容積 A 活塞面積 S 活塞行程 單作用氣缸 雙作用氣缸 一 往復活塞式壓縮機結構原理及工作循環(huán) 10 理論壓縮循環(huán)所包圍的面積 為理論循環(huán)的壓縮功 也稱為理論壓縮循環(huán)的指示功 等溫過程 等熵過程 多變過程 k 等熵過程指數(shù) m 多變過程指數(shù) 一 往復活塞式壓縮機結構原理及工作循環(huán) 11 V0 余隙容積 Ps 將波動的實際進氣壓力 根據(jù)功量相等的原則而得出的平均壓力 Pd 將波動的實際排氣壓力 根據(jù)功量相等的原則而得出的平均壓力 P1 名義進氣壓力 T1 名義進氣溫度 實際循環(huán)P V指示圖 一 往復活塞式壓縮機結構原理及工作循環(huán) 12 實際循環(huán)與理論循環(huán)的區(qū)別 氣缸內有余隙容積余隙容積內殘存少量高壓氣體 這部分高壓氣體在活塞開始吸氣前有一個膨脹過程 膨脹至壓力略低于進氣管內進氣壓力時 才開始進氣過程 余隙容積包括氣缸端面與活塞端面所留間隙 進排氣閥通道所形成的容積 活塞與氣缸在第一道活塞環(huán)之前形成的容積 一 往復活塞式壓縮機結構原理及工作循環(huán) 13 實際循環(huán)與理論循環(huán)的區(qū)別 進 排氣閥產生阻力損失進 排氣閥門使氣體產生阻力損失 從而導致氣缸內實際進氣壓力低于進氣管內的名義進氣壓力 氣缸內的實際排氣壓力高于排氣管內的名義排氣壓力 一 往復活塞式壓縮機結構原理及工作循環(huán) 14 一 往復活塞式壓縮機結構原理及工作循環(huán) 實際循環(huán)與理論循環(huán)的區(qū)別 壓縮和膨脹過程指數(shù)不是定值在壓縮和膨脹過程中 氣體的溫度不斷變化 氣體和缸壁之間存在著不穩(wěn)定的熱交換過程 所以膨脹和壓縮過程的過程指數(shù)k不是定值 氣閥 填料函和活塞環(huán)等部位有泄漏 泄漏影響壓縮過程線和膨脹過程線 并影響進氣量和排氣量 15 此外 實際氣體和理想氣體的差別也會影響壓縮機的工作循環(huán) 理想氣體狀態(tài)方程 實際氣體狀態(tài)方程 理想氣體過程方程 一 往復活塞式壓縮機結構原理及工作循環(huán) k 等熵過程指數(shù) 16 實際氣體過程方程 一 往復活塞式壓縮機結構原理及工作循環(huán) 實際氣體的容積 kT 溫度等熵指數(shù) kv 容積等熵指數(shù) 17 當要求氣體的壓力比較高時 就要采用多級壓縮 因為單級壓力比過高 會造成氣體的排氣溫度過高 壓縮機的功耗增加 壓縮機笨重 多級壓縮就是將氣體的壓縮過程分成幾級來進行 級與級之間設置冷卻器和油水分離器等 每一級的工作循環(huán)過程與單級壓縮過程相同 多級壓縮過程 一 往復活塞式壓縮機結構原理及工作循環(huán) 18 一 往復活塞式壓縮機結構原理及工作循環(huán) 多級壓縮P V圖多級壓縮T s圖 等溫過程多變過程絕熱過程 19 采用多級壓縮的優(yōu)點 降低排氣溫度 節(jié)省功率消耗 提高容積系數(shù) 降低活塞力 級數(shù)過多的缺點 壓縮機結構的復雜性增加 消耗于氣閥 管路 設備中的阻力損失增加 