化工机械与设备1往复式压缩机课件.ppt

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1、,化工机械与设备,往复式压缩机,000绪论,化工机械与设备往复式压缩机000绪论,前言,压缩机是输送气体并提高气体压力能的机器。在石油化工厂中，压缩机主要压缩原料气、空气或中间过程的介质气体，以满足石油化工生产工艺的需要。压缩机按其工作原理可分为速度型和容积型两种。速度型压缩机靠气体在高速旋转的叶轮的作用下，得到巨大的动能，随后在扩压器中急剧降低，使气体的动能转变为势能，也就是压力能。容积型压缩机靠在气缸内作往复或回转运动的活塞，使容积缩小而提高气体压力。,前言压缩机是输送气体并提高气体压力能的机器。在石油化工厂中，,前言,压缩机,速度型,容积型,轴流式,离心式,混流式,回转式,往复式,滑片式

2、,螺杆式,转子式,膜式,活塞式,压缩机按结构型式不同，分类如下：,前言压缩机速度型容积型轴流式离心式混流式回转式往复式滑片式螺,1.工作原理,往复式压缩机通过曲轴连杆机构将曲轴旋转运动转化为活塞往复运动。当曲轴旋转时，通过连杆的传动，驱动活塞便做往复运动，由气缸内壁、气缸盖和活塞顶面所构成的工作容积则会发生周期性变化。曲轴旋转一周，活塞往复一次，气缸内相继实现进气、压缩、排气的过程，即完成一个工作循环。,1.工作原理往复式压缩机通过曲轴连杆机构将曲轴旋转运动转化为,1.1 理论工作循环,为了更好地理解活塞压缩机的工作原理，这里重点介绍理论工作循环。假定压缩机没有余隙容积，没有吸、排气阻力，没有

3、热量交换，则压缩机工作时，汽缸内的压力和容积的关系如下图所示。压缩机的理论工作过程可以简化成下图示的三个热力过程。,1.1 理论工作循环为了更好地理解活塞压缩机的工作原理，这里,1.1 理论工作循环,吸气活塞自0点移至1点，吸气阀打开，气体在P1压力下进入气缸。压缩活塞自1点移至2点，吸排气阀均关闭，此过程为多变压缩过程，气缸内的气体压力升至P2。排气活塞从2点移至3点，压力为P2的气体等压排出气缸。过程0-1-2-3-0构成了压缩机的理论工作循环，压缩机完成一个理论循环所消耗的功即为图中0-1-2-3-0所代表的面积。,1.1 理论工作循环吸气活塞自0点移至1点，吸气阀打开，气,1.1 理论

4、工作循环,压缩机在压缩气体的过程中，温度会逐步升高，是个多变的过程。实际压缩循环比理论压缩循环多了一个热膨胀的过程。随着热膨胀的逐步增加压力升高，温度也升高，功耗随之加大。所以，在理论上等温压缩循环的功耗最小。,1.1 理论工作循环压缩机在压缩气体的过程中，温度会逐步升高,1.2 实际工作循环,压缩机中最常见的压缩过程为等温、绝热及多变过程。在同一压缩范围内，等温压缩耗功最小，绝热过程耗功最大，多变压缩介于两者之间。实际上，由于受冷却速度的限制以及和外界的热量交换，不可能实现等温过程和绝热过程，一般都为多变压缩过程。,1.2 实际工作循环压缩机中最常见的压缩过程为等温、绝热及多,1.2 实际工

5、作循环,1.2 实际工作循环,1.2 实际工作循环,压缩机工作过程中活塞环、填料、气阀不可避免存在泄露，每个循环的排气量总小于实际吸气量。压缩机的进气阻力过大，会造成压缩机排气量减少。余隙容积过大会降低排气量，使指示功图面积变小。,1.2 实际工作循环压缩机工作过程中活塞环、填料、气阀不可避,1.2.1 实际过程与理论过程的区别,由于余隙容积的存在，实际工作循环由膨胀、吸气、压缩、排气四个过程组成，而理论循环无膨胀过程。实际吸、排气过程中存在阻力损失，使实际气缸内吸气压力小于吸入管路内气压、实际气缸内排气压力高于排出管路内气压；吸、排气过程中有压力波动、温度变化。在膨胀和压缩过程中，因为气体与

6、气缸壁之间存在热交换，使得压缩过程指数与膨胀过程指数不断变化，并非常数。,1.2.1 实际过程与理论过程的区别由于余隙容积的存在，实际,2. 性能参数,往复式压缩机的性能参数主要包括：排气压力排气温度排气量功率和效率,2. 性能参数往复式压缩机的性能参数主要包括：,2.1 吸气/排气压力,往复压缩机的吸气和排气压力分别指第一级吸入管道处和末级排出接管处的气体压力，因为压缩机采用的是自动阀，气缸内的压力取决于进、排气系统中的压力，即由“背压”决定。所以吸、排气压力是可以改变的。压缩机铭牌上的吸、排气压力是指额定值，实际上只要机器强度、排气温度、电机功率和气阀工作许可，他们是可以在很大范围内变化的

