往復(fù)式壓縮機課件.ppt

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1、往復(fù)壓縮機,,,,,課件提綱,工作原理,性能參數(shù),結(jié)構(gòu),操作運行,1,2,3,4,2020/8/24,1,前言,壓縮機是輸送氣體并提高氣體壓力能的機器。在石油化工廠中，壓縮機主要壓縮原料氣、空氣或中間過程的介質(zhì)氣體，以滿足石油化工生產(chǎn)工藝的需要。壓縮機按其工作原理可分為速度型和容積型兩種。 速度型壓縮機靠氣體在高速旋轉(zhuǎn)的葉輪的作用下，得到巨大的動能，隨后在擴壓器中急劇降低，使氣體的動能轉(zhuǎn)變?yōu)閯菽?，也就是壓力能?容積型壓縮機靠在氣缸內(nèi)作往復(fù)或回轉(zhuǎn)運動的活塞，使容積縮小而提高氣體壓力。,往復(fù)壓縮機,2020/8/24,2,前言,2020/8/24,往復(fù)壓縮機,3,,壓縮機,速度型,容積型,,軸流

2、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,,壓縮機按結(jié)構(gòu)型式不同，分類如下：,1.工作原理,往復(fù)式壓縮機通過曲軸連桿機構(gòu)將曲軸旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為活塞往復(fù)運動。 當(dāng)曲軸旋轉(zhuǎn)時，通過連桿的傳動，驅(qū)動活塞便做往復(fù)運動，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)相繼實現(xiàn)進氣、壓縮、排氣的過程，即完成一個工作循環(huán)。,2020/8/24,往復(fù)壓縮機,4,1.1 理論工作循環(huán),為了更好地理解活塞壓縮機的工作原理，這里重點介紹理論工作循環(huán)。假定壓縮機沒有余隙容積，沒有吸、排氣阻力，沒有熱量交換，則壓縮機工作時，汽缸內(nèi)的壓力

3、和容積的關(guān)系如下圖所示。壓縮機的理論工作過程可以簡化成下圖示的三個熱力過程。,2020/8/24,往復(fù)壓縮機,5,1.1 理論工作循環(huán),吸氣活塞自0點移至1點，吸氣閥打開，氣體在P1壓力下進入氣缸。 壓縮活塞自1點移至2點，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點移至3點，壓力為P2的氣體等壓排出氣缸。 過程0-1-2-3-0構(gòu)成了壓縮機的理論工作循環(huán)，壓縮機完成一個理論循環(huán)所消耗的功即為圖中0-1-2-3-0所代表的面積。,2020/8/24,往復(fù)壓縮機,6,1.1 理論工作循環(huán),壓縮機在壓縮氣體的過程中，溫度會逐步升高，是個多變的過程。實際壓縮循環(huán)比

4、理論壓縮循環(huán)多了一個熱膨脹的過程。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。,2020/8/24,往復(fù)壓縮機,7,1.2 實際工作循環(huán),壓縮機中最常見的壓縮過程為等溫、絕熱及多變過程。在同一壓縮范圍內(nèi)，等溫壓縮耗功最小，絕熱過程耗功最大，多變壓縮介于兩者之間。 實際上，由于受冷卻速度的限制以及和外界的熱量交換，不可能實現(xiàn)等溫過程和絕熱過程，一般都為多變壓縮過程。,2020/8/24,往復(fù)壓縮機,8,1.2 實際工作循環(huán),2020/8/24,往復(fù)壓縮機,9,1.2 實際工作循環(huán),壓縮機工作過程中活塞環(huán)、填料、氣閥不可避免存在泄露，每個循環(huán)的排氣

5、量總小于實際吸氣量。壓縮機的進氣阻力過大，會造成壓縮機排氣量減少。余隙容積過大會降低排氣量，使指示功圖面積變小。,2020/8/24,往復(fù)壓縮機,10,1.2.1 實際過程與理論過程的區(qū)別,由于余隙容積的存在，實際工作循環(huán)由膨脹、吸氣、壓縮、排氣四個過程組成，而理論循環(huán)無膨脹過程。 實際吸、排氣過程中存在阻力損失，使實際氣缸內(nèi)吸氣壓力小于吸入管路內(nèi)氣壓、實際氣缸內(nèi)排氣壓力高于排出管路內(nèi)氣壓；吸、排氣過程中有壓力波動、溫度變化。 在膨脹和壓縮過程中，因為氣體與氣缸壁之間存在熱交換，使得壓縮過程指數(shù)與膨脹過程指數(shù)不斷變化，并非常數(shù)。,2020/8/24,往復(fù)壓縮機,11,2. 性能參數(shù),往復(fù)式壓縮

