壓縮機(jī)管理課件

壓縮機(jī)天然氣中原油田天然氣產(chǎn)銷廠杜山英高級(jí)工程師

壓縮機(jī)壓縮機(jī)：將低壓氣體提升為高壓的一種從動(dòng)的流體機(jī)械。天然氣壓縮機(jī)：是天然氣遠(yuǎn)程系統(tǒng)的動(dòng)力，它從吸氣管道吸入氣體，通過電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)帶動(dòng)活塞（或葉輪）對(duì)其進(jìn)行壓縮后，向排氣管排出高溫高壓的天然氣氣體，為天然氣遠(yuǎn)程輸送提供動(dòng)力，從而實(shí)現(xiàn)天然氣的增壓過程。

壓縮機(jī)活塞式轉(zhuǎn)子式滑片式渦旋式螺桿式特殊的壓縮機(jī)┌曲軸滑管式┌往復(fù)活塞式┼連桿活塞式┬─曲軸連桿活塞式││└─曲柄連桿活塞式容積型┤└電磁振動(dòng)活塞式││┌─滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式└回轉(zhuǎn)(活塞)式┤滑片式│單螺桿式│雙螺桿式└渦旋式容積式壓縮機(jī)容積式壓縮機(jī):依靠壓縮腔的內(nèi)部容積縮小來(lái)提高氣體或天然氣壓力的壓縮機(jī)。容積式壓縮機(jī)大多有活塞，又稱活塞式壓縮機(jī)，按其結(jié)構(gòu)的不同有往復(fù)活塞和回轉(zhuǎn)活塞之分，前者簡(jiǎn)稱往復(fù)式，后者簡(jiǎn)稱回轉(zhuǎn)式。當(dāng)活塞從氣缸蓋處開始向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，氣缸內(nèi)的上部容積逐漸增大，壓力降低，這時(shí)外界氣體沿進(jìn)氣管沖開進(jìn)氣閥流入氣缸中，直到活塞達(dá)到最右位置，這時(shí)進(jìn)氣開始關(guān)閉。在反向運(yùn)動(dòng)時(shí)，亦即當(dāng)活塞向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，則該容積縮小，其中氣體被壓縮，當(dāng)它的壓力達(dá)到預(yù)先設(shè)計(jì)好的程度（或稍大于排氣管的壓力），排氣閥被打開，氣體排入排氣管中，直到活塞運(yùn)動(dòng)到最左位置時(shí)，排氣閥關(guān)閉。當(dāng)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)不停的運(yùn)動(dòng)時(shí)，上述過程則重復(fù)進(jìn)行?？傊?，曲軸旋轉(zhuǎn)一周，活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)一次，氣缸內(nèi)相繼實(shí)現(xiàn)進(jìn)氣，壓縮，排氣的過程，即完成一個(gè)工作循環(huán)，稱為一級(jí)。工作過程吸氣—活塞自0點(diǎn)移至1點(diǎn)，吸氣閥打開，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，此過程為多變壓縮過程，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。2022/12/29往復(fù)壓縮機(jī)14往復(fù)式壓縮機(jī)特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：1）適用壓力范圍廣，不論流量大小，均能達(dá)到所需壓力；2）熱效率高，單位耗電量少；3）適應(yīng)性強(qiáng)，即排氣范圍較廣，且不受壓力高低影響，能適應(yīng)較廣闊的壓力范圍和制冷量要求；4）可維修性強(qiáng)；5）對(duì)材料要求低，多用普通鋼鐵材料，加工較容易，造價(jià)也較低廉；6）技術(shù)上較為成熟，生產(chǎn)使用上積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)；7）裝置系統(tǒng)比較簡(jiǎn)單；缺點(diǎn)：

1）轉(zhuǎn)速不高，機(jī)器大而重；2）結(jié)構(gòu)復(fù)雜，易損件多，維修量大；3）排氣不連續(xù)，造成氣流脈動(dòng)；4）運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)有較大的震動(dòng)。

