往復(fù)式壓縮機(jī)課件.ppt

往復(fù)壓縮機(jī) 課件提綱 工作原理 性能參數(shù) 結(jié)構(gòu) 操作運(yùn)行 1 2 3 4 2020 3 15 1 前言 壓縮機(jī)是輸送氣體并提高氣體壓力能的機(jī)器 在石油化工廠中 壓縮機(jī)主要壓縮原料氣 空氣或中間過(guò)程的介質(zhì)氣體 以滿足石油化工生產(chǎn)工藝的需要 壓縮機(jī)按其工作原理可分為速度型和容積型兩種 速度型壓縮機(jī)靠氣體在高速旋轉(zhuǎn)的葉輪的作用下 得到巨大的動(dòng)能 隨后在擴(kuò)壓器中急劇降低 使氣體的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)閯?shì)能 也就是壓力能 容積型壓縮機(jī)靠在氣缸內(nèi)作往復(fù)或回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的活塞 使容積縮小而提高氣體壓力 往復(fù)壓縮機(jī) 2020 3 15 2 前言 2020 3 15 往復(fù)壓縮機(jī) 3 壓縮機(jī) 速度型 容積型 軸流式 離心式 混流式 回轉(zhuǎn)式 往復(fù)式 滑片式 螺桿式 轉(zhuǎn)子式 膜式 活塞式 壓縮機(jī)按結(jié)構(gòu)型式不同 分類(lèi)如下 1 工作原理 往復(fù)式壓縮機(jī)通過(guò)曲軸連桿機(jī)構(gòu)將曲軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng) 當(dāng)曲軸旋轉(zhuǎn)時(shí) 通過(guò)連桿的傳動(dòng) 驅(qū)動(dòng)活塞便做往復(fù)運(yùn)動(dòng) 由氣缸內(nèi)壁 氣缸蓋和活塞頂面所構(gòu)成的工作容積則會(huì)發(fā)生周期性變化 曲軸旋轉(zhuǎn)一周 活塞往復(fù)一次 氣缸內(nèi)相繼實(shí)現(xiàn)進(jìn)氣 壓縮 排氣的過(guò)程 即完成一個(gè)工作循環(huán) 2020 3 15 往復(fù)壓縮機(jī) 4 1 1理論工作循環(huán) 為了更好地理解活塞壓縮機(jī)的工作原理 這里重點(diǎn)介紹理論工作循環(huán) 假定壓縮機(jī)沒(méi)有余隙容積 沒(méi)有吸 排氣阻力 沒(méi)有熱量交換 則壓縮機(jī)工作時(shí) 汽缸內(nèi)的壓力和容積的關(guān)系如下圖所示 壓縮機(jī)的理論工作過(guò)程可以簡(jiǎn)化成下圖示的三個(gè)熱力過(guò)程 2020 3 15 往復(fù)壓縮機(jī) 5 1 1理論工作循環(huán) 吸氣 活塞自0點(diǎn)移至1點(diǎn) 吸氣閥打開(kāi) 氣體在P1壓力下進(jìn)入氣缸 壓縮 活塞自1點(diǎn)移至2點(diǎn) 吸排氣閥均關(guān)閉 此過(guò)程為多變壓縮過(guò)程 氣缸內(nèi)的氣體壓力升至P2 排氣 活塞從2點(diǎn)移至3點(diǎn) 壓力為P2的氣體等壓排出氣缸 過(guò)程0 1 2 3 0構(gòu)成了壓縮機(jī)的理論工作循環(huán) 壓縮機(jī)完成一個(gè)理論循環(huán)所消耗的功即為圖中0 1 2 3 0所代表的面積 2020 3 15 往復(fù)壓縮機(jī) 6 1 1理論工作循環(huán) 壓縮機(jī)在壓縮氣體的過(guò)程中 溫度會(huì)逐步升高 是個(gè)多變的過(guò)程 實(shí)際壓縮循環(huán)比理論壓縮循環(huán)多了一個(gè)熱膨脹的過(guò)程 隨著熱膨脹的逐步增加壓力升高 溫度也升高 功耗隨之加大 所以 在理論上等溫壓縮循環(huán)的功耗最小 2020 3 15 往復(fù)壓縮機(jī) 7 1 2實(shí)際工作循環(huán) 壓縮機(jī)中最常見(jiàn)的壓縮過(guò)程為等溫 絕熱及多變過(guò)程 在同一壓縮范圍內(nèi) 等溫壓縮耗功最小 絕熱過(guò)程耗功最大 多變壓縮介于兩者之間 實(shí)際上 由于受冷卻速度的限制以及和外界的熱量交換 不可能實(shí)現(xiàn)等溫過(guò)程和絕熱過(guò)程 一般都為多變壓縮過(guò)程 2020 3 15 往復(fù)壓縮機(jī) 8 1 2實(shí)際工作循環(huán) 2020 3 15 往復(fù)壓縮機(jī) 9 1 2實(shí)際工作循環(huán) 壓縮機(jī)工作過(guò)程中活塞環(huán) 填料 氣閥不可避免存在泄露 每個(gè)循環(huán)的排氣量總小于實(shí)際吸氣量 壓縮機(jī)的進(jìn)氣阻力過(guò)大 會(huì)造成壓縮機(jī)排氣量減少 余隙容積過(guò)大會(huì)降低排氣量 使指示功圖面積變小 2020 3 15 往復(fù)壓縮機(jī) 10 1 2 1實(shí)際過(guò)程與理論過(guò)程的區(qū)別 由于余隙容積的存在 實(shí)際工作循環(huán)由膨脹 吸氣 壓縮 排氣四個(gè)過(guò)程組成 而理論循環(huán)無(wú)膨脹過(guò)程 實(shí)際吸 