6、機的性能參數(shù)主要包括： 排氣壓力 排氣溫度 排氣量 功率和效率,2020/8/24,往復(fù)壓縮機,12,2.1 吸氣/排氣壓力,往復(fù)壓縮機的吸氣和排氣壓力分別指第一級吸入管道處和末級排出接管處的氣體壓力，因為壓縮機采用的是自動閥，氣缸內(nèi)的壓力取決于進、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。 壓縮機銘牌上的吸、排氣壓力是指額定值，實際上只要機器強度、排氣溫度、電機功率和氣閥工作許可，他們是可以在很大范圍內(nèi)變化的。,2020/8/24,往復(fù)壓縮機,13,2.2 排氣溫度,排氣溫度是指壓縮機末級排出氣體的溫度，它應(yīng)在末級氣缸排出管處測得。多級壓縮機末級之前各級的排氣溫度稱為

7、該級的排氣溫度，在相應(yīng)級的排氣接管處測得。 排氣溫度可以計算校核，T2T1(P2/P1)n-1/n 排氣溫度應(yīng)進行監(jiān)控： 排氣溫度過高會造成潤滑油潤滑性能下降，輕質(zhì)油揮發(fā)污染氣體，潤滑油積碳堵塞閥槽，活塞環(huán)軟化或加速磨損，非金屬閥片融化等。,2020/8/24,往復(fù)壓縮機,14,2.3 容積流量,往復(fù)壓縮機的容積流量是指在單位時間內(nèi)經(jīng)壓縮機壓縮后在壓縮機最后一級排出的氣體，換算到第一級進口狀態(tài)的壓力和溫度時的氣體容積值，單位是M3/min或M3/h。 壓縮機的額定容積流量，即在壓縮機銘牌上標注的容積流量是指在特定的進口狀態(tài)下（進口壓力0.1MPa，溫度20）時的容積流量。 對于實際氣體，若是在

8、高壓下測得的氣體容積，則換算時要考慮到氣體可壓縮性的影響。,2020/8/24,往復(fù)壓縮機,15,2.4 供氣量,往復(fù)壓縮機排氣量隨壓縮機的進口狀態(tài)而變，它不反映壓縮機所排氣體的物質(zhì)數(shù)量?；すに囍惺褂玫膲嚎s機，由于工藝計算的需要，需將容積流量則算到標準狀態(tài)（1.013x105MPa，0）時的干氣容積值，此值稱為供氣量或者標準容積流量。,2020/8/24,往復(fù)壓縮機,16,2.5 功率和效率,壓縮機消耗的功，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的

9、效率。,2020/8/24,往復(fù)壓縮機,17,2.6 多級壓縮,所謂多級壓縮是將氣體的壓縮過程分在若干級中進行，并在每級壓縮后將氣體導(dǎo)入中間冷卻器進行冷卻。如圖所示,2020/8/24,往復(fù)壓縮機,18,1st stage,2nd stage,3 bar8 bar 1 bar3 bar,,,,,,,,,,,,,,,,Q,2.6 多級壓縮的理由/優(yōu)勢,可以節(jié)省壓縮氣體的指示功， 下圖為兩級壓縮與單級壓縮所耗功之比。當(dāng)?shù)谝患墘嚎s達到壓力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，然后進入第二級壓縮到最終壓力。這樣，從圖中可以看出，實行兩級壓縮后

10、，與一級壓縮相比節(jié)省了圖中綠色區(qū)域的功。 采用多級壓縮可以節(jié)省功的主要原因是進行中間冷卻。如果沒有中間冷卻，第一級排出的氣體容積不是因冷卻而由V2減至V2，而仍然以V2的容積進行二級壓縮，則所消耗的功與單級壓縮相同。,2020/8/24,往復(fù)壓縮機,19,2.5 多級壓縮,2020/8/24,往復(fù)壓縮機,20,2.6 多級壓縮的理由/優(yōu)勢,2. 可以降低排氣溫度 通過多級壓縮中間冷卻后降低了氣體的進氣溫度，壓縮過程接近等溫壓縮，可以顯著降低排氣溫度。 排氣溫度過高，會使?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。對某些特種氣體壓縮機，排氣溫度過高還會引發(fā)腐蝕或爆炸。,2020