7、。,2.1 吸气/排气压力往复压缩机的吸气和排气压力分别指第一级,2.2 排气温度,排气温度是指压缩机末级排出气体的温度，它应在末级气缸排出管处测得。多级压缩机末级之前各级的排气温度称为该级的排气温度，在相应级的排气接管处测得。排气温度可以计算校核，T2T1(P2/P1)n-1/n 排气温度应进行监控：排气温度过高会造成润滑油润滑性能下降，轻质油挥发污染气体，润滑油积碳堵塞阀槽，活塞环软化或加速磨损，非金属阀片融化等。,2.2 排气温度排气温度是指压缩机末级排出气体的温度，它应在,2.3 容积流量,往复压缩机的容积流量是指在单位时间内经压缩机压缩后在压缩机最后一级排出的气体，换算到第一级进口状

8、态的压力和温度时的气体容积值，单位是M3/min或M3/h。压缩机的额定容积流量，即在压缩机铭牌上标注的容积流量是指在特定的进口状态下（进口压力0.1MPa，温度20）时的容积流量。对于实际气体，若是在高压下测得的气体容积，则换算时要考虑到气体可压缩性的影响。,2.3 容积流量往复压缩机的容积流量是指在单位时间内经压缩机,2.4 供气量,往复压缩机排气量随压缩机的进口状态而变，它不反映压缩机所排气体的物质数量。化工工艺中使用的压缩机，由于工艺计算的需要，需将容积流量则算到标准状态（1.013x105MPa，0）时的干气容积值，此值称为供气量或者标准容积流量。,2.4 供气量往复压缩机排气量随压

9、缩机的进口状态而变，它不反,2.5 功率和效率,压缩机消耗的功，一部分直接用于压缩气体，另一部分是用于克服机械摩擦。前者称为指示功，后者称为摩擦功，二者之和为主轴所需的总功，称为轴功。单位时间所消耗的功称为功率。指示功率与总功率的比值即为压缩机的效率。,2.5 功率和效率压缩机消耗的功，一部分直接用于压缩气体，另,2.6 多级压缩,所谓多级压缩是将气体的压缩过程分在若干级中进行，并在每级压缩后将气体导入中间冷却器进行冷却。如图所示,1st stage,2nd stage,3 bar8 bar1 bar3 bar,Q,2.6 多级压缩所谓多级压缩是将气体的压缩过程分在若干级中进,2.6 多级压缩

10、的理由/优势,可以节省压缩气体的指示功，下图为两级压缩与单级压缩所耗功之比。当第一级压缩达到压力P2后，将气体引入中间冷却器中冷却，使气体冷却到原始温度T1.因此使排出的气体容积由V2减至V2，然后进入第二级压缩到最终压力。这样，从图中可以看出，实行两级压缩后，与一级压缩相比节省了图中绿色区域的功。采用多级压缩可以节省功的主要原因是进行中间冷却。如果没有中间冷却，第一级排出的气体容积不是因冷却而由V2减至V2，而仍然以V2的容积进行二级压缩，则所消耗的功与单级压缩相同。,2.6 多级压缩的理由/优势可以节省压缩气体的指示功，,2.5 多级压缩,2.5 多级压缩p1级压缩曲线1级volumepr

11、essur,2.6 多级压缩的理由/优势,2. 可以降低排气温度通过多级压缩中间冷却后降低了气体的进气温度，压缩过程接近等温压缩，可以显著降低排气温度。排气温度过高，会使润滑油粘度降低，性能恶化或形成积炭现象；使气阀的工作寿命下降。对某些特种气体压缩机，排气温度过高还会引发腐蚀或爆炸。,2.6 多级压缩的理由/优势2. 可以降低排气温度,2.6 多级压缩的理由/优势,3. 提高容积系数随着压力比的上升，余隙容积中的气体膨胀所占的容积增加，气缸实际吸气量减少。采用多级压缩，压力比下降，因而容积系数增加。,2.6 多级压缩的理由/优势3. 提高容积系数,2.6 多级压缩的理由/优势,4. 降低活塞

12、力多级压缩由于每级容积因冷却而逐渐减少，当行程相同时，活塞面积减少，故能降低活塞上所受的气体力，因此使运动机构重量减轻，机器效率提高。,2.6 多级压缩的理由/优势4. 降低活塞力,2.7 气量调节方式,卸荷器调节 旁通调节 变转速调节,余隙腔调节,3.6.4,2.7 气量调节方式 卸荷器调节MQuantityComp,3 结构,压缩机主要由机体、曲轴、连杆、活塞组、阀门、轴封、油泵、能量调节装置、润滑油系统、进出口缓冲罐/气液分离器等部件组成。,3 结构压缩机主要由机体、曲轴、连杆、活塞组、阀门、轴封、油,3.1 机体,机体包括机身、机座、曲轴箱等部件。机体一般采用高强度灰铸铁（HT20-4