排氣過(guò)程中存在阻力損失 使實(shí)際氣缸內(nèi)吸氣壓力小于吸入管路內(nèi)氣壓 實(shí)際氣缸內(nèi)排氣壓力高于排出管路內(nèi)氣壓 吸 排氣過(guò)程中有壓力波動(dòng) 溫度變化 在膨脹和壓縮過(guò)程中 因?yàn)闅怏w與氣缸壁之間存在熱交換 使得壓縮過(guò)程指數(shù)與膨脹過(guò)程指數(shù)不斷變化 并非常數(shù) 2020 3 15 往復(fù)壓縮機(jī) 11 2 性能參數(shù) 往復(fù)式壓縮機(jī)的性能參數(shù)主要包括 排氣壓力排氣溫度排氣量功率和效率 2020 3 15 往復(fù)壓縮機(jī) 12 2 1吸氣 排氣壓力 往復(fù)壓縮機(jī)的吸氣和排氣壓力分別指第一級(jí)吸入管道處和末級(jí)排出接管處的氣體壓力 因?yàn)閴嚎s機(jī)采用的是自動(dòng)閥 氣缸內(nèi)的壓力取決于進(jìn) 排氣系統(tǒng)中的壓力 即由 背壓 決定 所以吸 排氣壓力是可以改變的 壓縮機(jī)銘牌上的吸 排氣壓力是指額定值 實(shí)際上只要機(jī)器強(qiáng)度 排氣溫度 電機(jī)功率和氣閥工作許可 他們是可以在很大范圍內(nèi)變化的 2020 3 15 往復(fù)壓縮機(jī) 13 2 2排氣溫度 排氣溫度是指壓縮機(jī)末級(jí)排出氣體的溫度 它應(yīng)在末級(jí)氣缸排出管處測(cè)得 多級(jí)壓縮機(jī)末級(jí)之前各級(jí)的排氣溫度稱為該級(jí)的排氣溫度 在相應(yīng)級(jí)的排氣接管處測(cè)得 排氣溫度可以計(jì)算校核 T2 T1 P2 P1 n 1 n排氣溫度應(yīng)進(jìn)行監(jiān)控 排氣溫度過(guò)高會(huì)造成潤(rùn)滑油潤(rùn)滑性能下降 輕質(zhì)油揮發(fā)污染氣體 潤(rùn)滑油積碳堵塞閥槽 活塞環(huán)軟化或加速磨損 非金屬閥片融化等 2020 3 15 往復(fù)壓縮機(jī) 14 2 3容積流量 往復(fù)壓縮機(jī)的容積流量是指在單位時(shí)間內(nèi)經(jīng)壓縮機(jī)壓縮后在壓縮機(jī)最后一級(jí)排出的氣體 換算到第一級(jí)進(jìn)口狀態(tài)的壓力和溫度時(shí)的氣體容積值 單位是M3 min或M3 h 壓縮機(jī)的額定容積流量 即在壓縮機(jī)銘牌上標(biāo)注的容積流量是指在特定的進(jìn)口狀態(tài)下 進(jìn)口壓力0 1MPa 溫度20 時(shí)的容積流量 對(duì)于實(shí)際氣體 若是在高壓下測(cè)得的氣體容積 則換算時(shí)要考慮到氣體可壓縮性的影響 2020 3 15 往復(fù)壓縮機(jī) 15 2 4供氣量 往復(fù)壓縮機(jī)排氣量隨壓縮機(jī)的進(jìn)口狀態(tài)而變 它不反映壓縮機(jī)所排氣體的物質(zhì)數(shù)量 化工工藝中使用的壓縮機(jī) 由于工藝計(jì)算的需要 需將容積流量則算到標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài) 1 013x105MPa 0 時(shí)的干氣容積值 此值稱為供氣量或者標(biāo)準(zhǔn)容積流量 2020 3 15 往復(fù)壓縮機(jī) 16 2 5功率和效率 壓縮機(jī)消耗的功 一部分直接用于壓縮氣體 另一部分是用于克服機(jī)械摩擦 前者稱為指示功 后者稱為摩擦功 二者之和為主軸所需的總功 稱為軸功 單位時(shí)間所消耗的功稱為功率 指示功率與總功率的比值即為壓縮機(jī)的效率 2020 3 15 往復(fù)壓縮機(jī) 17 2 6多級(jí)壓縮 所謂多級(jí)壓縮是將氣體的壓縮過(guò)程分在若干級(jí)中進(jìn)行 并在每級(jí)壓縮后將氣體導(dǎo)入中間冷卻器進(jìn)行冷卻 如圖所示 2020 3 15 往復(fù)壓縮機(jī) 18 1ststage 2ndstage 3bar8bar1bar3bar Q 2 6多級(jí)壓縮的理由 優(yōu)勢(shì) 可以節(jié)省壓縮氣體的指示功 下圖為兩級(jí)壓縮與單級(jí)壓縮所耗功之比 當(dāng)?shù)谝患?jí)壓縮達(dá)到壓力P2后 將氣體引入中間冷卻器中冷卻 使氣體冷卻到原始溫度T1 因此使排出的氣體容積由V2減至V2 然后進(jìn)入第二級(jí)壓縮到最終壓力 這樣 從圖中可以看出 實(shí)行兩級(jí)壓縮后 與一級(jí)壓縮相比節(jié)省了圖中綠色區(qū)域的功 采用多級(jí)壓縮可以節(jié)省功的主要原因是進(jìn)行中間冷卻 如果沒(méi)有中間冷卻 第一級(jí)排出的氣體容積不是因冷卻而由V2減至V2 而仍然以V2的容積進(jìn)行二級(jí)壓縮 則所消耗的功與單級(jí)壓縮相同 2020 3 15 往復(fù)壓縮機(jī) 19 2 5多級(jí)壓縮 2020 3 15 往復(fù)壓縮機(jī) 20 2 6多級(jí)壓縮的理由 優(yōu)勢(shì) 2 可以降低排氣溫度通過(guò)多級(jí)壓縮中間冷卻后降低了氣體的進(jìn)氣溫度 壓縮過(guò)程接近等溫壓縮 可以顯著降低排氣溫度 排氣溫度過(guò)高 會(huì)使?jié)櫥驼扯冉档?