往复式压缩机结构原理图文.ppt
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1、往 复 式 压 缩 机 简 介,主要内容:,结构简介主要参数机组介绍联锁逻辑操作维护故障处理,压缩机的分类,按工作原理分类,压缩机,容积式,流体动力式,往复式,自由活塞,透平式,喷射式,回转式,斜盘式,隔膜式,活塞式,滑片式,液环式,罗茨式,螺杆式,回转活塞,混流式,轴流式,离心式,压缩机的分类,按活塞的压缩动作可分为 1)单作用压缩机:气体只在活塞的一侧进行压缩又称单动压缩机。2)双作用压缩机:气体在活塞的两侧均能进行压缩又称复动或多动压缩机。3)多缸单作用压缩机:利用活塞的一面进行压缩,而有多个气缸的压缩机。4)多缸双作用压缩机:利用活塞的两面进行压缩,而有多个气缸的压缩机。,压缩机的分类
2、,按压缩机的排气终压力可分为 1)低压压缩机:排气终了压力在310表压。2)中压压缩机:排气终了压力在10100表压。3)高压压缩机:排气终了压力在1001000表压。4)超高压压缩机:排气终了压力在1000表压以上。,往复式压缩机分类,按排气量(进口状态)分类 类型 排气量m/min 微型压缩机 1 小型压缩机 110 中型压缩机 1060 大型压缩机 60,往复式压缩机分类,按结构形式分类 可分为立式、卧式、角度式、对称平衡型和对制式等。一般立式用于中小型;卧式用于小型高压;角度式用于中小型;对称平衡型使用普遍,特别使用于大中型往复式压缩机;对制式主要用于超高压压缩机。国内往复式压缩机通用
3、结构代号的含义如下:立式Z。卧式P,角度式L、S,星型T、V、W、X,对称平衡型H、M、D,对制式DZ。动画,往复式压缩机分类,往复式压缩机,往复式压缩机的工作原理:当曲轴旋转时,通过连杆的传动,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。活塞从气缸盖处开始运动时,气缸内的工作容积逐渐增大,这时,气体即沿着进气管,推开进气阀而进入气缸,直到工作容积变到最大时为止,进气阀关闭;活塞反向运动时,气缸内工作容积缩小,气体压力升高,当气缸内压力达到并略高于排气压力时,排气阀打开,气体排出气缸,直到活塞运动到极限位置为止,排气阀关闭。当活塞再次反向运动时,上述过程重
4、复出现。总之,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。压缩机的理想工作过程是:压缩机没有余隙容积,吸、排气过程没有阻力损失,吸、排气过程中与外界没有热量交换;没有泄漏。其过程如图所示。图23为活塞运动时气缸内气体压力与容积的变化,活塞式压缩机对气体的压缩,是由活塞在气缸内的往复运动来完成的。整个工作过程分吸气、压缩和排气三个过程。动画一 动画二,往复式压缩机,往复式压缩机的主要特点:1)适用压力范围广,不论流量大小,均能达到所需压力;2)热效率高,单位耗电量少;3)适应性强,即排气范围较广,且不受压力高低影响,能适应较广阔的压力范围和制冷量要求;4
5、)可维修性强;5)对材料要求低,多用普通钢铁材料,加工较容易,造价也较低廉;6)技术上较为成熟,生产使用上积累了丰富的经验;7)装置系统比较简单;缺点:1)转速不高,机器大而重;2)结构复杂,易损件多,维修量大;3)排气不连续,造成气流脉动;4)运转时有较大的震动。活塞式压缩机在各种用途,特别是在中小制冷范围内,成为制冷机中应用最广、生产批量最大的一种机型。,一、主要结构,1、分类,活塞式压缩机:适用于中小气量,大多采用电机拖动,一般不调速;气量调节通过补助容积装置或顶开进气阀装置,功率损失较大;压力应用广泛,尤其适用于高压和超高压;性能曲线陡峭,气量基本不随压力的变化而变化;排气不均匀,气流