13、0）铸成一个整体，是支承气缸套、曲轴连杆机构及其它所有零部件重量并保证各零部件之间具有正确的相对位置的本体。,3.1 机体机体包括机身、机座、曲轴箱等部件。机体一般采用高,3.1 机体的作用,用来连接气缸和安装运动机构，并用作支承座。承受机器本身的全部或部分重量。作为传动机构的定位和导向部分。如曲轴支承在机体的主轴承上，十字头以机体滑道导向。承受压缩机工作时气体压力及转动部件的惯性力。连接某些辅助部件，如润滑油系统、盘车系统、冷却系统等。,3.1 机体的作用用来连接气缸和安装运动机构，并用作支承座。,3.2 气缸,气缸是活塞式压缩机中组成压缩容积的主要部分。气缸与活塞配合完成气体的逐级压缩，它

14、要承受气体的压力，活塞在其中往复运动，气缸应有良好的工作表面以利于润滑并应耐磨，为了散发气体被压缩时产生的热量以及摩擦生热，气缸应有良好的冷却，通常在气缸中设置冷却水夹套。,3.2 气缸气缸是活塞式压缩机中组成压缩容积的主要部分。气缸,3.2 气缸,3.2 气缸,3.2 气缸,气阀在气缸上的布置有三种方式：配置在气缸盖上、配置在气缸体上、混合配置。气阀在气缸上的布置方式对气缸的结构有很大的影响，是设置气缸所要考虑的主要问题之一。布置气阀的主要要求是：通道截面大，余隙容积小，安装和修理方便。,3.2 气缸气阀在气缸上的布置有三种方式：配置在气缸盖上、配,3.3 气阀,气阀是压缩机的一个重要部件，

15、属于易损件。它的质量及工作的好坏直接影响压缩机的输气量、功率损耗和运转的可靠性。气阀包括吸气阀和排气阀，活塞每上下往复运动一次，吸、排气阀各启闭一次，从而控制压缩机并使其完成吸气、膨胀、压缩、排气等四个工作过程。,3.3 气阀气阀是压缩机的一个重要部件，属于易损件。它的质量,3.3 气阀,目前，活塞式压缩机所应用的气阀，都是随着气缸内气体压力的变化而自行开闭的自动阀，由阀座、运动密封元件（阀片或阀芯）、弹簧、升程限制器等组成。,3.3 气阀目前，活塞式压缩机所应用的气阀，都是随着气缸内气,3.3 气阀,自动阀的阀片在两边压差的作用下开启，在弹簧作用力下关闭。阀片与阀座或升程限制器之间的粘附力、

16、阀片与导向块之间的摩擦力等，也影响阀片的开启与关闭。,3.3 气阀自动阀的阀片在两边压差的作用下开启，在弹簧作用力,3.3 气阀的要求,气阀是活塞式压缩机的重要部件之一，它的工作直接关系到压缩机运转的经济性和可靠性，对于气阀的基本要求如下：使用期限长（指阀片和弹簧的寿命长），不能由于阀片或弹簧的损坏而引起压缩机非计划停车。气体通过气阀时的能量损失小，以减少压缩机的动力消耗。气阀关闭时具有良好的密封性，以减少气体的泄漏量。阀片启、闭动作及时、迅速，而且要完全开闭，以提高机器效率和延长试用期。气阀所引起的余隙容积小，以提高气缸容积效率。结构简单，制造方便，便于维修。,3.3 气阀的要求气阀是活塞式

17、压缩机的重要部件之一，它的工作,3.3 气阀分类,常用的压缩机气阀按照阀片结构分为：环状阀网状阀。,3.3 气阀分类常用的压缩机气阀按照阀片结构分为：,3.3.环状阀,环状阀由阀座、阀片、弹簧、升程限制器、连接螺栓、螺母等组成。,3.3.环状阀环状阀由阀座、阀片、弹簧、升程限制器、连接螺栓,3.3.环状阀,环状阀使用的弹簧有环形弹簧、柱形（或锥形）弹簧。阀片为圆环状薄片，一般是制成单环阀片。阀片的启、闭运动是靠升程限制器上的导向块来导向的。为了防止气阀在工作时松动，连接螺栓和螺母都采取了放松措施。,3.3.环状阀环状阀使用的弹簧有环形弹簧、柱形（或锥形）弹簧,3.3.环状阀,环状阀制造简单，工

18、作可靠，可改变环数来适应各种气量要求，因此得到广泛使用，适用于各种压力、转速的压缩机。环状阀的主要缺点是：阀片的各环彼此分开，在开闭运行中很难达到步调一致，因而降低了气体的流通能力，增加了额外的能量损失。阀片等运动元件质量较大，阀片与导向块之间有摩擦力，环状阀经常采用柱形（或锥形）弹簧等因素，决定了阀片在开闭运动中不容易做到及时、迅速。由于阀片的缓冲作用较差，磨损严重。随着非金属耐磨材料的发展，用加填充剂的聚四氟乙烯、MC尼龙、玻璃钢等制造阀片，在一定程度上克服了之一弊病。,3.3.环状阀环状阀制造简单，工作可靠，可改变环数来适应各种,3.3.网状阀,网状阀在结构上与环状阀的区别在于阀片各环连