活塞式壓縮機(jī)在各種用途，特別是在中小制冷范圍內(nèi)，成為制冷機(jī)中應(yīng)用最廣、生產(chǎn)批量最大的一種機(jī)型。回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)通過一個(gè)或幾個(gè)部件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)來(lái)完成壓縮腔內(nèi)部容積變化的容積式壓縮機(jī)。氣體壓縮和壓力變化是依靠容積變化來(lái)實(shí)現(xiàn)的，而容積的變化又是通過壓縮機(jī)的一個(gè)或幾個(gè)轉(zhuǎn)子在氣缸里作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)來(lái)達(dá)到的，與往復(fù)壓縮機(jī)不同的是，其容積在周期性地?cái)U(kuò)大和縮小的同時(shí)，空間位置也在不斷變化。只要在氣缸上合理地配置吸氣和排氣孔口，就可以實(shí)現(xiàn)吸氣，壓縮和排氣等基本工作過程。16回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)螺桿式壓縮機(jī)又稱螺桿壓縮機(jī)，分為單螺桿式壓縮機(jī)及雙螺桿式壓縮機(jī)。17螺桿式壓縮機(jī)單螺桿式壓縮機(jī)

由一個(gè)螺桿和一對(duì)星輪組成的螺桿式壓縮機(jī).轉(zhuǎn)子星輪工作原理:外部空氣由卸荷閥進(jìn)入主機(jī)，主機(jī)由一個(gè)圓柱螺桿和兩個(gè)對(duì)稱配置的平面星輪組成，嚙合副裝在機(jī)殼內(nèi)蝸桿蝸槽，機(jī)殼和星輪面構(gòu)成封閉空氣的齒間容積，螺桿運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)帶動(dòng)星輪旋轉(zhuǎn)，星輪的作用相當(dāng)于往復(fù)式壓縮機(jī)的活塞，星輪在蝸槽內(nèi)相對(duì)移動(dòng)，蝸槽內(nèi)的氣體相應(yīng)地壓縮和排出。

a)吸氣過程b)壓縮過程c)排氣過程

工作原理

依靠嚙合運(yùn)動(dòng)著的一對(duì)陰陽(yáng)轉(zhuǎn)子，借助它們的齒、齒槽與機(jī)殼內(nèi)壁所構(gòu)成的呈“V”字形的一對(duì)齒間容積呈周期性大小變化，來(lái)完成制冷劑氣體吸入—壓縮—排出的工作過程。

螺桿壓縮機(jī)與活塞壓縮機(jī)相同，都屬于容積式壓縮機(jī)。就使用效果來(lái)看螺桿空壓機(jī)有如下優(yōu)點(diǎn)：

1）可靠性高。螺桿壓縮機(jī)零部件少，沒有易損件，因而它運(yùn)轉(zhuǎn)可靠，壽命長(zhǎng)，大修間隔期可達(dá)4-8萬(wàn)小時(shí)。

2）操作維護(hù)方便。螺桿壓縮機(jī)自動(dòng)化程度高，操作人員不必經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的專業(yè)培訓(xùn)，可實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守運(yùn)轉(zhuǎn)。

3）動(dòng)力平衡好。螺桿壓縮機(jī)沒有不平衡慣性力，機(jī)器可平穩(wěn)地高速工作，可實(shí)現(xiàn)無(wú)基礎(chǔ)運(yùn)轉(zhuǎn)，特別適合作移動(dòng)式壓縮機(jī)，體積小、重量輕、占地面積少。

4）適應(yīng)性強(qiáng)。螺桿壓縮機(jī)具有強(qiáng)制輸氣的特點(diǎn)，容積流量幾乎不受排氣壓力的影響，在寬闊的范圍內(nèi)能保持較高效率，在壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)不作任何改變的情況下，適用于多種工況。滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)是一種容積型回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)，氣缸工作容積的變化，是依靠一個(gè)偏心裝置的圓筒形轉(zhuǎn)子在氣缸內(nèi)的滾動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。23滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)

