壓縮機(jī)部分.doc

第 15 頁 共 15 頁 壓縮機(jī)部分 第一節(jié)、概述一、壓縮機(jī)的用途、種類及應(yīng)用范圍（一）壓縮機(jī)的用途壓縮機(jī)是一種輸送氣體和提高氣體壓力的機(jī)器。它在石油化工生產(chǎn)中，壓縮機(jī)不僅是必不可少的而且是關(guān)鍵的設(shè)備。（1）壓縮氣體作為動(dòng)力 如：控制儀表閥門與自動(dòng)化裝置。（2）壓縮氣體用于制冷和氣體分離 如：石油裂解氣的分離，先經(jīng)壓縮然后，然后在不同的溫度下將各組分分別低分離出來。（3）壓縮氣體用于合成與聚合 在化學(xué)工業(yè)中，某些氣體經(jīng)壓縮機(jī)提高壓力后有利與合成與聚合。例如：生成甲醇的反應(yīng)。（4）氣體的輸送 壓縮機(jī)還用于氣體的管道輸送和裝瓶等。如遠(yuǎn)程煤氣和天然氣的輸送。（二）壓縮機(jī)的種類及應(yīng)用范圍 壓縮機(jī)的種類很多，如果按其工作原理，可分為容積式和速度式。容積式壓縮機(jī)：氣體壓力的提高是由于壓縮機(jī)中氣體的容積被縮小。氣體分子彼此接近。主要有活塞式壓縮機(jī)，膜片式、滑片式、螺桿式等。速度式壓縮機(jī)：主要是離心式壓縮機(jī)。二、活塞式壓縮機(jī)的基本構(gòu)造及工作原理活塞式壓縮機(jī)主要零部件有機(jī)身、曲軸、連桿、活塞、氣缸、進(jìn)排氣閥、十字頭、滑道、活塞桿及填料函等。吸氣閥排氣閥活塞環(huán)氣缸活塞活塞桿填料函滑道十字頭曲軸連桿曲軸由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，曲軸上的曲柄軸帶動(dòng)連桿大頭回轉(zhuǎn)并通過連桿使連桿小頭作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，連桿小頭又帶動(dòng)十字頭作直線運(yùn)動(dòng)，十字頭帶動(dòng)活塞桿作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，這就是活塞壓縮機(jī)的運(yùn)動(dòng)過程?；钊鶑?fù)一次，使汽缸中的氣體的容積擴(kuò)大和縮小，從而達(dá)到膨脹、吸氣、壓縮、排氣的循環(huán)過程。膨脹過程 吸氣過程 壓縮過程排氣過程三、壓縮機(jī)常用名詞級(jí)、壓縮機(jī)有幾個(gè)缸，就有幾級(jí)。列、壓縮機(jī)有幾個(gè)連桿就有幾列。段、壓縮機(jī)有n個(gè)中間換熱器就有n-1個(gè)段。四、活塞壓縮機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：1、能夠達(dá)到的壓力范圍很廣，因有氣閥控制排氣壓力穩(wěn)定。2、機(jī)器效率高3、排氣量范圍廣缺點(diǎn)： 1、轉(zhuǎn)速低、排氣量較大時(shí)，機(jī)器顯得笨重。 2、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，易損件多、日常維修量大。 3、動(dòng)平衡性差，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)有振動(dòng)。 4、排氣不連續(xù)、氣流不均勻。A、易損件：氣閥、活塞環(huán)、填料函。B、振動(dòng)大、管線振動(dòng)。五、活塞式壓縮機(jī)的油系統(tǒng)流程：機(jī)身油池粗濾器磁性過濾器油箱油泵雙桶網(wǎng)式過濾器換熱器運(yùn)動(dòng)部位機(jī)身油池 連桿大頭、連桿小頭、主軸軸瓦等處、十字頭滑道、十字頭銷。（介紹各部分的作用）（1）機(jī)身油池：收集各潤滑部位的回油。