6、有脉动;绝热效率高,机组结构复杂,外形尺寸和质量大,易损件多维修量大的缺点。,离心式压缩机:适用于大中气量,要求介质为干净气体,高转速时多采用汽轮机或燃气轮机拖动,气体调节常通过调速实现;功率损失小;压力应用广泛,尤其适用于高中低压;性能曲线平坦,操作范围较宽;排气均匀,气流无脉动;机组外形尺寸小,质量轻,易损件少维修量小。轴流式压缩机:适用于大气量,要求介质为干净气体,高转速时多采用汽轮机或燃气轮机拖动,气体调节常通过调速实现,也可采用可调导叶或静叶;功率损失小;适用于低压,性能曲线陡峭,操作范围窄;排气均匀,气流无脉动;机组外形尺寸小,质量轻,易损件少维修量小。,螺杆式压缩机:适用于中小气
7、量,大多采用电机拖动,一般不调速;气体调节常通过调速和滑阀实现,功率损失较小;适用于中低压;性能曲线陡峭,气量基本不随压力的变化而变化;排气均匀,气流脉动很小;机组结构简单,外形尺寸和质量小,易损件少维修量小;无往复式压缩机的气阀和活塞环,也无离心机的喘振。,2 活塞式压缩机分类方式:,按排气压力分(Mpa):按排气量分(m3/min):,按压缩级数分:单级、双级、多级按气缸容积的利用方式分:单作用、双作用、级差式按气缸在空间的布置分:立式-Z、卧式-P、对称平衡型H、M、D、对置式-DZ、角式度-L、W、V、X型按冷却方式分:风冷式、水冷式按安装方式分:固定式、移动式,结构:VV型 W-W型
8、 L-L型 S扇型 Z直立型 P卧式 D对动型 DZ对置型特征:W无油润滑 WJ无基础 D低噪声罩 Y-移动式,3 工作原理,压缩机工作时,电动机通过联轴器带动曲轴旋转,再通过曲柄连杆机构将曲轴的旋转运动变成十字头的往复运动。十字头带动活塞杆,使活塞在汽缸内作往复运动。曲轴旋转一周,活塞在汽缸内往复一次,压缩机完成一次工作循环。一个工作循环有膨胀、吸气、压缩、排气四个过程。电机带动曲轴不断旋转,工作循环不断重复,从而不断吸人并压缩排出气体。,压缩机的受力,如果活塞一个面作为工作面完成工作循环而轴侧通大气的称为单作用汽缸。如果活塞两面均为工作面,汽缸盖侧与轴侧均为工作容积,这样的汽缸称为双作用汽
9、缸。活塞式压缩机属于容积式压缩机,其作用原理可归纳为:由于活塞在缸内的往复运动与气阀的开闭相配合,使汽缸工作容积作周期性变化,依次实现气体的膨胀一吸气一压缩一排气四个过程,从而将低压气体升压后源源不断输出。,每一个气缸称为一列,压力分一次升高为一级,分两次升高为两级。工艺参数有进出口温度、压力、排气量、活塞力、轴功率。与活塞式压缩机有关的主要结构参数有:活塞平均速度Cm;压缩机主轴转速n;活塞行程S;气缸直径;各级压缩比。,4基本结构,1基本组成活塞式压缩机的结构型式虽然繁多,但其主要组成部分基本相同。它包括两大部分:主机和辅机。主机包括机身、中体、传动部件、气缸组件、气阀、密封组件以及驱动机
10、。辅机包括润滑系统、冷却系统以及气路系统等。,传动机构:传动机构是将电动机传来的动力传给活塞,并将电动机的旋转运动变为往复运动,主要零部件有曲轴、连杆、十字头等。工作部件:工作部件是形成工作腔以吸、排气体,给气体传递能量的部件,包括汽缸组件、吸排气阀组件、活塞组件及填料组件机体:机体是一个支持部件,由它来支撑曲轴、十字头和汽缸,使压缩机成为一个整体,机身下方兼作油箱。,润滑系统:机器中相对运动的零部件及其传动机构都需要润滑,如曲轴的主轴颈与轴承、曲柄销与连杆大头瓦、十字头销与连杆小头瓦、十字头滑板与十字头滑道之间等部位。润滑用油一般用轴头齿轮泵或单独的齿轮泵由机体油箱通过一定的油路送往各润滑部