主要由氣缸、滾動(dòng)轉(zhuǎn)子、偏心軸和滑片等組成。工作原理圓筒形氣缸2的徑向開設(shè)有不帶吸氣閥的吸氣孔口和帶有排氣閥的排氣孔口，滾動(dòng)轉(zhuǎn)子3裝在偏心軸4上，轉(zhuǎn)子沿氣缸內(nèi)壁滾動(dòng)．與氣缸問形成一個(gè)月牙形的工作腔，滑片7在彈簧的作用力使其端部與轉(zhuǎn)子緊密接觸，將月牙形工作腔分為兩部分，滑片隨轉(zhuǎn)子的滾動(dòng)沿滑片槽道作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，端蓋被安置在氣缸兩端，與氣缸內(nèi)壁、轉(zhuǎn)子外壁、切點(diǎn)、滑片構(gòu)成封閉的氣缸容積，即基元容積．其容積大小隨轉(zhuǎn)于轉(zhuǎn)角變化，容積內(nèi)氣體的壓力則隨基元容積的大小而改變，從而完成壓縮機(jī)的工作過程。滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)與往復(fù)活塞式壓縮機(jī)相比，具有下列特點(diǎn)：零部件少，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單易損零件少，運(yùn)行可靠在相同的冷量情況下，壓縮機(jī)體積小、重量輕、運(yùn)轉(zhuǎn)平衡沒有吸氣閥片，阻力小，吸氣過熱??；余隙容積小，輸氣系數(shù)較高加工精度要求較高密封線較長(zhǎng)，密封性能較差，泄漏損失較大單缸的轉(zhuǎn)矩峰值大，需平衡。目前，生產(chǎn)和使用中的滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)基本上可分為中等容量的開啟式壓縮機(jī)和小容量的全封閉式壓縮機(jī)，其中，大中型滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)適用于冷庫(kù)，小型滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)多用于冰箱和家用空調(diào)器中。渦旋式壓縮機(jī)是由一個(gè)固定的漸開線渦旋盤和一個(gè)呈偏心回旋平動(dòng)的漸開線運(yùn)動(dòng)渦旋盤組成可壓縮容積的壓縮機(jī)。27渦旋式壓縮機(jī)渦旋式壓縮機(jī)

主要有兩個(gè)雙函數(shù)方程型線的動(dòng)、靜渦盤相互咬合而成。工作原理渦旋式壓縮機(jī)是有兩個(gè)雙函數(shù)方程型線的動(dòng)、靜渦盤相互咬合而成。在吸氣、壓縮、排氣的工作過程中，靜盤固定在機(jī)架上，動(dòng)盤由偏心軸驅(qū)動(dòng)并由防自傳機(jī)構(gòu)制約，圍繞靜盤基圓中心，作很小半徑的平面轉(zhuǎn)動(dòng)。氣體通過空氣濾芯吸入靜盤的外圍，隨著偏心軸的旋轉(zhuǎn)，氣體在動(dòng)靜盤噬合所組成的若干個(gè)月牙形壓縮腔內(nèi)被逐步壓縮，然后由靜盤中心部件的軸向孔連續(xù)派出。余隙容積是指活塞運(yùn)動(dòng)排氣行程終了時(shí)，其端面與氣缸端面之間的間隙?；钊綁簷C(jī)的余隙是必須的。一是考慮到熱漲問題防止活塞撞缸；二是考慮到來(lái)氣帶液，而液體又基本是不可壓縮的，會(huì)引起液擊現(xiàn)象。余隙容積越小越好，這要求設(shè)備制造廠家有精湛的制造工藝，也要求壓縮機(jī)安裝單位有高超的安裝水平。余隙容積滑片式壓縮機(jī)是離心方式運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)子在定子腔體內(nèi)是偏心安置的，利用6個(gè)金屬滑片密封定子腔體產(chǎn)生壓縮空氣的壓縮機(jī)。31滑片式壓縮機(jī)滑片式壓縮機(jī)

主要有一個(gè)轉(zhuǎn)子（轉(zhuǎn)子內(nèi)部帶徑向槽，槽內(nèi)安裝有滑片）和一個(gè)定子組成，轉(zhuǎn)子在定子中旋轉(zhuǎn)。單工作腔滑片壓縮機(jī):