19、在一起，呈网状，阀片与生成限制器之间设有一个或几个与阀片形状基本相同的缓冲片。下图为网状阀的组合图。,3.3.网状阀网状阀在结构上与环状阀的区别在于阀片各环连在一,3.3.网状阀,从阀片、缓冲片中心算起的第二环，将径向连接片切断，并将阀片切断处的两个半环铣薄（b中阴影线部分），使气阀在工作时（阀片、缓冲片的中心环夹紧在阀座和升程限制器之间）阀片和缓冲片都能获得必要的弹性，保证阀片能上下平行运动。阀片、缓冲片的运动不需要导向块就能很好的导向，避免了环状阀中存在的导向块与阀片之间的摩擦，这是网状阀的一个优点。,3.3.网状阀从阀片、缓冲片中心算起的第二环，将径向连接片切,3.3.网状阀,网状阀也同

20、环状阀一样，适用与各种操作条件，在低、中压范围内应用较为普遍。但是由于网状阀阀片结构复杂，气阀零件多，加工困难，成本高，阀片任何一处损坏都导致整个阀片报废。,3.3.网状阀网状阀也同环状阀一样，适用与各种操作条件，在低,3.4 活塞,活塞与气缸构成了压缩容积，活塞必须有良好的密封性，有足够的轻度和刚度，重量轻，制造工艺好。要求活塞和活塞杆的连接和定位可靠，活塞杆表面硬度高、耐磨、光洁度高。,3.4 活塞活塞与气缸构成了压缩容积，活塞必须有良好的密封性,3.4 活塞,按活塞与气缸间的密封分为两种：活塞环密封迷宫密封,3.4 活塞按活塞与气缸间的密封分为两种：,3.4.1 活塞环密封,活塞环是密封

21、气缸镜面和活塞间间隙用的零件，另外还起到布油和导热的作用。对活塞环的基本要求是密封可靠和耐磨损。其密封原理如下：,3.4.1 活塞环密封活塞环是密封气缸镜面和活塞间间隙用的零,3.4.1 活塞环密封,活塞环上有开口，在自由状态下，其直径大于气缸的直径，因此活塞环装入气缸时，由于材料本身的弹性，产生一个对气缸壁的预压力。活塞环装在活塞环槽中，与槽壁间应留有间隙。压缩机工作时，活塞环在其前压力（P1）和后压力（P2）的压力差作用下，被推向压力较低（P2）的一方，即密封了气体沿环槽端面的泄露。作用在活塞环内圆上的压力，约等于环前的压力（P1），此压力大于作用在活塞环外圆上的平均压力，于是形成压力差，

22、将环压向气缸镜面，阻止了气体沿气缸壁面的泄露。,3.4.1 活塞环密封活塞环上有开口，在自由状态下，其直径大,3.4.1 活塞环密封,气体从高压侧第一道环逐级漏到最后一道环时，每一道环所承受的压力差相差较大。第一道活塞环承受着主要的压力差，并随着转速的提高，压力差也增高。第二道承受的压力差就不大，以后各环逐级减少。因此环数过多是没有必要的，反而会增加气缸磨损，增大摩擦功。,3.4.1 活塞环密封气体从高压侧第一道环逐级漏到最后一道环,3.4.2 迷宫密封,一般活塞式压缩机常采用活塞环进行密封，采用有油润滑。但润滑油雾会不可避免的混入压缩气体中，造成气体污染。同时，当介质中夹带部分粉末时，采用活

23、塞环密封会造成活塞环迅速损坏。,3.4.2 迷宫密封一般活塞式压缩机常采用活塞环进行密封，采,3.4.2 迷宫密封,迷宫密封又称疏齿密封，属于非接触式密封。即人为的在泄漏通道内加设许多齿或槽，来增加泄漏流动中的阻力，使造成泄漏的压差急骤的损失。迷宫活塞式压缩机是利用活塞与气缸之间小间隙的流阻来实现密封的，使用迷宫密封时不仅活塞密封无需润滑，而且因为活塞与气缸这一运动副不直接接触，因此不存在摩擦损失，这样就保证了压缩机的高效率和工作表面没有磨损。,3.4.2 迷宫密封迷宫密封又称疏齿密封，属于非接触式密封。,3.4.2 迷宫密封系统工作原理,迷宫密封包括许多顺序排列的节流点（3）和容积室（4）。

24、每个节流点（3）作为一个微小的孔板起作用，压能在这里转化为动能。下面的容积室（4）降低气体速度，将动能转化为热能和涡流能。,3.4.2 迷宫密封系统工作原理迷宫密封包括许多顺序排列的节,3.4.2 迷宫密封与普通活塞环密封的区别,可靠：迷宫压缩机采用了非接触式迷宫密封，不仅排气无油，而且压缩机气缸内不产生任何粉尘磨屑，同时对压缩介质中混入的杂质颗粒不 敏感，在易燃、易爆烃类气体、有毒气体、贵重气体及氧气装置中，或在超高温或在超低温工况及压缩绝对干燥气体（如氮气）时使用更具有极高的安全可靠性，且很可能是唯一的选择。,3.4.2 迷宫密封与普通活塞环密封的区别可靠：,3.4.2 迷宫密封与普通活塞