11、位。,冷却系统:活塞式压缩机的冷却系统由冷却气体的中间冷却器和后冷却器、气缸和填料的冷却水套、油冷却器及其它附件组成。气量调节系统:压缩机中气体流量通过入口气阀上部的顶开器调节,压力的变化是生产过程中气量供求关系的反应。所以压缩机中有各种调节机构。当压力超过允许值时安全阀跳开排放,确保安全。,5主要零部件,活塞式压缩机的零部件很多,现对汽缸、活塞、气阀、填料、曲轴、连杆和十字头等部件分别作简要介绍。(1)汽缸汽缸是活塞式压缩机零部件中最复杂的一个。它承受气体压力;活塞在缸中作往复运动;气缸上要安装气阀和填料并要进行冷却。,(2)活塞 常见的有筒形活塞、盘(鼓)形活塞和级差活塞。上面设置刮油环起
12、刮油和布油两个作用,下行时刮油,上行时布油。(3)填料函气缸与活塞杆之间的间隙用填料密封。高压压缩机一般采用三、六瓣密封圈,如图所示。三瓣密封圈必须位于靠近气缸一侧,绝不能将三、六瓣封圈位置倒置,否则会失去密封作用。高压气体沿径向间隙将密封环均匀压紧在活塞杆上,起密封作用的是六瓣密封环。,(4).曲轴,曲轴是压缩机中传递动力的重要零件,承受很大的交变载荷和磨损,所以对其疲劳强度和耐磨性要求较高。压缩机中的曲轴有两种:曲柄轴和曲拐轴,曲轴主要包括主轴颈、曲柄、曲拐销。(曲柄轴仅一端有曲柄,另一端为开式,采用悬臂式支撑)。曲拐轴简称曲轴。曲轴运转中需要润滑。轴颈与曲柄连接处是最严重的应力集中点,最
13、容易发生疲劳断裂。此处的圆角过渡半径选择十分重要(图中A点)。,(5).连杆连杆是连接曲轴和十字头的部件,包括连杆体、大头和小头三部分。连杆大头与曲拐销配合,连杆小头与十字头销相配合,连杆螺栓是连杆组件中最重要的零件。它承受活塞力的作用和数倍于此预紧力作用。,(6).十字头十字头由十字头体、滑板、十字头销等组成。(7).活塞杆活塞杆的作用是连接活塞和十字头,传递作用于活塞上的力并带动活塞运动。与活塞的连接方式通常有螺纹连接、凸肩和卡箍连接、锥面连接,活塞杆和十字头连接方式有螺纹、法兰连接等。由于活塞杆承受交变载荷,应尽可能减少应力集中影响,连接螺纹采用细牙螺纹。,气阀是压缩机中的重要部件,并且
14、是易损件。压缩机气阀是自动阀,其启闭由阀片两边的压力差与弹簧力实现。这种气阀结构简单,且能适应压缩机改变工况的要求。分为4个部分:阀座、阀片、弹簧、升程限制器,(8).气阀,9 活塞式压缩机润滑系统为了减少磨损,降低摩擦功耗;带走摩擦热,冷却摩擦面,防止温度过高和运动件卡住;提高活塞环、填料的密封能力,活塞式压缩机要求在所有作相对运动的表面上注入润滑油。活塞式压缩机的润滑系统分为两部分:一为机身传动件的润滑系统,润滑曲轴、连杆、十字头等运动部件上的摩擦副;另一为气缸内活塞组件和填料函润滑系统;每一注油点均采用单柱塞高压油泵。,气缸和填料函润滑系统:它们由专门的注油器供给压力油。应用较普遍的是单
15、柱塞滴油式注油器。该注油器实质上一组往复柱塞泵。每一注油点由单独的油管供油。注入的油量必须适当,量过少会导致发热量大,密封不好,油量过多,会导致结焦后加快磨损;气体带油影响气阀启闭。,二 主要参数,活塞式压缩机的主要工艺参数有进出口温度、压力、排气量、活塞力、轴功率等,额定排气压力 即压缩机铭牌上标注的排气压力。往复式压缩机排气压力的高低不取决于机器本身,而是由压缩机排气系统的压力决定。压缩机可以在排气压力内的任何压力下工作。如果强度和排气温度允许,可以在超出排气压力的状况下工作。(但我们不允许超压),排气温度 考虑到积炭和安全运行的需要,需要对往复式压缩机的排气温度有所限制。对于分子量小于1