制造和運行成本增大 一 往復活塞式壓縮機結構原理及工作循環(huán) 20 選擇級數(shù)Z的一般原則 節(jié)省功率 機器結構簡單 質量輕 成本低 操作維修方便 滿足工藝流程上的特殊要求 大中型壓縮機 以省功和運轉可靠為第一要求 一般級壓力比取在2 4之間 小型壓縮機 經常是間歇使用 主要考慮結構簡單緊湊 質量輕 成本低 而功耗卻處于次要地位 所以可適當提高級壓力比以減少級數(shù) 對于易燃易爆等特殊氣體 級數(shù)選擇主要受排氣溫度的限制 一 往復活塞式壓縮機結構原理及工作循環(huán) 21 各級壓力比的分配以壓縮機的總功耗最小為原則 此時 各級壓力比相等 為總壓力比開Z次方 多級壓力比在實際分配時往往會做調整 如第一級常取較小的壓力比以增大第一級的容積系數(shù)即增加進氣量 另外還要考慮活塞力的平衡 滿足工藝條件 如工藝壓力作為級間壓力 等 當各級壓力比不相等時 會使總指示功有所增加 但各級壓力比的乘積仍等于總壓力比 一 往復活塞式壓縮機結構原理及工作循環(huán) 22 思考題 壓縮機按工作原理分為哪兩類 往復活塞壓縮機的組成部分及作用 往復活塞壓縮機的工作循環(huán)過程 往復活塞壓縮機的三種熱力過程 往復活塞壓縮機的主要特點 畫出往復活塞式壓縮機理論循環(huán)和實際循環(huán)P V指示圖 往復活塞式壓縮機理論循環(huán)與實際工作循環(huán)的區(qū)別 何為壓力比 多級壓縮機壓力比的分配原則 在什么情況下須采用多級壓縮 多級壓縮的優(yōu)缺點 一單級活塞壓縮機 進氣壓力為0 5MPa 表壓 排氣壓力為1 7MPa 表壓 壓力比為多少 23 1 進氣量2 排氣量3 排氣溫度4 排氣壓力5 循環(huán)功 功率及效率 二 往復活塞式壓縮機的熱力性能參數(shù) 24 壓縮機的進氣量Vs是在實際循環(huán)下壓縮機單位時間的進氣量 用名義進氣狀態(tài)下的進氣量Vh表示 對應于名義進氣壓力P1 名義進氣溫度T1 容積系數(shù) 壓力系數(shù) 溫度系數(shù)n 壓縮機的轉速 1 進氣量 25 表征氣缸行程有效利用程度的系數(shù) 反映了由于氣缸的余隙容積的存在 使氣缸行程容積被膨脹氣體所占有 從而導致了吸氣量減少的程度 相對余隙容積 其大小主要取決于氣閥在氣缸上的布置方式以及壓縮的級次等 低壓級0 07 0 12 中壓級0 09 0 14 高壓級0 11 0 16 單級壓力比過大 會使降低 容積系數(shù) 26 反映了由于進氣閥阻力的存在致使實際進氣壓力小于名義進氣壓力 從而造成進氣量減少的程度 低壓級 0 95 0 98高壓級 0 98 1 0 壓力系數(shù) 進氣閥阻力 27 表示進氣過程中氣體從缸壁等部件吸收熱量造成體積膨脹 從而造成進氣量減少的程度 溫度系數(shù)與氣缸的冷卻狀況和級的壓力比大小有關 溫度系數(shù) 28 壓縮機的排氣量用名義進氣狀態(tài)下的氣量表示 排氣量等于第一級的進氣量減去所有各級的外泄漏氣量 供氣量 一般為壓縮機排氣量換算成標準狀態(tài)下的流量 2 排氣量 29 單級壓縮機的排氣量 氣缸的相對泄漏量 30 