活塞式壓縮機組冷卻系統(tǒng)

活塞式壓縮機組冷卻系統(tǒng)第1頁，共33頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/121冷卻系統(tǒng)的用途壓縮機的冷卻包括氣缸組件冷卻、級間冷卻、壓縮氣體排出壓縮機后的后冷卻，潤滑油的冷卻等。冷卻效果好，可以降低壓縮機的排氣溫度，避免因氣缸內壁溫度過高導致的潤滑油變質，減緩了氣缸的磨損；也可以避免排氣溫度過高導致潤滑油氧化而在設備、管道內“積碳”發(fā)生的爆炸事故。對于水冷式壓縮機，冷卻良好可以減少水量和功率的消耗。冷卻系統(tǒng)良好，氣缸內壁溫度就低，轉給氣體的熱量少，從而提高壓縮機的容積系數(shù)和溫度系數(shù)，進而提高排氣量。對于多級壓縮，級間冷卻越完善，就越好。計算表明，級間冷卻溫度每降低3℃則壓縮機功耗減少1%，可見級間冷卻不僅可收到節(jié)能效果，而且對壓縮機保持潤滑油性能，確保機器安全運行都有重要意義。后冷卻可使氣體溫度降低，便于將氣體中所含的水分和油霧進行分離。第2頁，共33頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/122冷卻系統(tǒng)中冷卻介質的選取往復式壓縮機冷卻系統(tǒng)中常用的冷卻介質為水和空氣，故冷卻系統(tǒng)可分為水冷式和風冷式。對于中、大型壓縮機，排氣量較大，壓力高，所需傳遞的熱負荷大，一般選用比熱容大、價格低、容易獲得的水作為冷卻介質。應該指出，運行一段時間后，在冷卻系統(tǒng)內會有水垢形成，導致水流通道截面積減小，水循環(huán)的阻力增加，阻礙正常的熱交換，造成冷卻設備不良，增加功率消耗，甚至發(fā)生事故。因此，使用前必須對冷卻水進行軟化處理，并當水垢超過一定厚度時及時將其清除掉?？諝饩哂忻赓M易得、無需泵和水處理等輔助設備的優(yōu)點，故小型、移動式或撬裝式壓縮機一般選用空氣作為冷卻介質。當在野外特別是缺水地區(qū)作業(yè)時，選用空氣冷卻較為適宜。顯然，風冷效果比水冷效果差，壓縮機的軸功率會相應增大。第3頁，共33頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/123對冷卻水水質的要求1.冷卻水應接近中性，即氫離子濃度pH值在6.5~9.5范圍之內。2.有機物質和懸浮機械雜質皆≤25毫克/升，含油量≤5毫克/升。3.暫時硬度≤10°。（硬度1°相當于1升水中含有10毫克CaO或7.19毫克MgO。）上述要求達不到要求時，應采取沉淀池、過濾池進行凈化處理，并用回收器進行脫油，以改善水質。根據(jù)冷卻水原始硬度的不同，可有多種軟化方法。用磷酸鈉化學進化劑進行軟化處理時，用量可參考下表：水的硬度1升水中加入磷酸鈉用量（克）＜8°0.59°~16°1.0＞16°1.5~2.0第4頁，共33頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/124冷卻系統(tǒng)配置的基本方案（主機部分）活塞式壓縮機冷去系統(tǒng)由中間冷卻器、氣缸和填料的水套、潤滑油冷卻器、后冷卻器水管路以及其他附件組成。冷卻系統(tǒng)的配置原則：