11、/8/24,往復(fù)壓縮機,21,2.6 多級壓縮的理由/優(yōu)勢,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，氣缸實際吸氣量減少。采用多級壓縮，壓力比下降，因而容積系數(shù)增加。,2020/8/24,往復(fù)壓縮機,22,2.6 多級壓縮的理由/優(yōu)勢,4. 降低活塞力 多級壓縮由于每級容積因冷卻而逐漸減少，當(dāng)行程相同時，活塞面積減少，故能降低活塞上所受的氣體力，因此使運動機構(gòu)重量減輕，機器效率提高。,2020/8/24,往復(fù)壓縮機,23,2.7 氣量調(diào)節(jié)方式,2020/8/24,往復(fù)壓縮機,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

12、主要由機體、曲軸、連桿、活塞組、閥門、軸封、油泵、能量調(diào)節(jié)裝置、潤滑油系統(tǒng)、進出口緩沖罐/氣液分離器等部件組成。,2020/8/24,往復(fù)壓縮機,25,3.1 機體,機體包括機身、機座、曲軸箱等部件。機體一般采用高強度灰鑄鐵（HT20-40）鑄成一個整體，是支承氣缸套、曲軸連桿機構(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位置的本體。,2020/8/24,往復(fù)壓縮機,26,3.1 機體的作用,用來連接氣缸和安裝運動機構(gòu)，并用作支承座。 承受機器本身的全部或部分重量。 作為傳動機構(gòu)的定位和導(dǎo)向部分。如曲軸支承在機體的主軸承上，十字頭以機體滑道導(dǎo)向。 承受壓縮機工作時氣體壓力及轉(zhuǎn)動部件的

13、慣性力。 連接某些輔助部件，如潤滑油系統(tǒng)、盤車系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)等。,2020/8/24,往復(fù)壓縮機,27,3.2 氣缸,氣缸是活塞式壓縮機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壓縮，它要承受氣體的壓力，活塞在其中往復(fù)運動，氣缸應(yīng)有良好的工作表面以利于潤滑并應(yīng)耐磨，為了散發(fā)氣體被壓縮時產(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。,2020/8/24,往復(fù)壓縮機,28,3.2 氣缸,2020/8/24,往復(fù)壓縮機,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氣缸的結(jié)構(gòu)有很大的影響，是

14、設(shè)置氣缸所要考慮的主要問題之一。 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。,2020/8/24,往復(fù)壓縮機,30,3.3 氣閥,氣閥是壓縮機的一個重要部件，屬于易損件。它的質(zhì)量及工作的好壞直接影響壓縮機的輸氣量、功率損耗和運轉(zhuǎn)的可靠性。 氣閥包括吸氣閥和排氣閥，活塞每上下往復(fù)運動一次，吸、排氣閥各啟閉一次，從而控制壓縮機并使其完成吸氣、膨脹、壓縮、排氣等四個工作過程。,2020/8/24,往復(fù)壓縮機,31,3.3 氣閥,目前，活塞式壓縮機所應(yīng)用的氣閥，都是隨著氣缸內(nèi)氣體壓力的變化而自行開閉的自動閥，由閥座、運動密封元件（閥片或閥芯）、彈簧、升程限制器等組成。,2020/8

15、/24,往復(fù)壓縮機,32,3.3 氣閥,自動閥的閥片在兩邊壓差的作用下開啟，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，也影響閥片的開啟與關(guān)閉。,2020/8/24,往復(fù)壓縮機,33,3.3 氣閥的要求,氣閥是活塞式壓縮機的重要部件之一，它的工作直接關(guān)系到壓縮機運轉(zhuǎn)的經(jīng)濟性和可靠性，對于氣閥的基本要求如下： 使用期限長（指閥片和彈簧的壽命長），不能由于閥片或彈簧的損壞而引起壓縮機非計劃停車。 氣體通過氣閥時的能量損失小，以減少壓縮機的動力消耗。 氣閥關(guān)閉時具有良好的密封性，以減少氣體的泄漏量。 閥片啟、閉動作及時、迅速，而且要完全開閉，以提高機器效率和延

16、長試用期。 氣閥所引起的余隙容積小，以提高氣缸容積效率。 結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，便于維修。,2020/8/24,往復(fù)壓縮機,34,3.3 氣閥分類,常用的壓縮機氣閥按照閥片結(jié)構(gòu)分為： 環(huán)狀閥 網(wǎng)狀閥。,2020/8/24,往復(fù)壓縮機,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。,2020/8/24,往復(fù)壓縮機,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、閉運動是靠升程限制器上的導(dǎo)向塊來導(dǎo)向的。為了防止氣閥在工作時松動，連接螺栓和螺母都采取了放松措施。,2020/8/24,往復(fù)壓縮機