25、环密封的区别,经济： 迷宫压缩机没有因连续摩擦而引起活塞环和填料密封环磨损现象，维修费用低，开工率高，仅有极少的几个部件要求特别维护，且凡要特别维护的部件都易于拆卸；立式结构占地面积小；迷宫活塞既可逾越非金属材料活塞环允许的最高工作温度安全运行，亦可高于气缸有油润滑压缩机的压缩机油闪点正常工作，还可低于普通金属材料为防冷脆而限定的最低工作温度下正常工作；无疑提高了经济效益。,3.4.2 迷宫密封与普通活塞环密封的区别经济：,3.4.2 迷宫密封与普通活塞环密封的区别,安全：迷宫压缩机通过气流的所有部件用金属制成，设计尽可能简单，在压缩范围内无机械摩擦产生，在压缩易燃、易爆、有毒气体时还可采用闭

26、式结构，提高了压缩机的安全性。,3.4.2 迷宫密封与普通活塞环密封的区别安全：,3.4.2 迷宫密封优点：,1、迷宫密封所提供的压缩气体是绝对干燥的，压缩过程是无油润滑。2、允许输送介质中夹带微小固体粉末，如聚合产品或者催化剂粉末。3、对一般密封不能胜任的高温、高压、高速和大尺寸密封部位特别有效。,3.4.2 迷宫密封优点：1、迷宫密封所提供的压缩气体是绝对,3.4.2 迷宫密封优点,4、不需要采用其他密封材料，密封零件可以在制造压缩机本体时一并设计制造。5、由于排气侧不需要油分离器或滤油器，不仅减少了设备，而且减少了气体的压力损失（能量损失）。6、没有活塞环与气缸壁的摩擦及摩擦热，故功耗少

27、，设计简单，使用可靠，寿命长。,3.4.2 迷宫密封优点4、不需要采用其他密封材料，密封零件,3.4.2 迷宫密封缺点,加工精度高，难于装配，间隙过小，常因压缩机运转不良而发生磨损，磨损后使压缩机性能发生大大下降。,3.4.2 迷宫密封缺点加工精度高，难于装配，间隙过小，常因,3.5 填料函,填料函组件作用是阻止气缸内气体沿气缸与运动着的活塞杆外圆面之间的间隙向外泄露，此处填料密封是往复运动密封，是活塞压缩机的主要易损件之一，对其基本要求是密封性能良好并耐用。,3.5 填料函填料函组件作用是阻止气缸内气体沿气缸与运动着的,3.5 填料函,通常填料密封采用石墨制径向浮动和自定中心的迷宫密封环（无

28、油润滑），密封环装在不锈钢密封腔内，下端装有漏气收集腔，将泄漏气送回一级的吸入口。,3.5 填料函通常填料密封采用石墨制径向浮动和自定中心的迷宫,3.5 填料函,压缩机中的填料密封，都是借助于气体的压力差来获得自紧密封的。可根据气体压差、性质、对密封要求的高低、机器结构的不同选用不同类型的密封圈。密封圈主要有平面和锥形两类。平面密封圈又称为刚性密封圈，多用于低、中压；锥形密封圈称为弹性密封圈，高压情况下用的较过。,3.5 填料函压缩机中的填料密封，都是借助于气体的压力差来获,3.5 填料函,为了改善填料、活塞杆的工作条件，提高使用寿命，填料需进行良好的冷却，以带走密封圈和活塞杆的摩擦以及气体压

29、缩散发出的热量。常用的冷却方法是在填料盒上开设水道，冷却水在其中环形流动（如下图），这样能保证周向温度分布比较均匀，冷却水处于湍流状态，利于冷却。,3.5 填料函为了改善填料、活塞杆的工作条件，提高使用寿命，,3.6 刮油环,活塞杆装有刮油环，使润滑油与隔离段、活塞杆填料函区域或气缸部分隔离，润滑油在导向轴承位置通过一个“U”形管回到曲轴箱油池。隔离段将气体压缩部分与油润滑的曲轴箱分离。,3.6 刮油环活塞杆装有刮油环，使润滑油与隔离段、活塞杆填料,3.6 刮油环,3.6 刮油环,3.7 曲轴,曲轴是往复式压缩机的主要部件之一，传递着压缩机的全部功率。其主要作用是将电动机的旋转运动通过连杆改变