（2）粗濾器：濾掉油中大顆粒雜質(zhì)。（3）磁性過濾器：濾掉油中潤滑部位掉下的鐵質(zhì)東西。（4）油箱：收集回油及儲(chǔ)存油。（5）油泵：給潤滑油加壓道需要的壓力。(6)雙桶網(wǎng)式過濾器：過慮掉油中微笑的雜質(zhì)。（7）換熱器：給潤滑油降溫，因?yàn)橛驮谶\(yùn)動(dòng)部位經(jīng)過摩擦升溫。六、壓縮機(jī)的循環(huán)水系統(tǒng)氣缸水冷卻填料函水冷卻級(jí)間換熱器水冷卻 第二節(jié)、離心式壓縮機(jī)一、離心式壓縮機(jī)的總體結(jié)構(gòu)及工作過程 在壓縮機(jī)的每段里，一般是有幾個(gè)或一個(gè)壓縮機(jī)級(jí)所組成。每個(gè)級(jí)是由一個(gè)葉輪及與其相配套的固定元件所組成。這些固定元件由吸氣室、擴(kuò)壓室、彎道、回流器及蝸殼組成。對(duì)于任何復(fù)雜結(jié)構(gòu)的離心壓縮機(jī)，都可以認(rèn)為是由“級(jí)”所組成，下面我們先介紹一個(gè)級(jí)中的葉輪及與其相配合的固定元件的作用和原理。（圖） 1、吸氣室：在每段壓縮機(jī)的第一級(jí)進(jìn)口都設(shè)置吸氣室，它的作用是把所需壓縮的氣體，由進(jìn)氣管道或中間冷卻器的出口，均勻地引入工作葉輪中去進(jìn)行增壓。2、葉輪；葉輪是壓縮機(jī)中最總要的部件。氣體在葉輪葉片的作用下，隨著葉輪作高速旋轉(zhuǎn)，由于受離心力的作用和在葉輪中擴(kuò)壓流動(dòng)，使氣體通過葉輪之后壓力得到了提高，同時(shí)氣體的流速也得到提高，所以葉輪是壓縮機(jī)中使氣體提高能量的主要部件。3、擴(kuò)壓器；氣體從葉輪流出時(shí)，它是有較高的流速，為了充分利用這部分速度的，所以在葉輪后設(shè)置有流通截面逐漸擴(kuò)大的擴(kuò)壓器，用來把速度能轉(zhuǎn)變成為靜壓能，以提高氣體的壓力。4、彎道和回流器 為了把擴(kuò)壓器后的氣體引導(dǎo)到下一級(jí)葉輪中去繼續(xù)增壓，一般在擴(kuò)壓器后面設(shè)置有一個(gè)使氣流轉(zhuǎn)彎的彎道。氣體經(jīng)彎道轉(zhuǎn)彎以后進(jìn)入回流器，其作用是把氣體均勻地引進(jìn)下一級(jí)葉輪進(jìn)口。5、蝸殼 蝸殼的作用是把擴(kuò)壓器或葉輪后面的氣體匯集起來，送入輸送管道或其流向冷卻器去進(jìn)行冷卻。由于蝸殼外徑逐漸增大，故通流截面積逐漸擴(kuò)大，所以氣流在蝸殼內(nèi)得到一定的降速擴(kuò)亞的作用。二、離心壓縮機(jī)的基本原理離心式壓縮機(jī)和離心泵一樣，機(jī)殼內(nèi)高速旋轉(zhuǎn)的葉輪帶動(dòng)氣體一起旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生離心力，從而把能量傳給氣體，使氣體的溫度升高，動(dòng)能增加，比容縮小。三、離心壓縮機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：1、可以利用工廠的各個(gè)熱回收裝置，合理的進(jìn)行熱能的綜合利用，提高生產(chǎn)過程的總熱效率，從而節(jié)約動(dòng)力投資，降低產(chǎn)品成本。2、結(jié)構(gòu)簡單，易損件少，便于檢修運(yùn)轉(zhuǎn)可靠，不用備機(jī)。3、轉(zhuǎn)速高，供氣均勻，占地面積小，投資少。4、消除了氣體帶油的缺點(diǎn)。缺點(diǎn)：1、離心壓縮機(jī)的效率必活塞式壓縮機(jī)效率低510。2、離心壓縮機(jī)只能在設(shè)計(jì)工況下工作時(shí)才能獲得最高效率，容易喘振。