往复式压缩机课件讲义02.ppt
- 【下载声明】
1. 本站全部试题类文档,若标题没写含答案,则无答案;标题注明含答案的文档,主观题也可能无答案。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
2. 本站全部PPT文档均不含视频和音频,PPT中出现的音频或视频标识(或文字)仅表示流程,实际无音频或视频文件。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
3. 本页资料《往复式压缩机课件讲义02.ppt》由用户(晟晟文业)主动上传,其收益全归该用户。163文库仅提供信息存储空间,仅对该用户上传内容的表现方式做保护处理,对上传内容本身不做任何修改或编辑。 若此文所含内容侵犯了您的版权或隐私,请立即通知163文库(点击联系客服),我们立即给予删除!
4. 请根据预览情况,自愿下载本文。本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
5. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007及以上版本和PDF阅读器,压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 往复 压缩机 课件 讲义 02
- 资源描述:
-
1、12022-12-131212342022-12-13256 73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速度型和容积型容积型两种。n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,也就是压力能。n容积型压缩机靠在气缸内作往复或回转运动的活塞,使容积缩小而提容积缩小而提高气体压力高气体压力。2022-12-13342022-12-1341、立式压缩机气缸中心线与地面垂直;2、卧式压缩机气缸中心线与地面平行,且气缸只布置在机身一
2、侧;3、对置式压缩机气缸中心线与地面平行,且气缸布置在机身两侧;在对置式中,如果相对列活塞相向运动又称为对称平衡式;4、角度式压缩机气缸中心线互成一定角度,按气缸排列所呈的形状,又分为L型、V型、W型、S型。5 鼓风机、低压压缩机(鼓风机、低压压缩机()、中压压缩机()、中压压缩机(11)、高压压缩机(高压压缩机(1010)、超高压压缩机(、超高压压缩机()(m m3 3/min/min,按进气状态计):,按进气状态计):微型压缩机:微型压缩机:1 1 小型压缩机:小型压缩机:1 11010 中型压缩机:中型压缩机:101060 60 大型压缩机:大型压缩机:60 60单级、两级、多级。单级、
3、两级、多级。单作用式、双作用式、级差式。单作用式、双作用式、级差式。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气缸。如果活塞两面均为工作面,气缸盖侧与轴侧均为同一级的工作容积,这样的气缸称为双作用气缸。如果活塞两面均为工作面,气缸盖侧与轴侧为不同级的工作容积,这样的气缸称为级差式气缸。6 机型命名机型命名如:6M40-490/255为6列气缸,M型对称平衡型,活塞力为40吨力,打气量为490m3/min,排气压力为255kgf/cm2(25.5MPa)7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曲轴旋转运动转化为活塞往复运动。动。压缩机工作时,电动机通过联轴器
4、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直线运动。十字头带动活塞杆,使活塞在气缸内作往复运动。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。2022-12-1378为了更好地理解活塞压缩机的工作原理,这里重点介绍。假定压缩机没有余隙容积,没有吸、排气阻力,没有热量交换,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。2022-12-1389吸气吸气活塞自0点移至1点,吸气阀打开,气体在P1压力下进入气缸。压缩压缩
5、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。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所消耗的功即为图中图中0-1-2-3-00-1-2-3-0所代表的面积所代表的面积。2022-12-13910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,2022-12-131011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
6、温压缩耗功最小等温压缩耗功最小,绝热过程耗功最大,绝热过程耗功最大,多变压缩介于两者之多变压缩介于两者之间。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。2022-12-131112压缩机工作过程中活塞环、填料、气阀不可避免存在,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。2022-12-131213中高压气体膨胀,占去活塞一部分行程,中高压气体膨胀,占去活塞一部分行程,吸进气体减少吸进气体减少 14余隙容积存在的原因及意义:(1)压缩气体时,气体中可能
7、有部分蒸气凝结下来。我们知道液体是不可压缩的,如果气缸中不留有余隙,则压缩机不可避免地会遭到损坏。因此,在压缩机气缸中必须留有余隙。(2)余隙存在以及残留在余隙容积内的气体可以起到气垫作用,也不会使活塞与气缸盖发生撞击而损坏。同时,为了装配和调节的需要,在气缸盖与处于死点位置的活塞之间也必须留有一定的余隙。(3)压缩机上装有气阀,在气阀与气缸之间以及阀座本身的气道上都会有活塞赶不尽的余气,这些余气可以减缓气体对进出口气阀的冲击作用,同时也减缓了阀片对阀座及升程限制器(阀盖)的冲击作用。15(4)由于金属的热膨胀,活塞杆、连杆在工作中,随着温度升高会发生膨胀而伸长。气缸中留有余隙就能给压缩机的装