氣缸的相對泄漏量 它是氣缸中各泄漏點的相對泄漏量的總和 氣閥不嚴密或延遲關閉的泄漏 0 01 0 04單作用氣缸中活塞環(huán)的泄漏 0 01 0 05雙作用氣缸中活塞環(huán)的泄漏 0 003 0 015填料函的泄漏 0 0005 0 001 j 等效級次 泄漏點 31 多級壓縮機的排氣量排氣量仍然用第1級氣缸的尺寸參數(shù)和運行狀態(tài)參數(shù)表示 多級壓縮機第k級氣缸的行程容積與排氣量的關系 32 稱為第k級的抽加氣系數(shù) 它表示k級之前的抽加氣對k級進氣量的影響 抽氣 加氣 33 稱為第k級的凝析系數(shù) 它表示k級之前氣體的凝析量對k級進氣量的影響 有凝析 34 壓縮機的排氣量由第1級氣缸的尺寸和運行狀態(tài)參數(shù)決定的 不論是單級壓縮還是多極壓縮 每臺壓縮機只有一個排氣量 排氣量用進氣狀態(tài)所表示的 而工藝上要求的供氣量往往是標準狀態(tài)下的干氣容積量 兩者之間要注意換算 35 排氣溫度一般按絕熱過程考慮 排氣溫度和進氣溫度之間的關系 最高排氣溫度的限制 低于氣體的聚合或分解溫度 低于氣體的自燃 自爆溫度 低于潤滑油的閃點30 50 低于自潤滑材料的流變溫度 一般情況下排氣溫度控制在160 180 以下 3 排氣溫度 36 壓縮機的實際排氣壓力由排氣系統(tǒng)壓力 也稱背壓 決定 只有壓縮機的排氣量和系統(tǒng)的用氣量之間達到供求到平衡時 才能保證壓縮機的排氣壓力穩(wěn)定 4 排氣壓力 37 指示功 壓縮機用于壓縮氣體所消耗的功 摩擦功 壓縮機用于克服機械摩擦所消耗的功 軸功 指示功 摩擦功 即主軸需要的總功 功率 單位時間所消耗的功 比功 單位排氣量所消耗的軸功 5 循環(huán)指示功 功率及效率 38 用簡化的等功當量指示圖計算實際循環(huán)功 用平均的進 排氣壓力代替實際波動的進 排氣壓力 用等熵指數(shù)k代替過程指數(shù)m 5 循環(huán)指示功 功率及效率 39 單級壓縮機實際循環(huán)指示功 單級壓縮機實際循環(huán)指示功率 5 循環(huán)指示功 功率及效率 40 壓縮機的軸功率 m 壓縮機的機械效率 對于帶十字頭的大中型壓縮機 m 0 90 0 95 小型不帶十字頭的壓縮機 m 0 85 0 92 高壓循環(huán)壓縮機 m 0 80 0 85 無油潤滑壓縮機的效率更低 壓縮機效率是衡量機器工作完善性的重要指標 5 循環(huán)指示功 功率及效率 41 一般多用等熵效率來衡量壓縮機效率的高低 往復式壓縮機的效率 5 循環(huán)指示功 功率及效率 42 思考題 何為壓縮機的排氣量 最高排氣溫度有哪幾點限制 壓縮機額定排氣壓力為1 0MPa 背壓為0 8MPa 壓縮機工作時的排氣壓力 氣缸直徑 活塞行程 轉數(shù)和排氣量的關系 何為壓縮機的指示功 軸功 比功 壓縮機的循環(huán)指示功率為9kw 機械效率為0 9 壓縮機的軸功率 往復活塞式壓縮機氣缸的吸 排氣閥使氣體產生阻力損失 從而導致氣缸的實際吸氣壓力 高于 低于 進氣管內的名義進氣壓力 氣缸的實際排氣壓力 高于 低于 排氣管內的名義排氣壓力 