30、为活塞的往复直线运动。曲轴在运动时，承受拉、压、剪切、弯曲和扭转的交变复合负载，工作条件恶劣，要求具有足够的强度和刚度以及主轴颈与曲轴销的耐磨性。故曲轴一般采用40、45或50号优质碳素钢锻造。,3.7 曲轴曲轴是往复式压缩机的主要部件之一，传递着压缩机的,3.7 曲轴,主轴颈与曲柄连接处，应取成圆角圆滑过渡，以避免发生过大的应力集中现象，致使曲轴破坏。常见的过渡圆角形式如下图所示，其中（a）图所示是最常用的圆角形式，（b）图所示圆角形式适合于大型曲轴。（c）图所示圆角形式便于连杆用大头定位。,3.7 曲轴主轴颈与曲柄连接处，应取成圆角圆滑过渡，以避免发,3.7 曲轴,为了平衡曲轴惯性力或惯性

31、力矩，在曲柄下端设平衡铁，平衡铁与曲柄连接多采用抗拉螺栓连接。为了润滑主轴颈和曲柄销，直至十字头销，曲轴上开设有油孔。曲轴的轴向定位是靠曲轴上的定位台肩来实现的。,3.7 曲轴为了平衡曲轴惯性力或惯性力矩，在曲柄下端设平衡铁,3.8 连杆,连杆是曲轴与活塞间的连接件，它将曲轴的回转运动转化为活塞的往复运动，并把动力传递给活塞对气体做功。连杆包括连杆体、连杆小头衬套、连杆大头轴瓦和连杆螺栓。连杆体在工作时承受拉、压交变载荷，故一般用优质中碳钢锻造或用球墨铸铁（如QT4010）铸造，杆身多采用工字形截面且中间钻一长孔作为油道。,3.8 连杆连杆是曲轴与活塞间的连接件，它将曲轴的回转运动转,3.8

32、连杆,连杆螺栓是压缩机的重要部分之一，它承受着很大的交变载荷几倍于活塞力的预紧力。通常连杆螺栓的断裂是由于应力集中的部位上材料的疲劳而造成的。,3.8 连杆连杆螺栓是压缩机的重要部分之一，它承受着很大的交,3.9 十字头,十字头是连接作摇摆运动的连杆与作往复运动的活塞杆的构件，具有导向作用。连杆力，活塞力、侧向力在此交汇。,3.9 十字头十字头是连接作摇摆运动的连杆与作往复运动的活塞,3.10 润滑系统,活塞压缩机中，在零件相互滑动的部件，如活塞环与气缸、填料与活塞杆、主轴承、连杆大头瓦、连接小头衬套以及十字头滑道等处，要注入润滑剂进行润滑，以达到如下目的： 减小摩擦功率，降低压缩机功率消耗；

33、 减少滑动部位的磨损，延长零件寿命； 润滑剂有冷却作用，可导致摩擦热，使零件工作温度过高，从而保证滑动部位必要的运转间隙，防止滑动部位咬死或烧伤；用油作润滑剂时，还有防止零件生锈的作用。,3.10 润滑系统活塞压缩机中，在零件相互滑动的部件，如活塞,3.10 润滑系统,根据活塞压缩机结构的特点，润滑大致分为两种情况。1.飞溅润滑飞溅润滑多用于小型无十字头压缩机中，其特点是：气缸与运动部件的摩擦面，均靠装在连杆上的打油杆将油飞溅到各润滑部位进行润滑。2.压力润滑在大、中型带十字头的压缩机中，均采用压力润滑。这种润滑方式往往分为两个独立系统，即气缸填料部分的润滑、活塞环与气缸的润滑靠注油器供油；而

34、运动部件的润滑，则由油泵连续供油。,3.10 润滑系统根据活塞压缩机结构的特点，润滑大致分为两种,3.10 润滑系统,油泵一般采用齿轮泵或转子泵。二个齿数相同的齿轮啮合称为齿轮泵；转子泵有一对齿数不等的内外转子作啮合转动，由于存在转速差，使内转子齿面包围的容积发生周期行扩大和缩小，实现吸油和压油作用。,3.10 润滑系统油泵一般采用齿轮泵或转子泵。二个齿数相同的,3.11 分离器/进出口缓冲罐,压缩机进出口缓冲罐/分离器的作用是从压缩机入口介质中去除冷凝物，防止液体进入气缸中产生液击现象。如果分离不足冷凝物会通过气体带入气缸，产生液击现象，气体中的液体会损坏活塞、气缸和气阀。由于液击损坏进气阀

35、，引起导向臂，阀座的损坏。,3.11 分离器/进出口缓冲罐压缩机进出口缓冲罐/分离器的作,3.11 分离器/进出口缓冲罐,常用的分离器的结构型式分为：:过滤方式离心力,3.11 分离器/进出口缓冲罐常用的分离器的结构型式分为：:,3.11 分离器/进出口缓冲罐,A.过滤方式过滤式分离器：通过过滤元件将液滴留在滤芯上，然后流到筒的下部。,3.11 分离器/进出口缓冲罐A.过滤方式,3.11 分离器/进出口缓冲罐,B. 离心力 离心式分离器，通过离心力将重的液滴流到筒的下部，达到气液分离的目的。,3.11 分离器/进出口缓冲罐B. 离心力,4 压缩机故障原因分析,压缩机操作人员的维护职责主要是按工