性能惡化或形成積炭現(xiàn)象 使氣閥的工作壽命下降 對(duì)某些特種氣體壓縮機(jī) 排氣溫度過(guò)高還會(huì)引發(fā)腐蝕或爆炸 2020 3 15 往復(fù)壓縮機(jī) 21 2 6多級(jí)壓縮的理由 優(yōu)勢(shì) 3 提高容積系數(shù)隨著壓力比的上升 余隙容積中的氣體膨脹所占的容積增加 氣缸實(shí)際吸氣量減少 采用多級(jí)壓縮 壓力比下降 因而容積系數(shù)增加 2020 3 15 往復(fù)壓縮機(jī) 22 2 6多級(jí)壓縮的理由 優(yōu)勢(shì) 4 降低活塞力多級(jí)壓縮由于每級(jí)容積因冷卻而逐漸減少 當(dāng)行程相同時(shí) 活塞面積減少 故能降低活塞上所受的氣體力 因此使運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)重量減輕 機(jī)器效率提高 2020 3 15 往復(fù)壓縮機(jī) 23 2 7氣量調(diào)節(jié)方式 2020 3 15 往復(fù)壓縮機(jī) 24 卸荷器調(diào)節(jié)旁通調(diào)節(jié)變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié) 余隙腔調(diào)節(jié) 3 6 4 3結(jié)構(gòu) 壓縮機(jī)主要由機(jī)體 曲軸 連桿 活塞組 閥門(mén) 軸封 油泵 能量調(diào)節(jié)裝置 潤(rùn)滑油系統(tǒng) 進(jìn)出口緩沖罐 氣液分離器等部件組成 2020 3 15 往復(fù)壓縮機(jī) 25 3 1機(jī)體 機(jī)體包括機(jī)身 機(jī)座 曲軸箱等部件 機(jī)體一般采用高強(qiáng)度灰鑄鐵 HT20 40 鑄成一個(gè)整體 是支承氣缸套 曲軸連桿機(jī)構(gòu)及其它所有零部件重量并保證各零部件之間具有正確的相對(duì)位置的本體 2020 3 15 往復(fù)壓縮機(jī) 26 3 1機(jī)體的作用 用來(lái)連接氣缸和安裝運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu) 并用作支承座 承受機(jī)器本身的全部或部分重量 作為傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的定位和導(dǎo)向部分 如曲軸支承在機(jī)體的主軸承上 十字頭以機(jī)體滑道導(dǎo)向 承受壓縮機(jī)工作時(shí)氣體壓力及轉(zhuǎn)動(dòng)部件的慣性力 連接某些輔助部件 如潤(rùn)滑油系統(tǒng) 盤(pán)車(chē)系統(tǒng) 冷卻系統(tǒng)等 2020 3 15 往復(fù)壓縮機(jī) 27 3 2氣缸 氣缸是活塞式壓縮機(jī)中組成壓縮容積的主要部分 氣缸與活塞配合完成氣體的逐級(jí)壓縮 它要承受氣體的壓力 活塞在其中往復(fù)運(yùn)動(dòng) 氣缸應(yīng)有良好的工作表面以利于潤(rùn)滑并應(yīng)耐磨 為了散發(fā)氣體被壓縮時(shí)產(chǎn)生的熱量以及摩擦生熱 氣缸應(yīng)有良好的冷卻 通常在氣缸中設(shè)置冷卻水夾套 2020 3 15 往復(fù)壓縮機(jī) 28 3 2氣缸 2020 3 15 往復(fù)壓縮機(jī) 29 3 2氣缸 氣閥在氣缸上的布置有三種方式 配置在氣缸蓋上 配置在氣缸體上 混合配置 氣閥在氣缸上的布置方式對(duì)氣缸的結(jié)構(gòu)有很大的影響 是設(shè)置氣缸所要考慮的主要問(wèn)題之一 布置氣閥的主要要求是 通道截面大 余隙容積小 安裝和修理方便 2020 3 15 往復(fù)壓縮機(jī) 30 3 3氣閥 氣閥是壓縮機(jī)的一個(gè)重要部件 屬于易損件 它的質(zhì)量及工作的好壞直接影響壓縮機(jī)的輸氣量 功率損耗和運(yùn)轉(zhuǎn)的可靠性 氣閥包括吸氣閥和排氣閥 活塞每上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)一次 吸 排氣閥各啟閉一次 從而控制壓縮機(jī)并使其完成吸氣 膨脹 壓縮 排氣等四個(gè)工作過(guò)程 2020 3 15 往復(fù)壓縮機(jī) 31 3 3氣閥 目前 活塞式壓縮機(jī)所應(yīng)用的氣閥 都是隨著氣缸內(nèi)氣體壓力的變化而自行開(kāi)閉的自動(dòng)閥 由閥座 運(yùn)動(dòng)密封元件 閥片或閥芯 彈簧 升程限制器等組成 2020 3 15 往復(fù)壓縮機(jī) 32 3 3氣閥 自動(dòng)閥的閥片在兩邊壓差的作用下開(kāi)啟 在彈簧作用力下關(guān)閉 閥片與閥座或升程限制器之間的粘附力 閥片與導(dǎo)向塊之間的摩擦力等 也影響閥片的開(kāi)啟與關(guān)閉 2020 3 15 往復(fù)壓縮機(jī) 33 3 3氣閥的要求 氣閥是活塞式壓縮機(jī)的重要部件之一 