一臺二級往復活塞式壓縮機 其排氣壓力8 9MPa 表壓 進氣壓力0 9MPa 表壓 則原則上取各級壓力比 這是按照 原則確定的 43 分析曲柄連桿機構的運動規(guī)律 受力情況以及對壓縮機動力性能的影響 這是壓縮機總體結構 各零部件的強度 剛度計算以及壓縮機基礎設計的力學基礎 重點 分析和解決由于回轉 往復運動所產生的慣性力及慣性力矩的平衡問題 三 往復活塞式壓縮機的動力分析 44 壓縮機中的作用力主要構件及基礎的受力分析慣性力平衡阻力矩曲線及飛輪矩 三 往復活塞式壓縮機的動力分析 45 壓縮機中的作用力 慣性力 質量的求解 加速度的求解 氣體力 摩擦力 各部件本身的重力 作用相對較小 一般不作考慮 三 往復活塞式壓縮機的動力分析 46 壓縮機中各運動零件在往復運動過程中不等速運動產生往復慣性力 旋轉運動產生旋轉慣性力 慣性力的大小和方向 決定于運動零件的質量和加速度 為計算簡便 把運動零件簡化為若干個質點 慣性力分別作用在各質點上 慣性力 三 往復活塞式壓縮機的動力分析 47 活塞組件 包括活塞 活塞桿和十字頭 做往復運動 其質量總和為mp 認為其作用在十字頭中心A點 產生往復慣性力 活塞組件 往復運動 三 往復活塞式壓縮機的動力分析 48 曲柄做旋轉運動 曲柄和曲柄梢對于主軸不對稱部分的質量mk 作用在B點 產生旋轉慣性力 曲柄 旋轉運動 三 往復活塞式壓縮機的動力分析 B點 49 連桿做往復擺動 其質量為 在保證總質量和質心不變的前提下 分解為兩部分 和 作用在A點 做往復運動 作用在B點 做旋轉運動 連桿 往復擺動 三 往復活塞式壓縮機的動力分析 50 做往復運動的總質量為ms 做旋轉運動的總質量為mr 慣性力 三 往復活塞式壓縮機的動力分析 51 往復慣性力 IS1 一階往復慣性力 變化周期是2 IS2 二階往復慣性力 變化周期是 往復慣性力的方向始終作用于氣缸的軸線方向上 其大小隨曲柄轉角周期性的變化 三 往復活塞式壓縮機的動力分析 52 旋轉慣性力 旋轉慣性力的方向始終沿曲柄旋轉運動徑線外向 三 往復活塞式壓縮機的動力分析 53 氣體力P等于氣缸工作容積內氣體的瞬時壓 強 力與活塞面積的乘積 一列上如果有兩個或兩個以上的工作容積 則該列氣缸的氣體力為所有氣缸的軸側工作容積和蓋側工作容積在同一瞬時氣體力的代數(shù)和 氣體力 氣體力隨曲柄轉角的變化而變化 三 往復活塞式壓縮機的動力分析 54 摩擦力分為往復摩擦力Rs和旋轉摩擦力Rr 摩擦力 往復摩擦力所消耗的功率一般占總機械摩擦功率的60 70 旋轉摩擦力所消耗的功率占機械摩擦功率的30 40 摩擦力的方向始終與部件的運動方向相反 三 往復活塞式壓縮機的動力分析 55 2 主要構件及基礎的受力分析 三 往復活塞式壓縮機的動力分析 氣體力 往復慣性力 往復摩擦力 綜合活塞力 56 十字頭滑道處的側向壓力 2 主要構件及基礎的受力分析 三 往復活塞式壓縮機的動力分析 57 連桿力 三 往復活塞式壓縮機的動力分析 2 主要構件及基礎的受力分析 58 主軸受力 包括連桿力Pt和離心慣性力Ir 三 往復活塞式壓縮機的動力分析 2 主要構件及基礎的受力分析 59 傾覆力矩 2 主要構件及基礎的受力分析 