16、2的介质,终了排气温度不超过135;对于石油气和湿氯气,终了排气温度不超过135;其他气体建议不超过150。容积系数 活塞工作时汽缸存在着余隙容积,存在着高压气体使汽缸进气量减少,为0.09-0.14左右。,活塞力 往复式压缩机运行中,活塞受到的力有:气体力、惯性力、摩擦力等。由于活塞在止点处所受到的气体力最大,因此将此时的的气体力称为活塞力。并按公称活塞力的大小来制定往复式压缩机的系列。功率 往复式压缩机的绝热功率为各级绝热功率的总和,然后确定轴功率,选择驱动机的功率。,三 机组介绍,二联合车间包括催化重整装置的预加氢循环氢压缩机、重整循环氢压缩机、柴油加氢装置的新氢压缩机、循环氢压缩机,氢
17、气提纯装置的解吸气压缩机、产品气压缩机,共有13台往复式压缩机型,用于输送氢气和解析气;原动机为电动机,电机与压缩机间采用刚性联轴器联接。,1 预加氢压缩机,(1)催化重整装置(单元号2208)PW-1.52/(20-27.25)-X型重整预加氢压缩机(K-101A/B),制造厂代号:0668。PW-1.52/20-27.25-X型预加氢压缩机为固定水冷、一列一级、双作用P型无油润滑往复活塞式压缩机,压缩介质为氢烃类混合气体。,2重整循环氢压缩机,(2)催化重整装置(单元号2208)DW-15.3/(12-19.25)-X型重整循环氢压缩机(K-201A/B/C),制造厂代号:0666。DW-
18、15.3/(12-19.25)-X型重整循环氢压缩机为撬装式固定水冷、二列单级无油润滑往复活塞式压缩机。用于石油化工厂中的氢气增压,压缩介质为氢气及烷类。,3新氢压缩机,(3)柴油机加氢装置(单元号2213)DW-2.3/(23-67.5)-X型新氢压缩机(位号K-101A/B),制造厂代号:0660。DW-2.3/(23-67.5)-X型氢气压缩机为撬装式固定水冷、二列二级无油润滑往复活塞式压缩机。用于石油化工厂中的氢气增压,压缩介质为氢气及烷类。,4柴油加氢循环氢压缩机,(4)柴油加氢装置(单元号2213)DW-7.2(51.5-66.5)-X型循环氢压缩机(K-102A/B),制造厂代号
19、:0656。DW-7.2/(51.5-66.5)-X型循环氢压缩机为固定水冷、二列双一级无油润滑往复活塞式压缩机。用于对循环氢氢气进行增压,5解吸气压缩机,(5)PSA氢气提纯装置(单元号2212)DW-90.8/(0.1-5)-X 解吸气压缩机(K-101A/B),制造厂代号:0658。DW-90.8/(0.1-5)-X解吸气压缩机为固定水冷、二列二级无油润滑往复活塞式压缩机。用于对解吸气进行增压,6 PSA氢气压缩机,(6)PSA氢气提纯装置(单元号2212)DW-8.83/(6.5-24)-X型氢气压缩机(K-102 A/B),制造厂代号:0662。DW-8.83/(6.5-24)-X型
20、氢气压缩机为撬装式固定水冷、二列二级无油润滑往复活塞式压缩机。用于石油化工厂中的氢气增压,压缩介质为氢气及烷类。,压缩机的主要部件介绍,1 机身部件(曲轴箱)机身采用卧式箱形结构,机身材料为HT250。由机身本体、前、后轴承盖、轴瓦、前、后端盖、上盖、撑挡等组成一体。两侧与滑道接筒相连,上盖装有呼吸器和加油口。在机身的前端装有油泵(轴头泵)、观察油位的液位计以及电加热器。润滑油的进出油口也设置在前端盖上。主轴承采用滑动轴承。上、下轴瓦装在轴承盖与机身轴承座中,轴承盖与轴承座用螺栓连接固定。轴承盖上设有测量轴承温度的热电阻。轴瓦钢背与轴承座接触面积应大于70;轴瓦装上后要求轴瓦被瓦座和瓦盖紧紧箍