17、,37,3.3.環(huán)狀閥,環(huán)狀閥制造簡單，工作可靠，可改變環(huán)數(shù)來適應(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。 環(huán)狀閥的主要缺點是：閥片的各環(huán)彼此分開，在開閉運行中很難達到步調(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。閥片等運動元件質(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，決定了閥片在開閉運動中不容易做到及時、迅速。由于閥片的緩沖作用較差，磨損嚴重。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。,2020/8/24,往復(fù)壓縮機,38,3.3.網(wǎng)狀閥,網(wǎng)狀閥在結(jié)構(gòu)上與環(huán)狀閥

18、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)有一個或幾個與閥片形狀基本相同的緩沖片。下圖為網(wǎng)狀閥的組合圖。,2020/8/24,往復(fù)壓縮機,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半環(huán)銑?。╞中陰影線部分），使氣閥在工作時（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動。閥片、緩沖片的運動不需要導(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)狀閥的一個優(yōu)點。,2020/8/24,往復(fù)壓縮機,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

19、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)致整個閥片報廢。,2020/8/24,往復(fù)壓縮機,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。,2020/8/24,往復(fù)壓縮機,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,2020/8/24,往復(fù)壓縮機,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。對活塞環(huán)的基本要求是

20、密封可靠和耐磨損。其密封原理如下：,2020/8/24,往復(fù)壓縮機,44,3.4.1 活塞環(huán)密封,活塞環(huán)上有開口，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，由于材料本身的彈性，產(chǎn)生一個對氣缸壁的預(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。壓縮機工作時，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。,2020/8/24,往復(fù)壓縮機,45,3.4.1 活塞

21、環(huán)密封,氣體從高壓側(cè)第一道環(huán)逐級漏到最后一道環(huán)時，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)逐級減少。因此環(huán)數(shù)過多是沒有必要的，反而會增加氣缸磨損，增大摩擦功。,2020/8/24,往復(fù)壓縮機,46,3.4.2 迷宮密封,一般活塞式壓縮機常采用活塞環(huán)進行密封，采用有油潤滑。但潤滑油霧會不可避免的混入壓縮氣體中，造成氣體污染。同時，當(dāng)介質(zhì)中夾帶部分粉末時，采用活塞環(huán)密封會造成活塞環(huán)迅速損壞。,2020/8/24,往復(fù)壓縮機,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

22、內(nèi)加設(shè)許多齒或槽，來增加泄漏流動中的阻力，使造成泄漏的壓差急驟的損失。迷宮活塞式壓縮機是利用活塞與氣缸之間小間隙的流阻來實現(xiàn)密封的，使用迷宮密封時不僅活塞密封無需潤滑，而且因為活塞與氣缸這一運動副不直接接觸，因此不存在摩擦損失，這樣就保證了壓縮機的高效率和工作表面沒有磨損。,2020/8/24,往復(fù)壓縮機,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（3）和容積室（4）。每個節(jié)流點（3）作為一個微小的孔板起作用，壓能在這里轉(zhuǎn)化為動能。下面的容積室（4）降低氣體速度，將動能轉(zhuǎn)化為熱能和渦流能。,2020/8/24,往復(fù)壓縮機,49,3.4.2 迷宮密封與普通活塞環(huán)密封

23、的區(qū)別,可靠： 迷宮壓縮機采用了非接觸式迷宮密封，不僅排氣無油，而且壓縮機氣缸內(nèi)不產(chǎn)生任何粉塵磨屑，同時對壓縮介質(zhì)中混入的雜質(zhì)顆粒不 敏感，在易燃、易爆烴類氣體、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干燥氣體（如氮氣）時使用更具有極高的安全可靠性，且很可能是唯一的選擇。,2020/8/24,往復(fù)壓縮機,50,3.4.2 迷宮密封與普通活塞環(huán)密封的區(qū)別,經(jīng)濟： 迷宮壓縮機沒有因連續(xù)摩擦而引起活塞環(huán)和填料密封環(huán)磨損現(xiàn)象，維修費用低，開工率高，僅有極少的幾個部件要求特別維護，且凡要特別維護的部件都易于拆卸；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