它的工作直接關(guān)系到壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的經(jīng)濟(jì)性和可靠性 對(duì)于氣閥的基本要求如下 使用期限長(zhǎng) 指閥片和彈簧的壽命長(zhǎng) 不能由于閥片或彈簧的損壞而引起壓縮機(jī)非計(jì)劃停車(chē) 氣體通過(guò)氣閥時(shí)的能量損失小 以減少壓縮機(jī)的動(dòng)力消耗 氣閥關(guān)閉時(shí)具有良好的密封性 以減少氣體的泄漏量 閥片啟 閉動(dòng)作及時(shí) 迅速 而且要完全開(kāi)閉 以提高機(jī)器效率和延長(zhǎng)試用期 氣閥所引起的余隙容積小 以提高氣缸容積效率 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 制造方便 便于維修 2020 3 15 往復(fù)壓縮機(jī) 34 3 3氣閥分類(lèi) 常用的壓縮機(jī)氣閥按照閥片結(jié)構(gòu)分為 環(huán)狀閥網(wǎng)狀閥 2020 3 15 往復(fù)壓縮機(jī) 35 3 3 環(huán)狀閥 環(huán)狀閥由閥座 閥片 彈簧 升程限制器 連接螺栓 螺母等組成 2020 3 15 往復(fù)壓縮機(jī) 36 3 3 環(huán)狀閥 環(huán)狀閥使用的彈簧有環(huán)形彈簧 柱形 或錐形 彈簧 閥片為圓環(huán)狀薄片 一般是制成單環(huán)閥片 閥片的啟 閉運(yùn)動(dòng)是靠升程限制器上的導(dǎo)向塊來(lái)導(dǎo)向的 為了防止氣閥在工作時(shí)松動(dòng) 連接螺栓和螺母都采取了放松措施 2020 3 15 往復(fù)壓縮機(jī) 37 3 3 環(huán)狀閥 環(huán)狀閥制造簡(jiǎn)單 工作可靠 可改變環(huán)數(shù)來(lái)適應(yīng)各種氣量要求 因此得到廣泛使用 適用于各種壓力 轉(zhuǎn)速的壓縮機(jī) 環(huán)狀閥的主要缺點(diǎn)是 閥片的各環(huán)彼此分開(kāi) 在開(kāi)閉運(yùn)行中很難達(dá)到步調(diào)一致 因而降低了氣體的流通能力 增加了額外的能量損失 閥片等運(yùn)動(dòng)元件質(zhì)量較大 閥片與導(dǎo)向塊之間有摩擦力 環(huán)狀閥經(jīng)常采用柱形 或錐形 彈簧等因素 決定了閥片在開(kāi)閉運(yùn)動(dòng)中不容易做到及時(shí) 迅速 由于閥片的緩沖作用較差 磨損嚴(yán)重 隨著非金屬耐磨材料的發(fā)展 用加填充劑的聚四氟乙烯 MC尼龍 玻璃鋼等制造閥片 在一定程度上克服了之一弊病 2020 3 15 往復(fù)壓縮機(jī) 38 3 3 網(wǎng)狀閥 網(wǎng)狀閥在結(jié)構(gòu)上與環(huán)狀閥的區(qū)別在于閥片各環(huán)連在一起 呈網(wǎng)狀 閥片與生成限制器之間設(shè)有一個(gè)或幾個(gè)與閥片形狀基本相同的緩沖片 下圖為網(wǎng)狀閥的組合圖 2020 3 15 往復(fù)壓縮機(jī) 39 3 3 網(wǎng)狀閥 從閥片 緩沖片中心算起的第二環(huán) 將徑向連接片切斷 并將閥片切斷處的兩個(gè)半環(huán)銑薄 b中陰影線部分 使氣閥在工作時(shí) 閥片 緩沖片的中心環(huán)夾緊在閥座和升程限制器之間 閥片和緩沖片都能獲得必要的彈性 保證閥片能上下平行運(yùn)動(dòng) 閥片 緩沖片的運(yùn)動(dòng)不需要導(dǎo)向塊就能很好的導(dǎo)向 避免了環(huán)狀閥中存在的導(dǎo)向塊與閥片之間的摩擦 這是網(wǎng)狀閥的一個(gè)優(yōu)點(diǎn) 2020 3 15 往復(fù)壓縮機(jī) 40 3 3 網(wǎng)狀閥 網(wǎng)狀閥也同環(huán)狀閥一樣 適用與各種操作條件 在低 中壓范圍內(nèi)應(yīng)用較為普遍 但是由于網(wǎng)狀閥閥片結(jié)構(gòu)復(fù)雜 氣閥零件多 加工困難 成本高 閥片任何一處損壞都導(dǎo)致整個(gè)閥片報(bào)廢 2020 3 15 往復(fù)壓縮機(jī) 41 3 4活塞 活塞與氣缸構(gòu)成了壓縮容積 活塞必須有良好的密封性 有足夠的輕度和剛度 重量輕 制造工藝好 要求活塞和活塞桿的連接和定位可靠 活塞桿表面硬度高 耐磨 光潔度高 2020 3 15 往復(fù)壓縮機(jī) 42 3 4活塞 按活塞與氣缸間的密封分為兩種 活塞環(huán)密封迷宮密封 2020 3 15 往復(fù)壓縮機(jī) 43 3 4 1活塞環(huán)密封 活塞環(huán)是密封氣缸鏡面和活塞間間隙用的零件 另外還起到布油和導(dǎo)熱的作用 對(duì)活塞環(huán)的基本要求是密封可靠和耐磨損 其密封原理如下 2020 3 15 往復(fù)壓縮機(jī) 44 3 4 1活塞環(huán)密封 活塞環(huán)上有開(kāi)口 在自由狀態(tài)下 其直徑大于氣缸的直徑 因此活塞環(huán)裝入氣缸時(shí) 由于材料本身的彈性 產(chǎn)生一個(gè)對(duì)氣缸壁的預(yù)壓力 