三 往復活塞式壓縮機的動力分析 60 壓縮機機身上所受的自由力和力矩 往復慣性力IS 旋轉慣性力Ir 旋轉摩擦力矩Mr 傾覆力矩MN 三 往復活塞式壓縮機的動力分析 2 主要構件及基礎的受力分析 61 壓縮機基礎所受到的力和力矩 壓縮機的重力 驅動機的重力 機身傳給基礎的力和力矩 驅動機傳給基礎的驅動力和力矩 2 主要構件及基礎的受力分析 三 往復活塞式壓縮機的動力分析 62 主要構件及基礎的受力分析小結 三 往復活塞式壓縮機的動力分析 綜合活塞力十字頭滑道處的側向壓力連桿力主軸受力傾覆力矩壓縮機機身上所受的自由力和力矩壓縮機基礎所受到的力和力矩 63 3 慣性力平衡 主要目的是解決和減輕壓縮機與基礎的振動問題 旋轉慣性力可以通過在曲柄反方向上加裝平衡質量m0來平衡 三 往復活塞式壓縮機的動力分析 64 單列往復壓縮機的往復慣性力不能用平衡重的方法平衡 三 往復活塞式壓縮機的動力分析 3 慣性力平衡 65 多列往復壓縮機 可以通過合理布置壓縮機的整體結構 使往復慣性力和力矩得到全部或部分平衡 兩種平衡方法 合理地配置各列曲拐間的錯角 3 慣性力平衡 三 往復活塞式壓縮機的動力分析 66 在同一曲拐上配置幾列氣缸 合理配置各列氣缸中心線間的夾角 使合成往復慣性力為一個大小不變的徑向力 然后用加裝平衡質量的方法解決 三 往復活塞式壓縮機的動力分析 3 慣性力平衡 67 例 L型角度式往復壓縮機 第一列 階往復慣性力 第二列 階往復慣性力 三 往復活塞式壓縮機的動力分析 3 慣性力平衡 68 總的往復慣性力 三 往復活塞式壓縮機的動力分析 3 慣性力平衡 69 三 往復活塞式壓縮機的動力分析 3 慣性力平衡 70 L型壓縮機的一階往復慣性力的大小不變 方向與壓縮機的曲柄轉角相同 可以通過在曲柄反方向上加裝平衡質量的方法來平衡 二階往復慣性力的大小隨曲柄轉角的變化而變化 但其方向恒定 所以L型壓縮機運轉較平穩(wěn) L型壓縮機是常用的中型壓縮機 三 往復活塞式壓縮機的動力分析 3 慣性力平衡 71 總阻力矩曲線是各列阻力矩曲線以及摩擦阻力矩曲線的迭加 4 阻力矩曲線和飛輪矩 三 往復活塞式壓縮機的動力分析 72 選擇驅動機的驅動力矩Md 平均阻力矩Mm 總阻力矩 Mk 曲線是曲柄轉角 的周期性函數(shù) 4 阻力矩曲線和飛輪矩 三 往復活塞式壓縮機的動力分析 73 壓縮機在轉動過程中角速度不斷變化 一般用旋轉不均勻度來表示 旋轉不均勻程度直接影響壓縮機的運轉性能 并影響電機供電網(wǎng)的穩(wěn)定性 旋轉不均勻度有限定范圍 4 阻力矩曲線和飛輪矩 三 往復活塞式壓縮機的動力分析 74 旋轉不均勻度限定范圍 4 阻力矩曲線和飛輪矩 三 往復活塞式壓縮機的動力分析 75 為了使用壓縮機轉速均勻 減小電機供電網(wǎng)電流電壓的波動幅度 在壓縮機曲軸 電機轉子或電動皮帶輪等轉動部件的轉動慣量不足時 要加設飛輪來增加轉動慣量 4 阻力矩曲線和飛輪矩 三 往復活塞式壓縮機的動力分析 76 飛輪矩是飛輪的質量和直徑平方的乘積 4 阻力矩曲線和飛輪矩 三 往復活塞式壓縮機的動力分析 77 飛輪 4 阻力矩曲線和飛輪矩 三 往復活塞式壓縮機的動力分析 78 