24、溫度安全運行，亦可高于氣缸有油潤滑壓縮機的壓縮機油閃點正常工作，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；無疑提高了經(jīng)濟效益。,2020/8/24,往復(fù)壓縮機,51,3.4.2 迷宮密封與普通活塞環(huán)密封的區(qū)別,安全： 迷宮壓縮機通過氣流的所有部件用金屬制成，設(shè)計盡可能簡單，在壓縮范圍內(nèi)無機械摩擦產(chǎn)生，在壓縮易燃、易爆、有毒氣體時還可采用閉式結(jié)構(gòu)，提高了壓縮機的安全性。,2020/8/24,往復(fù)壓縮機,52,3.4.2 迷宮密封優(yōu)點：,1、迷宮密封所提供的壓縮氣體是絕對干燥的，壓縮過程是無油潤滑。 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、對一般密封不

25、能勝任的高溫、高壓、高速和大尺寸密封部位特別有效。,2020/8/24,往復(fù)壓縮機,53,3.4.2 迷宮密封優(yōu)點,4、不需要采用其他密封材料，密封零件可以在制造壓縮機本體時一并設(shè)計制造。 5、由于排氣側(cè)不需要油分離器或濾油器，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、沒有活塞環(huán)與氣缸壁的摩擦及摩擦熱，故功耗少，設(shè)計簡單，使用可靠，壽命長。,2020/8/24,往復(fù)壓縮機,54,3.4.2 迷宮密封缺點,加工精度高，難于裝配，間隙過小，常因壓縮機運轉(zhuǎn)不良而發(fā)生磨損，磨損后使壓縮機性能發(fā)生大大下降。,2020/8/24,往復(fù)壓縮機,55,3.5 填料函,填料函組件作用是阻止氣缸

26、內(nèi)氣體沿氣缸與運動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)運動密封，是活塞壓縮機的主要易損件之一，對其基本要求是密封性能良好并耐用。,2020/8/24,往復(fù)壓縮機,56,3.5 填料函,通常填料密封采用石墨制徑向浮動和自定中心的迷宮密封環(huán)（無油潤滑），密封環(huán)裝在不銹鋼密封腔內(nèi)，下端裝有漏氣收集腔，將泄漏氣送回一級的吸入口。,2020/8/24,往復(fù)壓縮機,57,3.5 填料函,壓縮機中的填料密封，都是借助于氣體的壓力差來獲得自緊密封的?？筛鶕?jù)氣體壓差、性質(zhì)、對密封要求的高低、機器結(jié)構(gòu)的不同選用不同類型的密封圈。 密封圈主要有平面和錐形兩類。平面密封圈又稱為剛性密封圈，多用于低、

27、中壓；錐形密封圈稱為彈性密封圈，高壓情況下用的較過。,2020/8/24,往復(fù)壓縮機,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設(shè)水道，冷卻水在其中環(huán)形流動（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。,2020/8/24,往復(fù)壓縮機,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，潤滑油在導(dǎo)向軸承位置通過一個“U”形管回到曲軸箱油池。隔離段將氣體壓縮部分與油潤滑的曲軸箱分離。,2020/8/24,

28、往復(fù)壓縮機,60,3.6 刮油環(huán),2020/8/24,往復(fù)壓縮機,61,3.7 曲軸,曲軸是往復(fù)式壓縮機的主要部件之一，傳遞著壓縮機的全部功率。其主要作用是將電動機的旋轉(zhuǎn)運動通過連桿改變?yōu)榛钊耐鶑?fù)直線運動。曲軸在運動時，承受拉、壓、剪切、彎曲和扭轉(zhuǎn)的交變復(fù)合負載，工作條件惡劣，要求具有足夠的強度和剛度以及主軸頸與曲軸銷的耐磨性。故曲軸一般采用40、45或50號優(yōu)質(zhì)碳素鋼鍛造。,2020/8/24,往復(fù)壓縮機,62,3.7 曲軸,主軸頸與曲柄連接處，應(yīng)取成圓角圓滑過渡，以避免發(fā)生過大的應(yīng)力集中現(xiàn)象，致使曲軸破壞。常見的過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

29、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。,2020/8/24,往復(fù)壓縮機,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。為了潤滑主軸頸和曲柄銷，直至十字頭銷，曲軸上開設(shè)有油孔。曲軸的軸向定位是靠曲軸上的定位臺肩來實現(xiàn)的。,2020/8/24,往復(fù)壓縮機,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)運動轉(zhuǎn)化為活塞的往復(fù)運動，并把動力傳遞給活塞對氣體做功。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QT4010）鑄造，桿

30、身多采用工字形截面且中間鉆一長孔作為油道。,2020/8/24,往復(fù)壓縮機,65,3.8 連桿,連桿螺栓是壓縮機的重要部分之一，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。,2020/8/24,往復(fù)壓縮機,66,3.9 十字頭,十字頭是連接作搖擺運動的連桿與作往復(fù)運動的活塞桿的構(gòu)件，具有導(dǎo)向作用。連桿力，活塞力、側(cè)向力在此交匯。,2020/8/24,往復(fù)壓縮機,67,3.10 潤滑系統(tǒng),活塞壓縮機中，在零件相互滑動的部件，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，要注入潤滑劑進行潤滑，以達到如下