8、配、操作和安全使用带来很多好处,但余隙留得过大,不仅没有好处,反而对压缩机的工作带来不好的影响。所以,在一般情况下,所留压缩机气缸的余隙容积约为气缸工作部分体积的3%-8%,而对压力较高、直径较小的压缩机气缸,所留的余隙容积通常为5%-12%。即压缩机活塞与缸体的余隙为:D=(3%-8%)S中大型压缩机余隙一般按轴侧1%S,盖侧1%S+1,或者前3后4的原则。S为压缩机行程。16n由于余隙容积的存在余隙容积的存在,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。n实际吸、排气过程中存在阻力损失阻力损失,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
9、路内气压;吸、排气过程中有压力波动、温度变化。n在膨胀和压缩过程中,因为气体与气缸壁之间存在热交换气体与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。2022-12-131617往复式压缩机的性能参数主要包括:u 排气压力u 排气温度u 排气量u 轴功率u 活塞力2022-12-131718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。气缸内的压力取决于进、排气系统中的压力,即由“背压背压”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
10、变化的。2022-12-131819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。2022-12-131920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态的压力和温度换算到第一级进口状态的压力和温度时的气体容积值,单位是M3/min或
11、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(进口压力特定的进口状态下(进口压力0.1MPa0.1MPa,温度,温度2020)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。2022-12-132021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,需将容积流量折算到标准状态(标准状态(1.013x101.013x105 5PaPa,00)时的干气容积值,此值称为供气量或者标准容积流量。2022-12-132122压缩机消耗的功,一部分直接用
12、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。指示功率与轴功率的比值即为压缩机的效率。压缩机:压缩机:0.900.900.960.96;压缩机:压缩机:0.850.850.920.92;压缩机:压缩机:0.820.820.900.90。2022-12-132223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2022-12-13231st stage2nd stage3 bar8 bar1 bar3 barQ241.活塞式压缩机主要优点:(1)、不论流
13、量大小,都能达到所需的压力,一般单级终压可达0.3-0.5MPa,多级压缩终压可达100MPa;(2)、效率较高;(3)、气量调节时排气压力几乎不变;(4)、活塞压缩机对材料要求低,多用普通钢铁材料,加工较容易,造价也较低廉 (5)、活塞压缩机的装置系统比较简单,可维修性强。2022-12-1324252.主要缺点:(1)、转速低,排气量较大时机器显得笨重;(2)、结构复杂,易损件多,日常维修量大;(3)、动平衡性差,运转时有振动;(4)、排气量不连续,气流不均匀;2022-12-132526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
14、离器等部件组成。气阀、气缸、活塞等气阀、气缸、活塞等曲轴、连杆、十字头、活塞杆等曲轴、连杆、十字头、活塞杆等润滑系统、冷却系统、缓冲、分离以及气路系统等润滑系统、冷却系统、缓冲、分离以及气路系统等2022-12-132627曲轴箱曲轴箱用来安装曲轴的部位称为曲轴箱。承受电机旋转产生的作用力,压缩机的主要运转部件安装在曲轴箱内。2022-12-132728曲轴曲轴曲轴是活塞式压缩机的动力传动部件。电动机等外在动力通过曲轴将动力传递到压缩机,并且曲轴带动安装在其上的另一压缩机部件连杆,将回转运动转化为往复运动,从而实现活塞压缩机的工作。2022-12-132829连杆连杆压缩机的连杆的作用是将曲轴
15、的旋转运动转换为活塞的往复运动。同时又把活塞的推力传递给曲轴。2022-12-132930十字头十字头十字头是连接活塞与连杆的零件,它具有导向作用。2022-12-133031连杆瓦、铜套连杆瓦、铜套连杆瓦包括连杆上瓦和连杆下瓦,安装在连杆和曲轴的连接部位,起耐磨、连接、支撑、传动作用。连杆瓦装配时上下的记号不能对错,瓦口的方向不能对反,螺丝需达到相应扭力。铜套的作用主要是在连杆小头部位承受载荷。2022-12-133132 填料:密封填料是由数组密封元件构成,每组密封元件主要由径向密封环、切向密封环、阻流环和拉伸弹簧组成。为减轻各组密封元件的工作负担,当密封压力较高时,在靠近气缸侧处设有节流