3、離心式壓縮機(jī)不能在高壓比的同時(shí)得到小流量。單級(jí)很少超過3。四、級(jí)、段劃分離心壓縮機(jī)有一個(gè)葉輪就是一級(jí)一個(gè)級(jí)間換熱器就是n1段，一段里可能有幾個(gè)葉輪。為什么要設(shè)置級(jí)間換熱器呢？因在氣體流動(dòng)過程中有摩擦等產(chǎn)生熱量，使氣體消耗一部分能量變成無用的熱能。換熱后使氣體溫度降低。溫度高也影響壓縮機(jī)的性能曲線，也容易產(chǎn)生喘振。例子：級(jí)間換熱器折流擋板的作用，即流動(dòng)狀態(tài)對(duì)溫度的影響。五、什么叫喘振？如果氣體氣量減小到最小值，則整個(gè)葉片流道不但沒有氣體流出，而且形成漩渦倒流，氣體從葉輪的出口倒流到葉輪的進(jìn)口，此時(shí)級(jí)出口的壓力下降，倒流回來的氣體彌補(bǔ)了流量的不足，從而維持正常工作，重新把倒流回來的氣體壓出去，這樣又造成級(jí)中流量的減小，繼而壓力突然下降，被壓縮的氣體再重新倒流回到級(jí)中來，這樣周而復(fù)始地改變流向，機(jī)器及排氣管中產(chǎn)生低頻高振幅的壓力脈動(dòng)，并發(fā)生噪音，葉輪應(yīng)力增加，而整機(jī)發(fā)生劇烈振動(dòng)，如果機(jī)器在這種情況下持續(xù)工作將導(dǎo)致機(jī)器的損壞。這種現(xiàn)象稱為喘振。六、影響喘振的因素？1）離心式壓縮機(jī)在改變工作轉(zhuǎn)速時(shí)，Qj曲線和NQj曲線隨轉(zhuǎn)速n的減小而向左下方移動(dòng)，即轉(zhuǎn)速變小，則壓縮機(jī)的工作范圍變寬。即：流量不變的話，轉(zhuǎn)速提高，可能發(fā)生喘振的可能性就大。功率N 20002500300035004000Qj喘振線14200r/min13800r/min13200r/min壓力比1.61.51.4喘振線14200r/min13800r/min13200r/minQj2）壓縮機(jī)性能曲線隨氣體的分子量m的大小也發(fā)生變化。例如當(dāng)操作氣體的的成分改變時(shí)，則氣體的分子量也發(fā)生變化，這樣工作點(diǎn)也將隨分子量m的改變而改變。如圖，當(dāng)分子量減小時(shí)，則壓縮機(jī)的性能曲線將向左下方移動(dòng)，如果壓縮機(jī)出口壓力不變而分子量由25變?yōu)?0時(shí)，工作點(diǎn)A 就移到A/，此點(diǎn)已進(jìn)入了喘振區(qū)。所以壓縮機(jī)在運(yùn)行過程中，對(duì)氣體的分子量變動(dòng)的范圍是加以限制的。PPe喘振線m28m25m20AA/Qj咱們生產(chǎn)裝置分子量是怎么調(diào)節(jié)的？主要是氣體成分的變化；加氫量變化造成的變化；加二氧化碳變化；提高塔壓和塔溫等對(duì)合成環(huán)路成分也有影響。但是影響不大。3）壓縮機(jī)吸氣溫度的增高或吸入壓力的降低都將引起喘振，如圖，吸入氣體的溫度升高使性能曲線向左下方移動(dòng)，如在吸入溫度升高，操作壓力不變的情況下，壓縮機(jī)就很容易進(jìn)入喘振區(qū)。PQj喘振線n3100r/min201020304）出口壓力也高也能發(fā)生喘振。七、防止喘振的措施在離心壓縮機(jī)的使用中，有時(shí)生產(chǎn)上需要減少供氣量，當(dāng)供氣量減少到低于喘振點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的氣量時(shí)，必將導(dǎo)致喘振的發(fā)生。常用的防止喘振的措施如下。將一部分氣體經(jīng)防喘振閥放空。這種方法缺點(diǎn)：放空部分氣體造成浪費(fèi)。