思考題往復活塞壓縮機正常運轉時 主要產生哪幾種作用力 往復慣性力如何產生的 是否能夠平衡 有什么減少或平衡的方法 旋轉慣性力如何產生 是否能夠平衡 有什么平衡的方法 一階往復慣性力的變化周期是 二階往復慣性力的變化周期是 氣體力隨曲柄 的變化而變化 綜合活塞力由 和 組成 壓縮機機身上所受的自由力和力矩 壓縮機基礎所受到的力和力矩 往復活塞壓縮機加設飛輪的作用 是否能平衡慣性力 如何計算旋轉不均勻度 79 壓縮機在設計條件下運行的工況稱為額定工況 此時 各級熱力參數(shù)保持預想的協(xié)調關系 操作穩(wěn)定 生產單位用氣量常會變化 如果供過于求 排氣系統(tǒng)壓力就會上升 選擇調節(jié)方法和調節(jié)裝置的原則 符合氣量調節(jié)范圍能量損失小結構簡單操作方便 四 往復活塞式壓縮機排氣量的調節(jié) 80 旁路調節(jié) 將壓縮機進氣管與排氣管用旁路連接起來 使排出的氣體經旁路流回進氣管 一般在大型壓縮機啟動時采用 進氣管節(jié)流調節(jié) 在壓縮機進氣管上設置減荷閥 用調節(jié)減荷閥的開度來控制進氣量 這種調節(jié)方法結構簡單 經濟性較好 主要用于中 小型壓縮機的氣量的間歇調整 81 頂開進氣閥調節(jié) 頂開進氣閥 增加氣缸的外泄漏量 分為完全頂開進氣閥和部分頂開進氣閥兩種調節(jié)方法 調節(jié)方便 功耗較小 但閥片頻繁受沖擊 氣閥壽命下降 補充余隙調節(jié) 通過增加氣缸的余隙容積從而減小容積系數(shù)的方法來調節(jié)進氣量 余隙容積可分為固定容積式和可變容積式 此調節(jié)方法基本不增加功耗 結構較簡單 是大型壓縮機氣量調節(jié)經常采用的方法 82 壓縮機轉速調節(jié) 降低壓縮機轉速 可以減少排氣量 功率也按比例降低 此方法經濟方便 關鍵驅動機轉速可調 調節(jié)方法小節(jié) 進氣管節(jié)流調節(jié)旁路調節(jié)頂開進氣閥調節(jié)補充余隙調節(jié)壓縮機轉速調節(jié) 四 往復活塞式壓縮機排氣量的調節(jié) 83 石油化工用壓縮機與空壓機的基本原理和結構相似 但由于所壓縮氣體的物性參數(shù)和熱力學參數(shù)與空氣不同 所以設計 操作 維護 試車以及故障處理都有不同要求 五 石油化工用往復活塞式壓縮機的參數(shù)控制 84 物性參數(shù)和熱力學參數(shù)的控制 等熵指數(shù)下降 用空氣試車時 注意功率超載和排氣溫度過高 氣體密度降低 用空氣試車時注意超載 石油化工氣體在高壓時需按實際氣體考慮 導熱系數(shù)高的氣體排氣量較小 五 石油化工用往復活塞式壓縮機的參數(shù)控制 85 氣體毒性 易燃性和易爆性的控制 嚴格防止壓縮機氣體外泄或機外氣體漏入氣缸 壓縮機應有防靜電措施 嚴格控制壓縮機各級的排氣溫度 驅動機及有關電器應選用相應等級的防爆或隔爆設備 五 石油化工用往復活塞式壓縮機的參數(shù)控制 86 介質的腐蝕與控制 與腐蝕性氣體接觸的壓縮機零部件材料應選用耐腐蝕材料 二氧化碳壓縮機在長期停車時 應用空氣置換 防止碳酸腐蝕 氣體在壓縮過程分解 聚合和積碳的控制 嚴格控制排氣溫度 