31、目的： 減小摩擦功率，降低壓縮機功率消耗； 減少滑動部位的磨損，延長零件壽命； 潤滑劑有冷卻作用，可導(dǎo)致摩擦熱，使零件工作溫度過高，從而保證滑動部位必要的運轉(zhuǎn)間隙，防止滑動部位咬死或燒傷； 用油作潤滑劑時，還有防止零件生銹的作用。,2020/8/24,往復(fù)壓縮機,68,3.10 潤滑系統(tǒng),根據(jù)活塞壓縮機結(jié)構(gòu)的特點，潤滑大致分為兩種情況。 1.飛濺潤滑 飛濺潤滑多用于小型無十字頭壓縮機中，其特點是：氣缸與運動部件的摩擦面，均靠裝在連桿上的打油桿將油飛濺到各潤滑部位進行潤滑。 2.壓力潤滑 在大、中型帶十字頭的壓縮機中，均采用壓力潤滑。這種潤滑方式往往分為兩個獨立系統(tǒng)，即氣缸填料部分的潤滑、活塞環(huán)

32、與氣缸的潤滑靠注油器供油；而運動部件的潤滑，則由油泵連續(xù)供油。,2020/8/24,往復(fù)壓縮機,69,3.10 潤滑系統(tǒng),油泵一般采用齒輪泵或轉(zhuǎn)子泵。二個齒數(shù)相同的齒輪嚙合稱為齒輪泵；轉(zhuǎn)子泵有一對齒數(shù)不等的內(nèi)外轉(zhuǎn)子作嚙合轉(zhuǎn)動，由于存在轉(zhuǎn)速差，使內(nèi)轉(zhuǎn)子齒面包圍的容積發(fā)生周期行擴大和縮小，實現(xiàn)吸油和壓油作用。,2020/8/24,往復(fù)壓縮機,70,3.11 分離器/進出口緩沖罐,壓縮機進出口緩沖罐/分離器的作用是從壓縮機入口介質(zhì)中去除冷凝物，防止液體進入氣缸中產(chǎn)生液擊現(xiàn)象。 如果分離不足冷凝物會通過氣體帶入氣缸，產(chǎn)生液擊現(xiàn)象，氣體中的液體會損壞活塞、氣缸和氣閥。由于液擊損壞進氣閥，引起導(dǎo)向臂，閥座

33、的損壞。,2020/8/24,往復(fù)壓縮機,71,3.11 分離器/進出口緩沖罐,常用的分離器的結(jié)構(gòu)型式分為：: 過濾方式 離心力,2020/8/24,往復(fù)壓縮機,72,3.11 分離器/進出口緩沖罐,A.過濾方式 過濾式分離器：通過過濾元件將液滴留在濾芯上，然后流到筒的下部。,2020/8/24,往復(fù)壓縮機,73,3.11 分離器/進出口緩沖罐,B. 離心力 離心式分離器，通過離心力將重的液滴流到筒的下部，達到氣液分離的目的。,2020/8/24,往復(fù)壓縮機,74,4 壓縮機故障原因分析,壓縮機操作人員的維護職責(zé)主要是按工藝規(guī)定指標嚴格操作，保持各摩擦部件有良好的潤滑和冷卻條件。根據(jù)運轉(zhuǎn)情況，

34、及時發(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 安裝問題,材料變性,2020/8/24,往復(fù)壓縮機,75,4.1 壓縮機產(chǎn)生撞擊聲的原因,活塞在活塞桿上松動 缸內(nèi)進水（或液）或者進入雜物（顆粒較大的、直徑大小超過余隙尺寸的） 余隙容積太小或活塞松動造成的過大 氣缸套松動或損壞,2020/8/24,往復(fù)壓縮機,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，排氣閥不嚴密，導(dǎo)致氣體循環(huán)而升溫，造成氣缸

35、發(fā)熱。,2020/8/24,往復(fù)壓縮機,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。,2020/8/24,往復(fù)壓縮機,78,4.4 過熱故障,在曲軸和軸承、十字頭與滑板、填料與活塞桿等摩擦處，溫度超過規(guī)定的數(shù)值稱之為過熱。過熱所帶來的后果：一個是加快磨擦副間的磨損，二是過熱量的熱不斷積聚直致燒毀磨擦面以及燒抱而造成機器重大的事故。造成軸承過熱的原因主要有：軸承與軸頸貼合不均勻或接觸面積過?。惠S承偏斜曲軸彎曲、扭；潤滑油粘度太小，油路堵塞，油泵有故障造成斷油等；安裝時沒有找平，沒有找好間隙，主軸與電機軸沒有找