放空就時(shí)減小氣體出口壓力將部分氣體由旁路送往吸氣管，將放空的氣體送回機(jī)器的進(jìn)口吸氣管循環(huán)使用。這種防喘振的措施在被壓縮氣體有毒性、易燃、易爆或經(jīng)濟(jì)價(jià)值高，因而不宜放空的情況下使用。如送回的氣體量和溫度均較高時(shí)，可以在旁路中安裝回流氣體冷卻器，以減小回流氣體的溫度對(duì)壓縮機(jī)排氣溫度及功耗的影響。使壓縮機(jī)與供氣系統(tǒng)脫開 當(dāng)供氣系統(tǒng)中有幾臺(tái)壓縮機(jī)并聯(lián)工作時(shí)，或?qū)庀到y(tǒng)的容量很大的情況下，可以暫時(shí)停止壓縮機(jī)供氣而仍然可以在很短時(shí)間內(nèi)繼續(xù)供給生產(chǎn)上的用氣時(shí)，采用這種措施較為方便。123當(dāng)氣量減小時(shí)：開閥2，逐漸關(guān)閉1、3。到氣量正常時(shí)在恢復(fù)正常。八、軸承的油膜振蕩：正常轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)軸徑在軸承中的偏心距很小，軸徑上的載荷P與壓力油膜對(duì)軸徑的作用力P1大小相等，方向相反，處于相對(duì)平衡狀態(tài)，當(dāng)轉(zhuǎn)子受到外界某種干擾時(shí)（如環(huán)境的振動(dòng)，進(jìn)油壓力的瞬間變化，轉(zhuǎn)速的突然增大等）造成轉(zhuǎn)子的不穩(wěn)定，形成油膜振動(dòng)，簡稱油膜振蕩九、影響油膜振蕩的因素軸承的結(jié)構(gòu)形式；軸承間隙，間隙大抗振性能差；潤滑油的粘度，粘度大產(chǎn)生油膜振蕩的可能性小，粘度小，產(chǎn)生油膜振蕩的可能小大。轉(zhuǎn)子的平衡精度，轉(zhuǎn)子精度高，抗振性能就好。轉(zhuǎn)速的影響：產(chǎn)生油膜振蕩時(shí),其振蕩頻率為轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)頻率的一半，如果繼續(xù)提高轉(zhuǎn)速，其振蕩頻率仍然保持為轉(zhuǎn)子的一半；如果轉(zhuǎn)速超過第一臨界轉(zhuǎn)速的兩倍時(shí)，這時(shí)振蕩頻率等于轉(zhuǎn)速的第一臨界轉(zhuǎn)速。如果轉(zhuǎn)速再提高，振蕩頻率基本不變，但振幅隨轉(zhuǎn)速的增加而增大。十、消除油膜振蕩的方法控制轉(zhuǎn)速，即轉(zhuǎn)速應(yīng)避開轉(zhuǎn)子的第一臨界轉(zhuǎn)速的兩倍?？刂茲櫥偷膲毫?，粘度及溫度。提高轉(zhuǎn)子平衡精度，提高軸承的裝配精度。選擇抗振性能強(qiáng)的軸承結(jié)構(gòu)。十一、潤滑、密封系統(tǒng)1）油站流程圖2）潤滑油流程圖3）密封油流程圖油分為：潤滑油、密封油、控制油十二、壓縮機(jī)的驅(qū)動(dòng)1）電機(jī)驅(qū)動(dòng)注意電機(jī)繞組的溫度，換熱方式，負(fù)荷大時(shí)容易超流。壓縮機(jī)的啟車：儀表準(zhǔn)備，工藝準(zhǔn)備，電器準(zhǔn)備。啟車非常簡單。2）透平機(jī)驅(qū)動(dòng)冷卻器主氣門調(diào)節(jié)閥透平機(jī)冷凝式汽輪機(jī) 負(fù)荷變化的調(diào)節(jié)過程：當(dāng)負(fù)荷變大時(shí)，開大調(diào)節(jié)閥的開度。當(dāng)負(fù)荷變小時(shí)，關(guān)小調(diào)節(jié)閥的開度。1）當(dāng)熱網(wǎng)壓力低時(shí)，閥2關(guān)小，二的功率下降。高壓閥1開大，一的功率增加。此時(shí)，二減小的功率等于1增加的功率