1.保證進入中間冷卻器的水溫，在系統(tǒng)中為最低；而氣缸和填料水套的進水溫度不應過低。風冷式壓縮機，最冷空氣要先進入冷卻器，故多為吸風式。

2.經濟性好，即系統(tǒng)耗水量小，管路簡單。

3.運行時檢視和調節(jié)水量方便。第5頁，共33頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/1251.串聯(lián)系統(tǒng)冷卻水先進入中間冷卻器，然后依次進入氣缸水套，然后經后冷卻器排出。串聯(lián)冷卻系統(tǒng)適用于兩級壓縮機，三級以上不予應用。優(yōu)點：耗水量小，管路簡單，檢視和調節(jié)水量、水溫的裝置較少；缺點：到關截面尺寸較大，安裝不便，特別是各冷卻部分不能單獨調節(jié)，當密封件受到破壞時，氣體泄入冷卻水中，無法檢視其破壞位置。第6頁，共33頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/1262.并聯(lián)系統(tǒng)冷卻水總管分出若干支管，分別通至每一冷卻部分，然后經各自的漏斗或總溢水槽，最后通道泄水管中。并聯(lián)冷卻系統(tǒng)適用于多級壓縮機。優(yōu)點：各級中間冷卻器進水溫度均為較低，能使氣體得到最完善的冷卻，各部分所需冷卻水量、水溫能任意調節(jié)，此外，系統(tǒng)各部位彼此獨立，容易判斷損壞的部位；缺點：耗水量大，管路復雜，調節(jié)檢視裝置也較多。第7頁，共33頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/1273.混聯(lián)系統(tǒng)混聯(lián)系統(tǒng)適用于兩級和多級壓縮機。該系統(tǒng)中每一中間冷卻器與相應的氣缸水套組成串聯(lián)系統(tǒng)，然后各級之間構成并聯(lián)形式。它具有串聯(lián)和并聯(lián)兩者的優(yōu)點，不僅冷卻水量利用合理，且各級具有相同的回冷完善度。第8頁，共33頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/128其它的冷卻以上三種冷卻系統(tǒng)中，填料的冷卻安置部分和氣缸的冷卻相同，潤滑油冷卻器通常配置在后冷卻器前面。在并聯(lián)和混聯(lián)系統(tǒng)中，溢水槽多為總合式，以便集中檢視。第9頁，共33頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/129冷卻水管路的介紹一、整體式壓縮機冷卻水管路二、分體式壓縮機冷卻水管路第10頁，共33頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/1210整體式水管路流程圖第11頁，共33頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/1211整體式水管路裝配圖第12頁，共33頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/1212整體式冷卻流程介紹：此部分由水泵、水箱、空冷器、節(jié)溫器及水管路組成一個封閉循環(huán)系統(tǒng)。水泵通過皮帶輪由曲軸驅動，將冷卻后的循環(huán)水泵入水管路，再分別進入動力缸水套和壓縮缸水套，冷卻水由下部進入，缸體上部流出，將缸體冷卻后的水匯集進入冷卻管束，冷卻后再返回水泵，如此循環(huán)。冷卻器由風扇冷卻，風扇通過皮帶輪由曲軸驅動。冷卻器上部設有膨脹水箱，可向系統(tǒng)內加水，也可由此向外排除系統(tǒng)產生的水蒸氣。第13頁，共33頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/1213整體式冷卻系統(tǒng)注意事項：1.冷卻水必須使用軟水或蒸餾水，其PH值為6.5～8.5（20℃），總硬度為40～80mg/L；并可按照使用地區(qū)的具體情況加入適當?shù)姆栏瘎┖头纼鰟?，防凍劑必須與冷卻水混合均勻后再加入。2.正確使用冷卻液，若用一般軟化水，會使動力缸水套結垢，形成雙面隔熱層，嚴重影響傳熱效果，增加相關燃燒室組件的熱負荷，建議使用防凍液。3.壓縮氣缸夾套水溫度應在33℃～71℃之間；動力缸夾套水溫度應在74℃～82℃之間；動力缸水溫過低則增加熱損失，使經濟性下降，過高則工作條件惡化，對整個機組不利，為此在動力缸上方出水管路上安裝一溫度調節(jié)器，可自動調節(jié)循環(huán)水溫度。此外，還可通過調節(jié)動力缸及壓縮缸進水管的截止閥來控制冷卻水量，使冷卻水溫度控制在最佳狀態(tài)。第14頁，共33頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/1214分體式水管路流程圖第15頁，共33頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/1215分體式水管路裝配圖第16頁，共33頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/1216分體式冷卻流程介紹：分體式冷卻流程根據(jù)發(fā)動機所需冷卻部位可分為夾套水管路和輔助水管路。夾套水管路主要冷卻發(fā)動機的氣缸夾套；輔助水管路依次冷卻發(fā)動機中冷器，發(fā)動機油冷器，壓縮機油冷器，氣缸和填料夾套；最終進入各自在空冷器對應的冷卻水管束，冷卻后再返回水泵，循環(huán)使用。冷卻水管束由風扇冷卻，風扇通過皮帶輪由曲軸驅動。冷卻器上部設有膨脹水箱，可向系統(tǒng)內加水，也可由此向外排除系統(tǒng)產生的水蒸氣。第17頁，共33頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/1217分體式冷卻系統(tǒng)注意事項：1.夾套水平衡管和輔助水平衡管的安裝。它們的作用是：在機組工作時，讓高位水箱對發(fā)動機冷卻水管道進行補水，和產生靜壓。所以高位水箱必須有一定的高度，才能滿足需要，產生靜壓的主要作用，是防止冷卻水產生肉眼看不見的氣泡。因為氣泡的破裂對管壁有腐蝕和損壞。2.夾套水放空管、輔助水放空管的主要作用：在機組工作時平衡水箱和冷卻水管道中氣壓。