36、正，兩軸有傾斜等。,2020/8/24,往復(fù)壓縮機,79,4.5排氣溫度不正常,排氣溫度不正常是指其高于設(shè)計值。影響排氣溫度增高的因素有：進氣溫度、壓力比、以及壓縮指數(shù)（對于空氣壓縮指數(shù)K1.4）。 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，則后面級的吸氣溫度必然要高，排氣溫度也會高。氣閥漏氣，活塞環(huán)漏氣，不僅影響到排氣溫度升高，而且也會使級間壓力變化，只要壓力比高于正常值就會使排氣溫度升高。此外，水冷式機器，缺水或水量不足均會使排氣溫度升高。 排氣閥泄漏，入口過濾器堵塞，吸入氣體溫度超過規(guī)定值，吸入閥泄漏，氣缸或冷卻效果差。,2020/8/24,往復(fù)壓縮機,8

37、0,4.5排氣溫度不正常,排氣溫度不正常是指其高于設(shè)計值。影響排氣溫度增高的因素有：進氣溫度、壓力比、以及壓縮指數(shù)（對于空氣壓縮指數(shù)K1.4）。 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，則后面級的吸氣溫度必然要高，排氣溫度也會高。氣閥漏氣，活塞環(huán)漏氣，不僅影響到排氣溫度升高，而且也會使級間壓力變化，只要壓力比高于正常值就會使排氣溫度升高。此外，水冷式機器，缺水或水量不足均會使排氣溫度升高。 排氣閥泄漏，入口過濾器堵塞，吸入氣體溫度超過規(guī)定值，吸入閥泄漏，氣缸或冷卻效果差。,2020/8/24,往復(fù)壓縮機,81,4.6 氣缸內(nèi)和運動部件有異常聲響,閥片斷裂或彈簧

38、斷裂，閥體壓緊筒破裂或松動，氣缸余隙容積太小，氣缸中積聚液體、氣缸中異物、氣缸缸套松動或斷裂、活塞或活塞環(huán)嚴重磨損、活塞緊固螺母松動或活塞桿斷裂。連桿螺栓、軸承壓蓋螺栓、十字頭螺母松動或斷裂，主軸承、連桿大小頭軸承、十字頭滑道間隙過大、十字頭螺栓松動或斷裂、各軸承緊力太小或無緊力、曲軸靠背輪與軸的配合、與聯(lián)軸節(jié)配合松馳。,2020/8/24,往復(fù)壓縮機,82,4.7 管路發(fā)生不正常的振動,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械共振。,2020/8/24,往復(fù)壓縮機,83,4.8 油泵出口壓力低或無壓力,吸入管法蘭或接頭漏，吸入空氣，油泵殼體或軸封有泄漏，吸

39、入閥有故障或油管堵塞，油箱內(nèi)油位太低，油過濾器太臟有堵塞，油泵驅(qū)動機轉(zhuǎn)速下降，安全閥有故障。,2020/8/24,往復(fù)壓縮機,84,4.9 油溫升高,油冷器供水不足，油冷卻器結(jié)垢，潤滑油變質(zhì)。 機器運轉(zhuǎn)不正常，運動部件摩擦增大。,2020/8/24,往復(fù)壓縮機,85,4.10 壓縮機排氣壓力低,活塞環(huán)漏氣，氣閥漏氣,2020/8/24,往復(fù)壓縮機,86,4.11 排氣量達不到設(shè)計要求,氣閥泄漏、活塞環(huán)嚴重磨損或斷裂，填料漏氣、卸荷閥故障、氣缸余隙容積過大。,2020/8/24,往復(fù)壓縮機,87,5 壓縮機的使用與維護,壓縮機的使用 啟動前的準備 壓縮機的啟動 壓縮機運行中的監(jiān)護 壓縮機的維護