五 石油化工用往復活塞式壓縮機的參數(shù)控制 87 氣體發(fā)生凝析的控制 臨界溫度高 臨界壓力低的氣體在壓縮機和中間冷卻器中很容易出現(xiàn)凝液 氣缸的余隙通常要比空氣壓縮機取得大 排氣閥布置在氣缸下方 使得凝液得以被排出氣流帶走 壓縮機的中間冷卻器應有一定的留存凝液空間 并定期排放 合理控制壓縮機氣缸的冷卻 夾套中冷卻水溫要適度 五 石油化工用往復活塞式壓縮機的參數(shù)控制 88 超高壓壓縮機的參數(shù)控制 在超高壓的條件下 某些氣體已接近不可壓縮的液態(tài) 膨脹過程不很明顯 氣缸的余隙容積可適當取大 由于壓縮性很小 溫升也較小 級數(shù)可相對減小 對吸氣溫度要有限制 其對壓力比和活塞力影響很大 高壓氣體的流動相較差 為減少阻力損失 壓縮機的轉速不宜過高 五 石油化工用往復活塞式壓縮機的參數(shù)控制 89 1 典型的結構型式 按汽缸軸線布置的相互關系 立式壓縮機 六 往復活塞式壓縮機的典型結構及零部件 90 立式壓縮機 91 氣缸軸線成直立布置 活塞重量不作用在氣缸鏡面上 磨損較小且比較均勻 往復慣性力垂直作用于基礎 基礎受力條件好 機身主要承受拉壓載荷 基礎可做的較小 輕便 潤滑油氣缸摩擦面均勻分布 潤滑較好 結構緊湊 占地面積小 整個機器空間高度較高 曲軸箱及傳動機構位于機器下部 列與列的間距較小 氣閥與管道布置比較擁擠 不利于維修 立式壓縮機 六 往復活塞式壓縮機的典型結構及零部件 92 臥式壓縮機 A 一般臥式壓縮機 氣缸均在曲軸一側 慣性力平衡較差 轉速相對較低 100 300r min 只在小型高壓場合使用 六 往復活塞式壓縮機的典型結構及零部件 93 B 對稱平衡型 六 往復活塞式壓縮機的典型結構及零部件 對稱平衡型 六列 相對列的曲柄錯角180 往復慣性力可以完全平衡 往復慣性力矩很小 轉速可達250 1000r min 缺點 運動部件及填料數(shù)量較多 氣體泄漏部位多 機身和曲柄箱結構復雜 阻力矩曲線不均勻 94 六 往復活塞式壓縮機的典型結構及零部件 對稱平衡型 六列 示意圖 95 六 往復活塞式壓縮機的典型結構及零部件 96 C 對置式壓縮機 各列氣缸軸線同心的布置在曲柄兩側 但兩列往復運動質量并非對動 往復慣性力不能完全平衡 但氣體力可以得到較好的平衡 而且阻力矩曲線比較均勻 六 往復活塞式壓縮機的典型結構及零部件 97 六 往復活塞式壓縮機的典型結構及零部件 對置式壓縮機機構示意圖 98 角度式壓縮機 L型 V型 W型等 特點介于立式壓縮機和臥式壓縮機之間 曲軸結構比較簡單 結構比較緊湊 慣性力平衡情況較好 六 往復活塞式壓縮機的典型結構及零部件 99 V型壓縮機 100 W型壓縮機 101 主要零部件 氣缸組件 按氣缸的容積利用方式可分為單作用 雙作用和級差式 按氣缸的冷卻方式可為水冷式和風冷式 單作用 雙作用 級差式 六 往復活塞式壓縮機的典型結構及零部件 102 主要零部件 氣缸組件 氣缸工作表面 鏡面 的加工精度和裝配精度要求很高 某些壓縮機的壓縮機裝有缸套 磨損過量后可更換 缸套材料應具有良好的耐磨性 六 往復活塞式壓縮機的典型結構及零部件 103 主要零部件 氣缸組件 