活塞環(huán)裝在活塞環(huán)槽中 與槽壁間應(yīng)留有間隙 壓縮機(jī)工作時(shí) 活塞環(huán)在其前壓力 P1 和后壓力 P2 的壓力差作用下 被推向壓力較低 P2 的一方 即密封了氣體沿環(huán)槽端面的泄露 作用在活塞環(huán)內(nèi)圓上的壓力 約等于環(huán)前的壓力 P1 此壓力大于作用在活塞環(huán)外圓上的平均壓力 于是形成壓力差 將環(huán)壓向氣缸鏡面 阻止了氣體沿氣缸壁面的泄露 2020 3 15 往復(fù)壓縮機(jī) 45 3 4 1活塞環(huán)密封 氣體從高壓側(cè)第一道環(huán)逐級(jí)漏到最后一道環(huán)時(shí) 每一道環(huán)所承受的壓力差相差較大 第一道活塞環(huán)承受著主要的壓力差 并隨著轉(zhuǎn)速的提高 壓力差也增高 第二道承受的壓力差就不大 以后各環(huán)逐級(jí)減少 因此環(huán)數(shù)過(guò)多是沒(méi)有必要的 反而會(huì)增加氣缸磨損 增大摩擦功 2020 3 15 往復(fù)壓縮機(jī) 46 3 4 2迷宮密封 一般活塞式壓縮機(jī)常采用活塞環(huán)進(jìn)行密封 采用有油潤(rùn)滑 但潤(rùn)滑油霧會(huì)不可避免的混入壓縮氣體中 造成氣體污染 同時(shí) 當(dāng)介質(zhì)中夾帶部分粉末時(shí) 采用活塞環(huán)密封會(huì)造成活塞環(huán)迅速損壞 2020 3 15 往復(fù)壓縮機(jī) 47 3 4 2迷宮密封 迷宮密封又稱疏齒密封 屬于非接觸式密封 即人為的在泄漏通道內(nèi)加設(shè)許多齒或槽 來(lái)增加泄漏流動(dòng)中的阻力 使造成泄漏的壓差急驟的損失 迷宮活塞式壓縮機(jī)是利用活塞與氣缸之間小間隙的流阻來(lái)實(shí)現(xiàn)密封的 使用迷宮密封時(shí)不僅活塞密封無(wú)需潤(rùn)滑 而且因?yàn)榛钊c氣缸這一運(yùn)動(dòng)副不直接接觸 因此不存在摩擦損失 這樣就保證了壓縮機(jī)的高效率和工作表面沒(méi)有磨損 2020 3 15 往復(fù)壓縮機(jī) 48 3 4 2迷宮密封系統(tǒng)工作原理 迷宮密封包括許多順序排列的節(jié)流點(diǎn) 3 和容積室 4 每個(gè)節(jié)流點(diǎn) 3 作為一個(gè)微小的孔板起作用 壓能在這里轉(zhuǎn)化為動(dòng)能 下面的容積室 4 降低氣體速度 將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為熱能和渦流能 2020 3 15 往復(fù)壓縮機(jī) 49 3 4 2迷宮密封與普通活塞環(huán)密封的區(qū)別 可靠 迷宮壓縮機(jī)采用了非接觸式迷宮密封 不僅排氣無(wú)油 而且壓縮機(jī)氣缸內(nèi)不產(chǎn)生任何粉塵磨屑 同時(shí)對(duì)壓縮介質(zhì)中混入的雜質(zhì)顆粒不敏感 在易燃 易爆烴類(lèi)氣體 有毒氣體 貴重氣體及氧氣裝置中 或在超高溫或在超低溫工況及壓縮絕對(duì)干燥氣體 如氮?dú)?時(shí)使用更具有極高的安全可靠性 且很可能是唯一的選擇 2020 3 15 往復(fù)壓縮機(jī) 50 3 4 2迷宮密封與普通活塞環(huán)密封的區(qū)別 經(jīng)濟(jì) 迷宮壓縮機(jī)沒(méi)有因連續(xù)摩擦而引起活塞環(huán)和填料密封環(huán)磨損現(xiàn)象 維修費(fèi)用低 開(kāi)工率高 僅有極少的幾個(gè)部件要求特別維護(hù) 且凡要特別維護(hù)的部件都易于拆卸 立式結(jié)構(gòu)占地面積小 迷宮活塞既可逾越非金屬材料活塞環(huán)允許的最高工作溫度安全運(yùn)行 亦可高于氣缸有油潤(rùn)滑壓縮機(jī)的壓縮機(jī)油閃點(diǎn)正常工作 還可低于普通金屬材料為防冷脆而限定的最低工作溫度下正常工作 無(wú)疑提高了經(jīng)濟(jì)效益 2020 3 15 往復(fù)壓縮機(jī) 51 3 4 2迷宮密封與普通活塞環(huán)密封的區(qū)別 安全 迷宮壓縮機(jī)通過(guò)氣流的所有部件用金屬制成 設(shè)計(jì)盡可能簡(jiǎn)單 在壓縮范圍內(nèi)無(wú)機(jī)械摩擦產(chǎn)生 在壓縮易燃 易爆 有毒氣體時(shí)還可采用閉式結(jié)構(gòu) 提高了壓縮機(jī)的安全性 2020 3 15 往復(fù)壓縮機(jī) 52 3 4 2迷宮密封優(yōu)點(diǎn) 1 迷宮密封所提供的壓縮氣體是絕對(duì)干燥的 壓縮過(guò)程是無(wú)油潤(rùn)滑 2 允許輸送介質(zhì)中夾帶微小固體粉末 如聚合產(chǎn)品或者催化劑粉末 3 對(duì)一般密封不能勝任的高溫 高壓 高速和大尺寸密封部位特別有效 2020 3 15 往復(fù)壓縮機(jī) 53 3 4 2迷宮密封優(yōu)點(diǎn) 4 不需要采用其他密封材料 密封零件可以在制造壓縮機(jī)本體時(shí)一并設(shè)計(jì)制造 5 由于排氣側(cè)不需要油分離器或?yàn)V油器 