3.夾套水補水管、輔助水補水管的主要作用：將高位水箱的水補充到中間冷卻器。4.發(fā)動機的輔助水從機身出來以后，還對壓縮機的機油進行冷卻（見圖中的序號16），其水流的方向與潤滑油的流向相反，讓冷卻更加的充分。第18頁，共33頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/1218水箱的作用：1.補水。（高位水箱）2.膨脹。（膨脹水箱）第19頁，共33頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/1219節(jié)溫器它又稱調溫器，功用是根據(jù)冷卻水溫度的高低自動調節(jié)進入散熱器的水量，改變水的循環(huán)范圍，以調節(jié)冷卻系的散熱能力，保證發(fā)動機和壓縮機在合適的溫度范圍內工作。節(jié)溫器是一個純機械的部件，利用石蠟受熱膨脹的原理，在填滿石蠟的容器中布置一根金屬片，在溫度超過一定數(shù)值時候石蠟膨脹，將金屬片頂開，此時，切換到冷卻的大循環(huán)狀態(tài)；這個時候發(fā)動機中的高溫冷卻液開始由進水管進入空冷器，熱交換結束后又從出水管流回發(fā)動機水套內，既而實現(xiàn)降低水溫的作用。當水溫過低時，節(jié)溫器中的石蠟保持固態(tài)，金屬片將進水管封閉，此時，所有的冷卻液還繼續(xù)在機組內進行小循環(huán)，直至溫度升高。第20頁，共33頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/1220節(jié)溫器圖片第21頁，共33頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/1221臘式節(jié)溫器結構（一）常溫下石蠟呈固態(tài)，水溫低于設定溫度時，主閥門完全關閉，旁通閥完全開啟，由動力缸和壓縮缸出來的水經旁通管直接進入水泵，故稱為小循環(huán)。由于水只是在水泵和水套之間流動，不經過散熱器，所以冷卻強度弱。第22頁，共33頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/1222臘式節(jié)溫器結構（二）當發(fā)動機水溫達到設定的溫度以上時，石蠟逐漸變成液態(tài)，體積隨之增大，迫使橡膠管收縮，從而對中心桿下部錐面產生向上的推力。由于桿的上端固定，故中心桿對橡膠管及感應體產生向下的反推力，克服彈簧張力使主閥門逐漸打開，旁通閥開度逐漸減小。當發(fā)動機水溫升高到設定的極限溫度時，主閥門完全開啟，旁通閥完全關閉，冷卻水全部流經散熱器，稱為大循環(huán)。由于此時冷卻水流動線路長，流量大，冷卻強度強。第23頁，共33頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/1223空冷器介紹（一）空冷器的組成：管束箱、軸流風機、傳動系統(tǒng)、百葉窗、構架、附件。空冷器的作用：冷卻經壓縮缸壓縮后的氣體和循環(huán)水。壓縮氣體有若干組管束箱體，循環(huán)水有若干組管束箱體，從而構成一個組合式冷卻器。冷卻器為列管式，列管用鋼管外纏繞鋁翅片，以增加換熱面積，被冷卻的氣體從管內通過，管外過冷卻風，風扇為鋁合金制造，具有較高的效率。第24頁，共33頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/1224空冷器介紹（二）空氣冷卻器是以環(huán)境空氣作為冷卻介質,橫掠翅片管外使管內高溫工藝流體得到冷卻的設備,簡稱“空氣冷卻器”，也稱“空氣冷卻式換熱器”。采用空氣冷卻器代替水冷卻器，進行介質的冷卻不僅可以節(jié)約用水，還可以減少水污染。同時具有維護費用低、運轉安全可靠、使用壽命長的優(yōu)點。第25頁，共33頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/1225立式空冷器（一）第26頁，共33頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/1226立式空冷器（二）夾套水管束輔助水管束一級工藝氣管束二級工藝氣管束百葉窗第27頁，共33頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/1227臥式空冷器第28頁，共33頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/1228風扇第29頁，共33頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/1229空冷器設計維護要點1.空冷器管束箱設有工藝檢查孔，當換熱管出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象時可通過工藝孔來檢查維修。管束箱設有排液孔和排氣孔，方便排放管內積液。防止冬季氣溫過低造成管內結冰產生翅片膨脹爆裂。2.管束箱設計為一端固定一端浮動，便于消除熱脹冷縮應力。3.空冷器夾套水管束配有防護網，氣管束配有百葉窗。4.傳動系統(tǒng)有油潤滑嘴，并安裝在箱體外便于潤滑。5.百葉窗窗葉采用鋁合金葉片?？梢院芎玫钠鸬椒栏饔?。采用手動調節(jié)百葉窗葉片角度可控制出口溫度。6.構架本身及驅動裝置的機架上測得的峰與峰之間最大振幅不得超過0.15mm。7.定期檢查傳動皮帶松緊程度和磨損情況，進行必要的調整和更換。第30頁，共33頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/1230機組加水的注意事項1.確定機組用冷卻水和防凍液。2.確定水管路的暢通。3.卸掉機組上水管路最高點的螺塞。4.將高位水箱加到規(guī)定位置。第31頁，共33頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/1231水管路容易產生的故障及處理方法（一）1.水泵不上水或排水量不足

a、水泵葉輪磨損嚴重（檢修或更換新葉輪）

b、水泵皮帶脫落或斷裂（重新安裝或更換水泵皮帶）

c、水泵及水管路嚴重泄漏（消除泄漏）2.出水壓力低

a、水管線堵塞（消除管線堵塞）

b、水中有氣泡產生渦流