36、艺规定指标严格操作，保持各摩擦部件有良好的润滑和冷却条件。根据运转情况，及时发现和判断故障所在，与有关人员迅速联系加以处理。分析步骤:1) 从整体看-介质;工况参数;气,水,油三大流程;2) 从局部看-气阀,活塞环,填料是否有泄漏 安装问题,材料变性,4 压缩机故障原因分析压缩机操作人员的维护职责主要是按工艺规,4.1 压缩机产生撞击声的原因,活塞在活塞杆上松动缸内进水（或液）或者进入杂物（颗粒较大的、直径大小超过余隙尺寸的）余隙容积太小或活塞松动造成的过大气缸套松动或损坏,4.1 压缩机产生撞击声的原因活塞在活塞杆上松动,4.2 气缸体发热的原因,冷却水供应不足，冷却水管道堵塞，供水中断，活

37、塞工作面不光滑，与气缸间隙不均匀，排气阀不严密，导致气体循环而升温，造成气缸发热。,4.2 气缸体发热的原因冷却水供应不足，冷却水管道堵塞，供水,4.3 填料函发热,填料与活塞杆配合间隙不合适，装配时产生偏差，填料函冷却水供应不足或供水中断，冷却水道污垢太厚或者供油不足。,4.3 填料函发热填料与活塞杆配合间隙不合适，装配时产生偏差,4.4 过热故障,在曲轴和轴承、十字头与滑板、填料与活塞杆等摩擦处，温度超过规定的数值称之为过热。过热所带来的后果：一个是加快磨擦副间的磨损，二是过热量的热不断积聚直致烧毁磨擦面以及烧抱而造成机器重大的事故。造成轴承过热的原因主要有：轴承与轴颈贴合不均匀或接触面积

38、过小；轴承偏斜曲轴弯曲、扭；润滑油粘度太小，油路堵塞，油泵有故障造成断油等；安装时没有找平，没有找好间隙，主轴与电机轴没有找正，两轴有倾斜等。,4.4 过热故障在曲轴和轴承、十字头与滑板、填料与活塞杆等摩,4.5排气温度不正常,排气温度不正常是指其高于设计值。影响排气温度增高的因素有：进气温度、压力比、以及压缩指数（对于空气压缩指数K1.4）。影响到吸气温度高的因素如：中间冷却效率低，或者中冷器内水垢结多影响到换热，则后面级的吸气温度必然要高，排气温度也会高。气阀漏气，活塞环漏气，不仅影响到排气温度升高，而且也会使级间压力变化，只要压力比高于正常值就会使排气温度升高。此外，水冷式机器，缺水或水

39、量不足均会使排气温度升高。排气阀泄漏，入口过滤器堵塞，吸入气体温度超过规定值，吸入阀泄漏，气缸或冷却效果差。,4.5排气温度不正常排气温度不正常是指其高于设计值。影响排气,4.5排气温度不正常,排气温度不正常是指其高于设计值。影响排气温度增高的因素有：进气温度、压力比、以及压缩指数（对于空气压缩指数K1.4）。影响到吸气温度高的因素如：中间冷却效率低，或者中冷器内水垢结多影响到换热，则后面级的吸气温度必然要高，排气温度也会高。气阀漏气，活塞环漏气，不仅影响到排气温度升高，而且也会使级间压力变化，只要压力比高于正常值就会使排气温度升高。此外，水冷式机器，缺水或水量不足均会使排气温度升高。排气阀泄

40、漏，入口过滤器堵塞，吸入气体温度超过规定值，吸入阀泄漏，气缸或冷却效果差。,4.5排气温度不正常排气温度不正常是指其高于设计值。影响排气,4.6 气缸内和运动部件有异常声响,阀片断裂或弹簧断裂，阀体压紧筒破裂或松动，气缸余隙容积太小，气缸中积聚液体、气缸中异物、气缸缸套松动或断裂、活塞或活塞环严重磨损、活塞紧固螺母松动或活塞杆断裂。连杆螺栓、轴承压盖螺栓、十字头螺母松动或断裂，主轴承、连杆大小头轴承、十字头滑道间隙过大、十字头螺栓松动或断裂、各轴承紧力太小或无紧力、曲轴靠背轮与轴的配合、与联轴节配合松驰。,4.6 气缸内和运动部件有异常声响阀片断裂或弹簧断裂，阀体压,4.7 管路发生不正常的振

41、动,管卡太松或断裂，支撑刚性不够，管架或吊架不牢，管路系统产生气柱共振或管路机械共振。,4.7 管路发生不正常的振动管卡太松或断裂，支撑刚性不够，管,4.8 油泵出口压力低或无压力,吸入管法兰或接头漏，吸入空气，油泵壳体或轴封有泄漏，吸入阀有故障或油管堵塞，油箱内油位太低，油过滤器太脏有堵塞，油泵驱动机转速下降，安全阀有故障。,4.8 油泵出口压力低或无压力吸入管法兰或接头漏，吸入空气，,4.9 油温升高,油冷器供水不足，油冷却器结垢，润滑油变质。机器运转不正常，运动部件摩擦增大。,4.9 油温升高油冷器供水不足，油冷却器结垢，润滑油变质。,4.10 压缩机排气压力低,活塞环漏气，气阀漏气,4