不僅減少了設(shè)備 而且減少了氣體的壓力損失 能量損失 6 沒(méi)有活塞環(huán)與氣缸壁的摩擦及摩擦熱 故功耗少 設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單 使用可靠 壽命長(zhǎng) 2020 3 15 往復(fù)壓縮機(jī) 54 3 4 2迷宮密封缺點(diǎn) 加工精度高 難于裝配 間隙過(guò)小 常因壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)不良而發(fā)生磨損 磨損后使壓縮機(jī)性能發(fā)生大大下降 2020 3 15 往復(fù)壓縮機(jī) 55 3 5填料函 填料函組件作用是阻止氣缸內(nèi)氣體沿氣缸與運(yùn)動(dòng)著的活塞桿外圓面之間的間隙向外泄露 此處填料密封是往復(fù)運(yùn)動(dòng)密封 是活塞壓縮機(jī)的主要易損件之一 對(duì)其基本要求是密封性能良好并耐用 2020 3 15 往復(fù)壓縮機(jī) 56 3 5填料函 通常填料密封采用石墨制徑向浮動(dòng)和自定中心的迷宮密封環(huán) 無(wú)油潤(rùn)滑 密封環(huán)裝在不銹鋼密封腔內(nèi) 下端裝有漏氣收集腔 將泄漏氣送回一級(jí)的吸入口 2020 3 15 往復(fù)壓縮機(jī) 57 3 5填料函 壓縮機(jī)中的填料密封 都是借助于氣體的壓力差來(lái)獲得自緊密封的 可根據(jù)氣體壓差 性質(zhì) 對(duì)密封要求的高低 機(jī)器結(jié)構(gòu)的不同選用不同類(lèi)型的密封圈 密封圈主要有平面和錐形兩類(lèi) 平面密封圈又稱為剛性密封圈 多用于低 中壓 錐形密封圈稱為彈性密封圈 高壓情況下用的較過(guò) 2020 3 15 往復(fù)壓縮機(jī) 58 3 5填料函 為了改善填料 活塞桿的工作條件 提高使用壽命 填料需進(jìn)行良好的冷卻 以帶走密封圈和活塞桿的摩擦以及氣體壓縮散發(fā)出的熱量 常用的冷卻方法是在填料盒上開(kāi)設(shè)水道 冷卻水在其中環(huán)形流動(dòng) 如下圖 這樣能保證周向溫度分布比較均勻 冷卻水處于湍流狀態(tài) 利于冷卻 2020 3 15 往復(fù)壓縮機(jī) 59 3 6刮油環(huán) 活塞桿裝有刮油環(huán) 使?jié)櫥团c隔離段 活塞桿填料函區(qū)域或氣缸部分隔離 潤(rùn)滑油在導(dǎo)向軸承位置通過(guò)一個(gè) U 形管回到曲軸箱油池 隔離段將氣體壓縮部分與油潤(rùn)滑的曲軸箱分離 2020 3 15 往復(fù)壓縮機(jī) 60 3 6刮油環(huán) 2020 3 15 往復(fù)壓縮機(jī) 61 3 7曲軸 曲軸是往復(fù)式壓縮機(jī)的主要部件之一 傳遞著壓縮機(jī)的全部功率 其主要作用是將電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)通過(guò)連桿改變?yōu)榛钊耐鶑?fù)直線運(yùn)動(dòng) 曲軸在運(yùn)動(dòng)時(shí) 承受拉 壓 剪切 彎曲和扭轉(zhuǎn)的交變復(fù)合負(fù)載 工作條件惡劣 要求具有足夠的強(qiáng)度和剛度以及主軸頸與曲軸銷(xiāo)的耐磨性 故曲軸一般采用40 45或50號(hào)優(yōu)質(zhì)碳素鋼鍛造 2020 3 15 往復(fù)壓縮機(jī) 62 3 7曲軸 主軸頸與曲柄連接處 應(yīng)取成圓角圓滑過(guò)渡 以避免發(fā)生過(guò)大的應(yīng)力集中現(xiàn)象 致使曲軸破壞 常見(jiàn)的過(guò)渡圓角形式如下圖所示 其中 a 圖所示是最常用的圓角形式 b 圖所示圓角形式適合于大型曲軸 c 圖所示圓角形式便于連桿用大頭定位 2020 3 15 往復(fù)壓縮機(jī) 63 3 7曲軸 為了平衡曲軸慣性力或慣性力矩 在曲柄下端設(shè)平衡鐵 平衡鐵與曲柄連接多采用抗拉螺栓連接 為了潤(rùn)滑主軸頸和曲柄銷(xiāo) 直至十字頭銷(xiāo) 曲軸上開(kāi)設(shè)有油孔 曲軸的軸向定位是靠曲軸上的定位臺(tái)肩來(lái)實(shí)現(xiàn)的 2020 3 15 往復(fù)壓縮機(jī) 64 3 8連桿 連桿是曲軸與活塞間的連接件 它將曲軸的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng) 并把動(dòng)力傳遞給活塞對(duì)氣體做功 連桿包括連桿體 連桿小頭襯套 連桿大頭軸瓦和連桿螺栓 連桿體在工作時(shí)承受拉 壓交變載荷 故一般用優(yōu)質(zhì)中碳鋼鍛造或用球墨鑄鐵 如QT40 10 鑄造 桿身多采用工字形截面且中間鉆一長(zhǎng)孔作為油道 2020 3 15 往復(fù)壓縮機(jī) 65 3 8連桿 連桿螺栓是壓縮機(jī)的重要部分之一 它承受著很大的交變載荷幾倍于活塞力的預(yù)緊力 通常連桿螺栓的斷裂是由于應(yīng)力集中的部位上材料的疲勞而造成的 2020 3 15 往復(fù)壓縮機(jī) 66 3 9十字頭 