40、常用的維護、巡檢方法,2020/8/24,往復(fù)壓縮機,88,5.1 啟動前的準備,操作、維修和保養(yǎng)壓縮機必須由具有資質(zhì)的人員進行。 氣體管道應(yīng)清理干凈。 檢查壓縮機各運動與靜止聯(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)。 檢查和清洗機身油池，按規(guī)定注入清潔的潤滑油到規(guī)定高度。 檢查冷卻水流程是否符合要求、水路是否暢通、有無漏水現(xiàn)象。 檢查壓縮機和電動機外部，取走工具和全部無關(guān)物品。 盤車2-3轉(zhuǎn)，運行機構(gòu)應(yīng)無卡住、無撞擊現(xiàn)象。 如果在排氣管路上設(shè)有專用的放空閥、卸荷閥，則必須完全打開。 檢查壓縮機的各控制與安全防護裝置是否完好。,2020/8/24,往復(fù)壓

41、縮機,89,5.2壓縮機的啟動,點車啟動壓縮機，檢查旋向是否正確。 開車后要隨時注意油壓表的讀數(shù)是否正常。 耳聽運動部分和氣缸中有無敲碰聲和沖擊聲。若有異常聲音，必須停止壓縮機，查清原因并消除。 檢查各級排氣壓力、各級排氣溫度、進排水溫度、冷卻水壓力，潤滑油壓力均在規(guī)定范圍內(nèi)。 根據(jù)電流表的讀數(shù)檢查電動機的負荷是否在額定范圍內(nèi)。 檢查活塞桿表面是否過熱、填料是否正常。 檢查電機和機身固定在基礎(chǔ)上的牢固性。 注意管道是否異常振動。 一般不允許用多次斷斷續(xù)續(xù)的方法來啟動壓縮機。,2020/8/24,往復(fù)壓縮機,90,5.3 壓縮機運行中的監(jiān)護,定期檢查安全防護裝置。 對規(guī)定的監(jiān)測點巡回檢查并認真填

42、寫運行記錄。 保持機身油池內(nèi)油位在規(guī)定的范圍內(nèi)。 中間冷卻器冷凝出的冷凝水應(yīng)每一小時排放一次，儲氣罐每班排放一次。 應(yīng)隨時注意和檢查各壓力表和溫度表的讀數(shù)是否在規(guī)定范圍內(nèi)。 檢查冷卻水溫度、流量是否正常。 經(jīng)常注意中間冷卻器，儲氣罐上的安全閥狀態(tài)是否完好可靠。,2020/8/24,往復(fù)壓縮機,91,5.3 壓縮機運行中的監(jiān)護,檢查機身曲軸箱十字導(dǎo)軌處溫度是否正常。 經(jīng)常注意排氣閥和吸氣閥的工作狀況是否正常并定期清洗。 注意電機的溫升、軸承溫度和電壓表、電流表指示情況是否正常。 檢查壓縮機是否振動、地腳螺釘有無松動和脫落現(xiàn)象。 定期清洗或更換各過濾器機芯，定期更換潤滑油。 為了提供良好的潤滑，采

43、用符合標準的油品，禁止使用劣質(zhì)機油。 停車后切斷電源、關(guān)閉冷卻水總閥。,2020/8/24,往復(fù)壓縮機,92,5.4 常用的壓縮機維護巡檢方法,看 用看的方法，可以看出各傳動部分機件是否松動，各摩擦部分潤滑情況是否良好；各級氣缸和中間冷卻器的冷卻效率是否良好和冷卻水流動是否暢通；各級氣缸和冷卻器有否倒氣；各連接處有否漏氣和漏油；,2020/8/24,往復(fù)壓縮機,93,5.4 常用的壓縮機維護巡檢方法,聽 用聽的方法，能較正確的判斷出壓縮機的運轉(zhuǎn)情況。因為壓縮機運轉(zhuǎn)時，它的響聲應(yīng)是均勻而有節(jié)奏的。如果它的響聲失去節(jié)奏聲，而出現(xiàn)了不均勻的雜單和噪音時，即表示壓縮機的內(nèi)部機件或氣缸工作情況有了不正常的變化。,2020/8/24,往復(fù)壓縮機,94,5.4 常用的壓縮機維護巡檢方法,摸 用摸的方法，可知其發(fā)熱程度。但是一定要注意安全，最好停車檢查。在檢查運動件摩擦部位時更要注意安全（各級氣躲藏出口絕對不能用摸的方法，因為此處溫度較高）。同時，也可知其傳動部件的振動情況。,2020/8/24,往復(fù)壓縮機,95,5.4 常用的壓縮機維護巡檢方法,看、聽、摸這三種方法不是孤立的，有時只憑一種方法是無法判斷設(shè)備工作的情況。因此，我們還必須把觀察到的一些材料加以聯(lián)貫起來分析，才能得出正確的結(jié)論。,2020/8/24,往復(fù)壓縮機,96,