42、.10 压缩机排气压力低活塞环漏气，气阀漏气,4.11 排气量达不到设计要求,气阀泄漏、活塞环严重磨损或断裂，填料漏气、卸荷阀故障、气缸余隙容积过大。,4.11 排气量达不到设计要求气阀泄漏、活塞环严重磨损或断裂,5 压缩机的使用与维护,压缩机的使用启动前的准备压缩机的启动压缩机运行中的监护压缩机的维护常用的维护、巡检方法,5 压缩机的使用与维护压缩机的使用,5.1 启动前的准备,操作、维修和保养压缩机必须由具有资质的人员进行。气体管道应清理干净。检查压缩机各运动与静止联结部分的紧固程度。检查各部位间隙是否规定范围内。检查仪表是否合格、安装妥当。检查和清洗机身油池，按规定注入清洁的润滑油到规定

43、高度。检查冷却水流程是否符合要求、水路是否畅通、有无漏水现象。检查压缩机和电动机外部，取走工具和全部无关物品。盘车2-3转，运行机构应无卡住、无撞击现象。如果在排气管路上设有专用的放空阀、卸荷阀，则必须完全打开。检查压缩机的各控制与安全防护装置是否完好。,5.1 启动前的准备操作、维修和保养压缩机必须由具有资质的人,5.2压缩机的启动,点车启动压缩机，检查旋向是否正确。 开车后要随时注意油压表的读数是否正常。 耳听运动部分和气缸中有无敲碰声和冲击声。若有异常声音，必须停止压缩机，查清原因并消除。 检查各级排气压力、各级排气温度、进排水温度、冷却水压力，润滑油压力均在规定范围内。 根据电流表的读

44、数检查电动机的负荷是否在额定范围内。 检查活塞杆表面是否过热、填料是否正常。 检查电机和机身固定在基础上的牢固性。 注意管道是否异常振动。 一般不允许用多次断断续续的方法来启动压缩机。,5.2压缩机的启动点车启动压缩机，检查旋向是否正确。,5.3 压缩机运行中的监护,定期检查安全防护装置。 对规定的监测点巡回检查并认真填写运行记录。 保持机身油池内油位在规定的范围内。 中间冷却器冷凝出的冷凝水应每一小时排放一次，储气罐每班排放一次。 应随时注意和检查各压力表和温度表的读数是否在规定范围内。检查冷却水温度、流量是否正常。经常注意中间冷却器，储气罐上的安全阀状态是否完好可靠。,5.3 压缩机运行中

45、的监护定期检查安全防护装置。,5.3 压缩机运行中的监护,检查机身曲轴箱十字导轨处温度是否正常。经常注意排气阀和吸气阀的工作状况是否正常并定期清洗。 注意电机的温升、轴承温度和电压表、电流表指示情况是否正常。检查压缩机是否振动、地脚螺钉有无松动和脱落现象。定期清洗或更换各过滤器机芯，定期更换润滑油。 为了提供良好的润滑，采用符合标准的油品，禁止使用劣质机油。 停车后切断电源、关闭冷却水总阀。,5.3 压缩机运行中的监护检查机身曲轴箱十字导轨处温度是否正,5.4 常用的压缩机维护巡检方法,看用看的方法，可以看出各传动部分机件是否松动，各摩擦部分润滑情况是否良好；各级气缸和中间冷却器的冷却效率是否

46、良好和冷却水流动是否畅通；各级气缸和冷却器有否倒气；各连接处有否漏气和漏油；,5.4 常用的压缩机维护巡检方法看,5.4 常用的压缩机维护巡检方法,听用听的方法，能较正确的判断出压缩机的运转情况。因为压缩机运转时，它的响声应是均匀而有节奏的。如果它的响声失去节奏声，而出现了不均匀的杂单和噪音时，即表示压缩机的内部机件或气缸工作情况有了不正常的变化。,5.4 常用的压缩机维护巡检方法听,5.4 常用的压缩机维护巡检方法,摸用摸的方法，可知其发热程度。但是一定要注意安全，最好停车检查。在检查运动件摩擦部位时更要注意安全（各级气躲藏出口绝对不能用摸的方法，因为此处温度较高）。同时，也可知其传动部件的振动情况。,5.4 常用的压缩机维护巡检方法摸,5.4 常用的压缩机维护巡检方法,看、听、摸这三种方法不是孤立的，有时只凭一种方法是无法判断设备工作的情况。因此，我们还必须把观察到的一些材料加以联贯起来分析，才能得出正确的结论。,5.4 常用的压缩机维护巡检方法看、听、摸这三种方法不是孤立,化工机械与设备,往复式压缩机,000绪论,结 束,化工机械与设备往复式压缩机000绪论结 束,