十字頭是連接作搖擺運(yùn)動(dòng)的連桿與作往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞桿的構(gòu)件 具有導(dǎo)向作用 連桿力 活塞力 側(cè)向力在此交匯 2020 3 15 往復(fù)壓縮機(jī) 67 3 10潤(rùn)滑系統(tǒng) 活塞壓縮機(jī)中 在零件相互滑動(dòng)的部件 如活塞環(huán)與氣缸 填料與活塞桿 主軸承 連桿大頭瓦 連接小頭襯套以及十字頭滑道等處 要注入潤(rùn)滑劑進(jìn)行潤(rùn)滑 以達(dá)到如下目的 減小摩擦功率 降低壓縮機(jī)功率消耗 減少滑動(dòng)部位的磨損 延長(zhǎng)零件壽命 潤(rùn)滑劑有冷卻作用 可導(dǎo)致摩擦熱 使零件工作溫度過(guò)高 從而保證滑動(dòng)部位必要的運(yùn)轉(zhuǎn)間隙 防止滑動(dòng)部位咬死或燒傷 用油作潤(rùn)滑劑時(shí) 還有防止零件生銹的作用 2020 3 15 往復(fù)壓縮機(jī) 68 3 10潤(rùn)滑系統(tǒng) 根據(jù)活塞壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn) 潤(rùn)滑大致分為兩種情況 1 飛濺潤(rùn)滑飛濺潤(rùn)滑多用于小型無(wú)十字頭壓縮機(jī)中 其特點(diǎn)是 氣缸與運(yùn)動(dòng)部件的摩擦面 均靠裝在連桿上的打油桿將油飛濺到各潤(rùn)滑部位進(jìn)行潤(rùn)滑 2 壓力潤(rùn)滑在大 中型帶十字頭的壓縮機(jī)中 均采用壓力潤(rùn)滑 這種潤(rùn)滑方式往往分為兩個(gè)獨(dú)立系統(tǒng) 即氣缸填料部分的潤(rùn)滑 活塞環(huán)與氣缸的潤(rùn)滑靠注油器供油 而運(yùn)動(dòng)部件的潤(rùn)滑 則由油泵連續(xù)供油 2020 3 15 往復(fù)壓縮機(jī) 69 3 10潤(rùn)滑系統(tǒng) 油泵一般采用齒輪泵或轉(zhuǎn)子泵 二個(gè)齒數(shù)相同的齒輪嚙合稱為齒輪泵 轉(zhuǎn)子泵有一對(duì)齒數(shù)不等的內(nèi)外轉(zhuǎn)子作嚙合轉(zhuǎn)動(dòng) 由于存在轉(zhuǎn)速差 使內(nèi)轉(zhuǎn)子齒面包圍的容積發(fā)生周期行擴(kuò)大和縮小 實(shí)現(xiàn)吸油和壓油作用 2020 3 15 往復(fù)壓縮機(jī) 70 3 11分離器 進(jìn)出口緩沖罐 壓縮機(jī)進(jìn)出口緩沖罐 分離器的作用是從壓縮機(jī)入口介質(zhì)中去除冷凝物 防止液體進(jìn)入氣缸中產(chǎn)生液擊現(xiàn)象 如果分離不足冷凝物會(huì)通過(guò)氣體帶入氣缸 產(chǎn)生液擊現(xiàn)象 氣體中的液體會(huì)損壞活塞 氣缸和氣閥 由于液擊損壞進(jìn)氣閥 引起導(dǎo)向臂 閥座的損壞 2020 3 15 往復(fù)壓縮機(jī) 71 3 11分離器 進(jìn)出口緩沖罐 常用的分離器的結(jié)構(gòu)型式分為 過(guò)濾方式離心力 2020 3 15 往復(fù)壓縮機(jī) 72 3 11分離器 進(jìn)出口緩沖罐 A 過(guò)濾方式過(guò)濾式分離器 通過(guò)過(guò)濾元件將液滴留在濾芯上 然后流到筒的下部 2020 3 15 往復(fù)壓縮機(jī) 73 3 11分離器 進(jìn)出口緩沖罐 B 離心力離心式分離器 通過(guò)離心力將重的液滴流到筒的下部 達(dá)到氣液分離的目的 2020 3 15 往復(fù)壓縮機(jī) 74 4壓縮機(jī)故障原因分析 壓縮機(jī)操作人員的維護(hù)職責(zé)主要是按工藝規(guī)定指標(biāo)嚴(yán)格操作 保持各摩擦部件有良好的潤(rùn)滑和冷卻條件 根據(jù)運(yùn)轉(zhuǎn)情況 及時(shí)發(fā)現(xiàn)和判斷故障所在 與有關(guān)人員迅速聯(lián)系加以處理 分析步驟 1 從整體看 介質(zhì) 工況參數(shù) 氣 水 油三大流程 2 從局部看 氣閥 活塞環(huán) 填料是否有泄漏安裝問(wèn)題 材料變性 2020 3 15 往復(fù)壓縮機(jī) 75 4 1壓縮機(jī)產(chǎn)生撞擊聲的原因 活塞在活塞桿上松動(dòng)缸內(nèi)進(jìn)水 或液 或者進(jìn)入雜物 顆粒較大的 直徑大小超過(guò)余隙尺寸的 余隙容積太小或活塞松動(dòng)造成的過(guò)大氣缸套松動(dòng)或損壞 2020 3 15 往復(fù)壓縮機(jī) 76 4 2氣缸體發(fā)熱的原因 冷卻水供應(yīng)不足 冷卻水管道堵塞 供水中斷 活塞工作面不光滑 與氣缸間隙不均勻 排氣閥不嚴(yán)密 導(dǎo)致氣體循環(huán)而升溫 造成氣缸發(fā)熱 2020 3 15 往復(fù)壓縮機(jī) 77 4 3填料函發(fā)熱 填料與活塞桿配合間隙不合適 裝配時(shí)產(chǎn)生偏差 填料函冷卻水供應(yīng)不足或供水中斷 冷卻水道污垢太厚或者供油不足 2020 3 15 