主要由機(jī)體(又稱氣缸)、轉(zhuǎn)子及滑片等三部分組成。在氣缸內(nèi)壁與轉(zhuǎn)子外表面間形成一個(gè)月牙形空間。轉(zhuǎn)子是唯一連續(xù)運(yùn)行的部件，滑片壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子在氣缸的定子中旋轉(zhuǎn)。滑片受離心力的作用從槽中甩出，其端部緊貼在氣缸內(nèi)表面上，把月牙形的空間隔成若干扇形小室，稱之為基元。隨著轉(zhuǎn)子的連續(xù)旋轉(zhuǎn)，基元容積從小到大周而復(fù)始地變化，從而達(dá)到壓縮空氣的效果。滑片式壓縮機(jī)有如下優(yōu)點(diǎn)1)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，零部件少，加工與裝配容易實(shí)現(xiàn)，維修方便。2)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、噪聲低、振動(dòng)小。由于無(wú)偏心旋轉(zhuǎn)的零部件，因此動(dòng)力平衡性能好，尤其在高轉(zhuǎn)速運(yùn)動(dòng)時(shí)振動(dòng)和噪聲很小。3)起動(dòng)沖擊小?；谄饎?dòng)時(shí)逐步伸出，慣性和靜摩擦轉(zhuǎn)矩小，因而起動(dòng)轉(zhuǎn)矩緩慢上升，減少了起動(dòng)沖擊。4)效率高。由于沒有吸氣閥，余隙容積小且余隙膨脹不直接影響吸氣基元，因而使吸氣損失減少，容積效率提高。5)結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕，便于狹窄空間安裝，因而比較適合汽車空調(diào)使用。6)壓縮機(jī)中多個(gè)基元同時(shí)工作，因此輸氣量比較大、流量均勻、脈動(dòng)性小、不需安裝很大的貯氣器。7)滑片頂部與氣缸內(nèi)表面發(fā)生磨損時(shí)，滑片能自動(dòng)伸長(zhǎng)進(jìn)行補(bǔ)償，從而可延長(zhǎng)使用壽命。缺點(diǎn)：滑片與轉(zhuǎn)子、氣缸之間的機(jī)械摩擦比較嚴(yán)重，產(chǎn)生較大的磨損和能量損失，因此使用壽命和效率較低。速度式壓縮機(jī)速度型壓縮機(jī):在速度型壓縮機(jī)中，氣體壓力的增長(zhǎng)是由氣體的速度轉(zhuǎn)化而來(lái)的，即先使吸入的氣流獲得一定的高度，然后再使之緩慢下來(lái)，讓其動(dòng)量轉(zhuǎn)化為氣體的壓力升高，而后排出?？梢?，速度型壓縮機(jī)中的壓縮流程可以連續(xù)地進(jìn)行，其流動(dòng)是穩(wěn)定的。在制冷和熱泵系統(tǒng)中應(yīng)用的速度型壓縮機(jī)幾乎都是離心式壓縮機(jī)。速度式透平式噴射式離心式軸流式混流式離心式壓縮機(jī)

--屬速度型壓縮機(jī)，在其中有一個(gè)或多個(gè)旋轉(zhuǎn)葉輪（葉片通常在側(cè)面）使氣體加速。主氣流是徑向的。軸流式壓縮機(jī)

--屬速度型壓縮機(jī)，在其中氣體由裝有葉片的轉(zhuǎn)子加速。主氣流是軸向的?；旌狭魇綁嚎s機(jī)

--也屬速度型壓縮機(jī)，其轉(zhuǎn)子的形狀結(jié)合了離心式和軸流式兩者的一些特點(diǎn)。噴射式壓縮機(jī)

--利用高速氣體或蒸汽噴射流帶走吸入氣體，然后在擴(kuò)壓器上將混合氣體的速度轉(zhuǎn)化為壓力。離心式壓縮機(jī)又稱透平式壓縮機(jī)，依靠葉輪對(duì)氣體作功使氣體的壓力和速度增加，而后又在擴(kuò)壓器中將速度能轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫δ?，氣體沿徑向流過葉輪的壓縮機(jī)。離心式壓縮機(jī)主要由轉(zhuǎn)子和定子兩部分組成：轉(zhuǎn)子包括葉輪和軸，葉輪上有葉片、平衡盤和一部分軸封；定子的主體是氣缸，還有擴(kuò)壓器、彎道、回流器、迸氣管、排氣管等裝置。36離心式壓縮機(jī)按壓縮級(jí)數(shù)分類