16、环。当密封气体属易燃易爆性质时,在密封填料中设有漏气回收孔,用于收集泄漏的气体并引至处理系统。在前置填料中设置氮气室并充入低压氮气,用来阻止和隔离易燃易爆气体向接筒内泄漏。氮气室中的氮气则允许经前置密封环向接筒气缸侧隔腔中泄漏,经顶部放空口排至处理系统或放空。有油润滑时,密封填料中设有注油孔,可注入压缩机油进行润滑,无油润滑时,不设注油孔。密封填料分通水冷却和不通水冷却两种结构型式,通水冷却时,在填料盒外部设有冷却水腔,当密封填料安装在带有冷却水腔的缸座上时,也可采用不通水冷却结构型式。2022-12-133233 填料:2022-12-133334气阀是压缩机的一个重要部件,属于易损件。它的
17、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。2022-12-133435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。2022-12-133536自动阀的阀片在开启,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、阀片与导向块之间的摩擦力等,也影响阀片的开启与关闭。2022-12-133637气阀是活塞式压缩机的重要部件之一,它的工作直接
18、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:l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。坏而引起压缩机非计划停车。l气体通过气阀时的能量损失小,以减少压缩机的动力消耗。气体通过气阀时的能量损失小,以减少压缩机的动力消耗。l气阀关闭时具有良好的密封性,以减少气体的泄漏量。气阀关闭时具有良好的密封性,以减少气体的泄漏量。l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。延长试用期。l气阀所引起的余隙容积小,
19、以提高气缸容积效率。气阀所引起的余隙容积小,以提高气缸容积效率。l结构简单,制造方便,便于维修。结构简单,制造方便,便于维修。2022-12-133738常用的压缩机气阀按照阀片结构分为:n环状阀环状阀n网状阀网状阀n菌状阀菌状阀2022-12-133839环状阀由阀座、阀片、弹簧、升程限制器、连接螺栓、螺母等组成环状阀由阀座、阀片、弹簧、升程限制器、连接螺栓、螺母等组成。2022-12-1339 40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防松措施。
20、2022-12-134041环状阀制造简单,工作可靠,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。2022-12-134142网状阀在结构上与环状阀的区别在于阀片各环连在一起
21、在于阀片各环连在一起,呈网状,阀片与升程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。2022-12-134243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。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。2022-12-134344网状阀也同环状阀一样,适用与各种操作条件,在低、中压范围内应用较为普遍。但是
22、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阀片任何一处损坏都导致整个阀片报废。2022-12-134445u菌状阀的阀片升程大,可适用于介质较脏的菌状阀的阀片升程大,可适用于介质较脏的工段,但使用维护成本较高。目前国内使用的菌工段,但使用维护成本较高。目前国内使用的菌状阀阀片材质聚醚醚酮(状阀阀片材质聚醚醚酮(PEEkPEEk)材料制成,改进)材料制成,改进后的气阀与环状阀相比有以下优点:后的气阀与环状阀相比有以下优点:1 1、采用、采用菌型阀片,材料为菌型阀片,材料为PEEkPEEk混合材料,该材料表面弹混合材料,该材料表面弹性较好,在与阀座密封
23、面接触时可有极微小的弹性较好,在与阀座密封面接触时可有极微小的弹性变形,因而阀片与阀座之间有良好的气密性,性变形,因而阀片与阀座之间有良好的气密性,密封性能加强,同时在气阀内较脏的环境下也能密封性能加强,同时在气阀内较脏的环境下也能较好的密封,该材质的阀片在水煤气压缩机中使较好的密封,该材质的阀片在水煤气压缩机中使用情况极好;用情况极好;2 2、阀片强度增加,不易损坏、阀片强度增加,不易损坏、断裂,使气阀的易损件减少,给维修带来方便;断裂,使气阀的易损件减少,给维修带来方便;3 3、该结构对气流流动有所改善,阻力系数要小、该结构对气流流动有所改善,阻力系数要小于环状阀;因而气流流过气阀的压力损
24、失较少,于环状阀;因而气流流过气阀的压力损失较少,因气流流过气阀时角度改变远低于因气流流过气阀时角度改变远低于9090度,且气体度,且气体流速较快,气体中的粉尘和焦油在气阀中停留的流速较快,气体中的粉尘和焦油在气阀中停留的机会较小,本类气阀多用于气体含粉尘较多的压机会较小,本类气阀多用于气体含粉尘较多的压缩机前几级;缩机前几级;4 4、同一结构尺寸的气阀,可改、同一结构尺寸的气阀,可改变其开孔的大小和个数来适应不同排气量的要求变其开孔的大小和个数来适应不同排气量的要求。2022-12-134546菌状阀的缺点:1、在温度较高的情况下使用效果差,蘑菇头容易损坏,且损坏之后对压缩机打气量有特别大的
25、影响;2、因为蘑菇头材质为聚合材料,因此使用范围相对环状阀和网状阀较窄,不能承受太高压力,只能在中低压中使用;3、单独气阀使用蘑菇头数量较多,维护成本较高。2022-12-134647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。2022-12-134748活塞速度:随曲轴转角而变化。活塞速度:随曲轴转角而变化。活塞平均速度活塞平均速度 V=2 V=2*S S*n/60 n/60 S S为压缩机的行程,为压缩机的行程,n n为压缩机的转速。为压缩机的转速。按活塞与气缸间的密封分为两种
展开阅读全文