往復(fù)壓縮機(jī) 78 4 4過(guò)熱故障 在曲軸和軸承 十字頭與滑板 填料與活塞桿等摩擦處 溫度超過(guò)規(guī)定的數(shù)值稱之為過(guò)熱 過(guò)熱所帶來(lái)的后果 一個(gè)是加快磨擦副間的磨損 二是過(guò)熱量的熱不斷積聚直致燒毀磨擦面以及燒抱而造成機(jī)器重大的事故 造成軸承過(guò)熱的原因主要有 軸承與軸頸貼合不均勻或接觸面積過(guò)小 軸承偏斜曲軸彎曲 扭 潤(rùn)滑油粘度太小 油路堵塞 油泵有故障造成斷油等 安裝時(shí)沒(méi)有找平 沒(méi)有找好間隙 主軸與電機(jī)軸沒(méi)有找正 兩軸有傾斜等 2020 3 15 往復(fù)壓縮機(jī) 79 4 5排氣溫度不正常 排氣溫度不正常是指其高于設(shè)計(jì)值 影響排氣溫度增高的因素有 進(jìn)氣溫度 壓力比 以及壓縮指數(shù) 對(duì)于空氣壓縮指數(shù)K 1 4 影響到吸氣溫度高的因素如 中間冷卻效率低 或者中冷器內(nèi)水垢結(jié)多影響到換熱 則后面級(jí)的吸氣溫度必然要高 排氣溫度也會(huì)高 氣閥漏氣 活塞環(huán)漏氣 不僅影響到排氣溫度升高 而且也會(huì)使級(jí)間壓力變化 只要壓力比高于正常值就會(huì)使排氣溫度升高 此外 水冷式機(jī)器 缺水或水量不足均會(huì)使排氣溫度升高 排氣閥泄漏 入口過(guò)濾器堵塞 吸入氣體溫度超過(guò)規(guī)定值 吸入閥泄漏 氣缸或冷卻效果差 2020 3 15 往復(fù)壓縮機(jī) 80 4 5排氣溫度不正常 排氣溫度不正常是指其高于設(shè)計(jì)值 影響排氣溫度增高的因素有 進(jìn)氣溫度 壓力比 以及壓縮指數(shù) 對(duì)于空氣壓縮指數(shù)K 1 4 影響到吸氣溫度高的因素如 中間冷卻效率低 或者中冷器內(nèi)水垢結(jié)多影響到換熱 則后面級(jí)的吸氣溫度必然要高 排氣溫度也會(huì)高 氣閥漏氣 活塞環(huán)漏氣 不僅影響到排氣溫度升高 而且也會(huì)使級(jí)間壓力變化 只要壓力比高于正常值就會(huì)使排氣溫度升高 此外 水冷式機(jī)器 缺水或水量不足均會(huì)使排氣溫度升高 排氣閥泄漏 入口過(guò)濾器堵塞 吸入氣體溫度超過(guò)規(guī)定值 吸入閥泄漏 氣缸或冷卻效果差 2020 3 15 往復(fù)壓縮機(jī) 81 4 6氣缸內(nèi)和運(yùn)動(dòng)部件有異常聲響 閥片斷裂或彈簧斷裂 閥體壓緊筒破裂或松動(dòng) 氣缸余隙容積太小 氣缸中積聚液體 氣缸中異物 氣缸缸套松動(dòng)或斷裂 活塞或活塞環(huán)嚴(yán)重磨損 活塞緊固螺母松動(dòng)或活塞桿斷裂 連桿螺栓 軸承壓蓋螺栓 十字頭螺母松動(dòng)或斷裂 主軸承 連桿大小頭軸承 十字頭滑道間隙過(guò)大 十字頭螺栓松動(dòng)或斷裂 各軸承緊力太小或無(wú)緊力 曲軸靠背輪與軸的配合 與聯(lián)軸節(jié)配合松馳 2020 3 15 往復(fù)壓縮機(jī) 82 4 7管路發(fā)生不正常的振動(dòng) 管卡太松或斷裂 支撐剛性不夠 管架或吊架不牢 管路系統(tǒng)產(chǎn)生氣柱共振或管路機(jī)械共振 2020 3 15 往復(fù)壓縮機(jī) 83 4 8油泵出口壓力低或無(wú)壓力 吸入管法蘭或接頭漏 吸入空氣 油泵殼體或軸封有泄漏 吸入閥有故障或油管堵塞 油箱內(nèi)油位太低 油過(guò)濾器太臟有堵塞 油泵驅(qū)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降 安全閥有故障 2020 3 15 往復(fù)壓縮機(jī) 84 4 9油溫升高 油冷器供水不足 油冷卻器結(jié)垢 潤(rùn)滑油變質(zhì) 機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)不正常 運(yùn)動(dòng)部件摩擦增大 2020 3 15 往復(fù)壓縮機(jī) 85 4 10壓縮機(jī)排氣壓力低 活塞環(huán)漏氣 氣閥漏氣 2020 3 15 往復(fù)壓縮機(jī) 86 4 11排氣量達(dá)不到設(shè)計(jì)要求 氣閥泄漏 活塞環(huán)嚴(yán)重磨損或斷裂 填料漏氣 卸荷閥故障 氣缸余隙容積過(guò)大 2020 3 15 往復(fù)壓縮機(jī) 87 5壓縮機(jī)的使用與維護(hù) 壓縮機(jī)的使用啟動(dòng)前的準(zhǔn)備壓縮機(jī)的啟動(dòng)壓縮機(jī)運(yùn)行中的監(jiān)護(hù)壓縮機(jī)的維護(hù)常用的維護(hù) 巡檢方法 2020 3 15 往復(fù)壓縮機(jī) 88 5 1啟動(dòng)前的準(zhǔn)備 操作 維修和保養(yǎng)壓縮機(jī)必須由具有資質(zhì)的人員進(jìn)行 氣體管道應(yīng)清理干凈 檢查壓縮機(jī)各運(yùn)動(dòng)與靜止聯(lián)結(jié)部分的緊固程度 檢查各部位間隙是否規(guī)定范圍內(nèi) 檢查儀表是否合格 安裝妥當(dāng) 檢查和清洗機(jī)身油池