21、住,不得有任何松动。然后再测量轴瓦内径,要求在180mm 内。,2 曲轴部件本机的曲轴为双拐整体式,坯料用45钢锻制。轴的外伸端(驱动端)装有带联轴器的飞轮,通过刚性联轴节与电机直联。曲轴上钻有通油孔,能使压力润滑油能通达各个磨擦部位。曲轴与机身轴承的轴向间隙靠后轴承(止推轴承)保证。为防止机身内润滑油飞溅外泄,曲轴靠飞轮的一端装有抛油圈。曲轴另一端装有油泵驱动轴,用来带动曲轴头部的主油泵(轴头泵)工作。,3 连杆部件 连杆部件由连杆本体、连杆大头盖、连杆螺栓、连杆大头瓦、连杆小头瓦等组成。连杆本体及连杆大头盖均用45锻钢制成。连杆本体内钻有贯穿连杆本体的油孔。从曲轴送来的压力润滑油一部份用于
22、润滑十字头滑履和连杆的大、小头瓦,另一部份用于冷却活塞杆。大头瓦为簿壁瓦,装配方法和要求与主轴承基本相同。连杆螺母的拧紧力矩为T=760-880Nm,或螺栓的伸长量为0.160.18mm。连杆小头孔内有一铜制衬套,衬套与连杆体为过盈配合,压入后不允许有松动现象。安装时内孔最好先修刮一下,使其与十字头销有一定的间隙,该间隙保持在0.030.09mm之间较为适宜。如经长期运转磨损或产生异常响声时,应及时更换。,4 十字头部件 十字头部件为整体式结构,由十字头体、十字头销、防松齿块等组成。十字头用铸钢制造,滑履外圆铸有巴氏合金层。在十字头销、十字头磨擦表面上均设有油孔和油槽,以通油润滑滑道工作面。十
23、字头与活塞杆采用螺纹连接。在调整好止点间隙后,应拧紧活塞杆螺母,活塞杆螺母上制有一圈轮齿,活塞杆螺母拧紧后应用防松齿块压住防松。十字头两侧的圆孔内压有铜衬,铜衬与十字头为过盈配合。十字头销用20Cr钢制造,表面经渗碳淬火处理,有很好的耐磨性。,5 气缸部件本机气缸为双作用式,采用上进下排的结构形式。轴侧有填料箱,与气缸做成一体。缸气阀布置在缸体的径向,轴侧和盖侧各布置一个吸气阀和一个排气阀。气缸体材料为HT300,内镶干式缸套。缸套采用MTCrMoNi-450合金铸铁制成,内表面经珩磨加工。气缸轴侧与中间接筒配接,气缸采用软化水冷却。,6中体部件中体部件包括滑道和中间接筒二个部份。滑道和中间接
24、筒铸成一体,材料为HT300。中间接筒采用双隔室结构,滑道接筒与机身相连,支撑着十字头作往复运动。双隔室接筒与气缸相连,气缸侧的隔室内装有填料漏气引出管、充氮保护气的引进、引出管以及隔离室内气体引进、引出管和排污管。气缸外侧的隔离室内装有氮气引进、引出管和排污管,隔室与滑道之间设有刮油密封装置。每个隔室与滑道两侧都开有较大的窗孔,以便安装、检修时装拆十字头、填料、刮油箱等用。滑道的窗口装有有机玻璃盖板,压缩机在起动和运行时可观察十字头的供油情况;双隔室的窗口装有带垫片整体式金属盖板,密封可靠,可以防止易燃易爆气体外逸。,7 活塞部件 本机活塞为整体结构,活塞体用铸铝制成,两端的座用不锈钢制成。
25、活塞的两端装有导向环,中间装活塞环。导向环与活塞环都用碳纤维填充聚四氟乙烯(CRPTFE)制成。活塞杆用42CrMoE制成,具有良好的耐腐蚀性。活塞杆工作表面经喷涂碳化钨处理,具有良好的耐磨性。活塞杆与十字头用螺纹相连,并以螺母锁紧,用齿块防松。旋转活塞杆,调节螺纹拧入十字头的长度,可调节压缩机的内、外止点间隙。止点间隙可用压铅法检查。活塞部件在装入或取出气缸时,必须使用本机随机所带的专用工具中的活塞杆保护套(使用活塞杆保护套时应先检查保护套本身是否良好),以防止活塞杆螺纹将填料和刮油圈等PTFE元件划伤,使填料及油封工作可靠性受到影响,甚至失效。请用户和安装单位注意。,活塞环装配时应注意环与
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