單級(jí)壓縮機(jī)氣體僅通過一次工作腔或葉輪壓縮

兩級(jí)壓縮機(jī)氣體順次通過兩次工作腔或葉輪壓縮

多級(jí)壓縮機(jī)氣體順次通過多次工作腔或葉輪壓縮，相應(yīng)通過幾次便是幾級(jí)壓縮機(jī)根據(jù)具體情況，這里只對(duì)離心式壓縮機(jī)進(jìn)行交流。離心式壓縮機(jī)離心式壓縮機(jī)的工作原理是：當(dāng)葉輪高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，氣體隨著旋轉(zhuǎn)，在離心力作用下，氣體被甩到后面的擴(kuò)壓器中去，而在葉輪處形成真空地帶，這時(shí)外界的新鮮氣體進(jìn)入葉輪。葉輪不斷旋轉(zhuǎn)，氣體不斷地吸入并甩出，從而保持了氣體的連續(xù)流動(dòng)。通過旋轉(zhuǎn)葉輪對(duì)氣體作功，使氣體的壓力、溫度和速度都提高了，然后使氣體進(jìn)入進(jìn)入擴(kuò)壓器，把氣體的速度能轉(zhuǎn)換為壓力能。圖1—3為離心壓縮機(jī)的單級(jí)示意圖。在壓縮機(jī)主軸上安裝有離心式葉輪。當(dāng)原動(dòng)機(jī)回轉(zhuǎn)時(shí)，葉輪的葉片對(duì)氣體做功，并推動(dòng)氣體流動(dòng)，然后氣體經(jīng)過擴(kuò)壓器和蝸殼流出。由理論分析可知，旋轉(zhuǎn)葉片給氣體以作用力，并使氣體受離心力的作用由內(nèi)向外甩出，得以升壓和升速，從而獲得壓力能和速度能（即動(dòng)能）。氣體從葉輪流出后具有很高的速度，我們希望將氣體速度降低以提高其壓力，為此不僅葉輪的通道作成擴(kuò)散型（由里向外面積逐漸擴(kuò)大），而且擴(kuò)壓器的通道也是擴(kuò)散型的，因而使高速氣流逐漸減速，動(dòng)能轉(zhuǎn)化為壓力能，使氣體壓力升高。通常一級(jí)離心葉輪的壓比約為1．30～1．70，要獲得較高的壓力，可以在主軸上裝設(shè)幾級(jí)葉輪，并使流道串聯(lián)起來(lái)，使氣體經(jīng)過逐級(jí)壓縮，則成為圖1－4所示的多級(jí)離心壓縮機(jī)。離心式壓縮機(jī)之所以能獲得這樣廣泛的應(yīng)用，主要是比活塞式壓縮機(jī)有以下一些優(yōu)點(diǎn)：

1、離心式壓縮機(jī)的氣量大，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，重量輕，機(jī)組尺寸小，占地面積小。

2、運(yùn)轉(zhuǎn)平衡，操作可靠，運(yùn)轉(zhuǎn)率高，摩擦件少，因之備件需用量少，維護(hù)費(fèi)用及人員少。

3、在化工流程中，離心式壓縮機(jī)對(duì)化工介質(zhì)可以做到絕對(duì)無(wú)油的壓縮過程。

4、離心式壓縮機(jī)為一種回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的機(jī)器，它適宜于工業(yè)汽輪機(jī)或燃汽輪機(jī)直接拖動(dòng)。對(duì)一般大型化工廠，常用副產(chǎn)蒸汽驅(qū)動(dòng)工業(yè)汽輪機(jī)作動(dòng)力，為熱能綜合利用提供了可能。缺點(diǎn)：

1、離心式壓縮機(jī)目前還不適用于氣量太小及壓比過高的場(chǎng)合。

2、離心式壓縮機(jī)的穩(wěn)定工況區(qū)較窄，其氣量調(diào)節(jié)雖較方便，但經(jīng)濟(jì)性較差。

3、目前離心式壓縮機(jī)效率一般比活塞式壓縮機(jī)低。一.壓縮機(jī)分類：按工作原理容積式動(dòng)力式按運(yùn)動(dòng)件或氣流工作特征往復(fù)式回轉(zhuǎn)式離心式軸流式旋渦式噴射式按工作腔中運(yùn)動(dòng)件的結(jié)構(gòu)特征活塞式柱塞式隔膜式滾動(dòng)轉(zhuǎn)子滑片液環(huán)三角轉(zhuǎn)子渦旋羅茨雙螺桿單螺桿葉輪（透平）式噴射泵總結(jié)比較各類壓縮機(jī)特點(diǎn)，可知活塞式壓縮機(jī)壓力范圍之廣是其他壓縮機(jī)所不能與之相比的，這是它的最獨(dú)特的長(zhǎng)處。因此活塞式壓縮機(jī)適用于高壓力，中小流量的場(chǎng)合，以及較小排氣量的各種壓力范圍?；剞D(zhuǎn)式壓縮機(jī)則在低壓、中小流量范圍內(nèi)應(yīng)用。尤其是滑片式和螺桿式，作為空氣動(dòng)力壓縮機(jī)和凍空調(diào)裝置中的壓縮機(jī)使用，占有非常重要的地位。透平式壓縮機(jī)一般說(shuō)來(lái)