氣缸工作表面 鏡面 的加工精度和裝配精度要求很高 某些壓縮機的壓縮機裝有缸套 磨損過量后可更換 缸套材料應具有良好的耐磨性 六 往復活塞式壓縮機的典型結構及零部件 104 主要零部件 活塞組件 活塞 活塞環(huán) 易損件 活塞桿 活塞分為筒形 盤形 級差式 柱塞等 六 往復活塞式壓縮機的典型結構及零部件 105 主要零部件 氣閥組件 閥座 閥片 易損件 彈簧 易損件 有環(huán)狀閥 網(wǎng)狀閥 蝶形閥 條狀閥 直流閥等 六 往復活塞式壓縮機的典型結構及零部件 氣閥結構示意圖 106 氣閥開閉及時 關閉時嚴密不漏氣 氣流通過氣閥時 阻力損失小 使用壽命長 形成的余隙容積小 結構簡單 互換性好 閥片材料應強度高 韌性好 耐磨 耐蝕 主要零部件 對氣閥的要求 六 往復活塞式壓縮機的典型結構及零部件 107 密封組件 在活塞桿穿出氣缸處的密封填料 易損件 常用的材料有金屬或金屬與硬質填充材料 主要零部件 六 往復活塞式壓縮機的典型結構及零部件 108 曲柄 連桿機構 包括曲軸 連桿和十字頭 十字頭是把回轉運動轉變?yōu)橥鶑椭本€運動的關節(jié) 主要零部件 六 往復活塞式壓縮機的典型結構及零部件 109 輔機系統(tǒng) 潤滑系統(tǒng) 潤滑方式可分為飛濺潤滑和壓力潤滑 飛濺潤滑依靠連桿上的甩油桿將油甩起飛濺到各潤滑部位 氣缸內帶油量較大 壓力潤滑多用于大 中型帶十字頭的壓縮機中 壓力潤滑系統(tǒng)的主要設備有注油器 油泵 濾油器和有冷卻器 六 往復活塞式壓縮機的典型結構及零部件 110 冷卻系統(tǒng) 氣缸的冷卻方式分為風冷式和水冷式 管路系統(tǒng) 包括進氣管列排氣管之間的設備 管道 管件及安全裝置 氣量調節(jié)裝置 放空管路 管路系統(tǒng)應連接可靠 阻力較小 震動較小 便于拆裝和維護 輔機系統(tǒng) 六 往復活塞式壓縮機的典型結構及零部件 111 往復活塞式壓縮機的選型 分類及形式 按排氣量的大小可分為 m3 min 微型60按排氣壓力可分為 MPa 低壓0 3 1 0 中壓1 10 高壓10 100 超高壓 100按氣缸的排列方式可分為 臥式 立式 角式 對動 對置按氣缸級數(shù)可分為 單級 雙級 多級按氣缸的容積利用方式可分為 單作用 雙作用 級差 六 往復活塞式壓縮機的典型結構及零部件 112 往復活塞式壓縮機的選型 選型依據(jù) 1 壓縮機型號 P26 2 選型原則明確生產任務確定熱力參數(shù)考慮氣體特性技術經濟指標保證運轉可靠 六 往復活塞式壓縮機的典型結構及零部件 113 思考題 往復活塞式壓縮機排氣量有哪些調節(jié)方法 壓縮有毒 易燃易爆性氣體時的注意事項 壓縮易凝析氣體時的注意事項 按汽缸軸線布置的相互關系 往復活塞式壓縮機有哪些典型的結構形式 往復活塞式壓縮機按氣缸容積利用方式可分為哪三種形式 畫出簡圖 往復活塞式壓縮機按氣缸級數(shù)可分為哪幾種形式 往復活塞式壓縮機按氣缸的冷卻方式可為 往復活塞式壓縮機潤滑方式可分為哪兩種形式 往復活塞式壓縮機的缸套起什么作用 往復活塞式壓縮機的主要易損件有哪些 往復活塞式壓縮機的輔機系統(tǒng)有哪幾部分 114