小型活塞压缩机维护维修规程(下)(精选文档)

1、小型活塞压缩机维护维修规程（下）（精选文档）（文档可以直接使用，也可根据实际需要修改使用 ，可编辑 欢迎下载）中、小型活塞式压缩机维护检修规程 （上二0（七20 填料部件（如图 12与刮油环（如图 13 填料部件安装在气缸下面 ,刮油环安装在中体下面。1. 金属或塑料的密封元件不允许有划 痕、损伤等缺陷。2. 金属填料密封环、刮油环的内圆柱面 被拉毛、划伤或磨损后 ,可以重新刮研后使用。3. 填料函的密封环、刮油环均应定期更换。4. 有下列情况之一时 ,密封元件应报废 : 密封环磨损严重 ,无法自动补偿 , 漏气 大; 刮油环磨损后径向开口消失。 1 循环油泵

2、油泵各部分间隙应符合图纸的规定 ,齿轮啮 合正常 ,转动灵活并按公称压力进行试压。当油泵泵壳出现裂缝 ,或泵壳、齿轮磨损严重 ,调整后试压仍不合格或者不能满 足生产需要等情况时 ,应予以报废。4.2.6 组装曲轴与主轴承的组装 1.曲轴箱校正校正内容 : 找正曲轴箱纵、横向的水平度。 校正方法 :用水平仪 （卧式或框式水 平仪。检查或测量方法 :水平度在每个主轴承座沿轴向分别测量 ,每测量一个位置时都 应就地将水平仪调转 180°再测一次 ,取两次所测的平均值作为真正的水平度的数值 （以后测量均按此法。调整方法 :用曲轴箱下放置的三只千斤顶调整。图 12.VW -5/25 型空压机填

3、料部件 1. 填料筒 2. 挡圈 3.O 型圈 4.填料盒 5.阻流环 6.密封环 7.O 型圈 8.碟型弹簧 9.挡圈 10.挡片 11.压圈 12.弹簧 13.弹簧图 13.VW -5/25 型空压机刮油环部件2. 主轴承的安装滚动轴承的滚子与滑道应无疤痕、斑点等缺陷，保持架完好,接触平滑,转动无杂音轴承与曲轴的组装应采用热装法。可将轴承在 100120C左右的机油油浴中 加热 1015分钟后迅速安装到轴上。也可用专用的轴承加热器加热 ,但严禁采用火 焰直接加热轴承 ;装配后轴承内圈应与轴肩靠紧。承受径向和轴向负荷的滚动轴承与轴承端盖间的轴向间隙一般不大于0.1mm;沿轴膨胀侧的滚动轴承与

4、轴承座端盖间的轴向间隙应符合图纸的要求。3. 装上曲轴箱上盖并紧固到工作状态 ,检查曲轴的水平度 ,其值一曲轴箱基本一 样，检查轴承间隙应在0.130.209mm范围内。曲轴另一端有联轴器与电动机端联接并保证两轴同心。4. 曲轴与主轴承安装要求曲轴上的油孔应通畅。曲轴上堵油螺塞和平衡铁的锁紧装置必须紧固，按规定用280Nm力矩拧紧曲 轴平衡重螺栓。 气缸组装1. 组装要求气缸气体工作容积部分和水腔部分均应进行水压试验 ,不得渗漏;气缸组装时 , 气缸垫片必须更换为新垫片 ,同时要注意气缸垫片的放置 :垫片上较小的圆孔开口朝 冷却器侧 ;按规定用 60Nm 力矩拧紧气缸盖或气缸座的

5、螺母。气缸中心线应与十字头滑道中心线重合 ,表 13.其同轴偏差如表 137k.笛mm同轴度偏差mm平行位桟轴向倾制VLDUD.050.02710000.0731XJ500OJO0.04710002.气缸安装位置的校正中、小型压缩机的气缸安装位置一般依靠机械加工的接合面上定位凸肩来保证 安装的精确度；严禁使用加偏垫、螺栓紧力不均匀或借助其它外力等不正确的方法 来校正。426.3连杆、十字头组装1. 连杆组装223224连杆、十字头安装前应认真清洗，特别是各油孔部位一定要清洗干净；连杆安装 时要注意十字头标记，不得装错。开式连杆组装时，连杆螺栓拧紧力应符合规定值（150Nm,可采用扭力板手，也可

6、以采取测量连杆螺栓伸长来测定。连杆螺杆头与螺母的支承面与连杆支承面 应均匀接触，相邻两接触点必须同处于45。扇形范围内并只允许有一处，螺栓拧紧后 应锁紧。 连杆大头瓦与曲柄销的径向间隙应符合规定，一般情况下不需刮研，完全靠机械加工来达到 ,接触不良时可稍稍拂刮 轴瓦与曲柄销间隙检查、测量或调整。间隙检查或测量方法 : 压铅法 :在曲柄销上横放直径比间隙值约大 1/3的铅丝如 图 14, 装上连杆大头瓦和连杆盖 ,拧紧连杆螺栓将轴瓦压紧 , 拆开并测量被压扁的铅 丝厚度即为轴瓦的径向间隙。连杆小头瓦的径向间隙按十字头销的直径和轴瓦的材料选择 ,一般为 0.00070.0012d ,d 为十字头销

7、的直径。 连杆小头瓦 ( 衬套与连杆小头孔为过盈配合 ,一般用压力机将衬套冷态压入 , 当衬套直径不大时 ,也可用手锤 打入 ,但必须使用软金属垫的导向心轴或导向套环 , 压入后衬套内径稍有缩小 ,应检查与十字头销的贴合度及径向间隙 ,可以通过刮研来 达到规值。连杆的轴向定位 ,不论是大头还是小头定位 ,定位端面与曲柄销或十字头的配合间隙取 0.20.5mm , 非定位面取 25mm 。2.十字头组装十字头装入滑道时应注意不要碰伤滑道并调整好间隙 ;连接十字头与连杆时 ,要 注意十字头与滑板的间隙不能有较大的变化 , 十字头在前后位置的间隙均匀 ,无异常 变化。刮研十字头滑履使其与十字头滑道的

8、接触点均匀分布，且占滑履总面积的60%。十字头在滑道中，颈部端面必须垂直于滑道中心线，其垂直度偏差> 0.2mm/m 。十字头销孔和销轴配合锥面，十字头与活塞杆联接件结合端面都必须均匀接触相邻两接触点必须同处于45°扇形面内并只允许有一处；十字头与活塞联结牢固 后，下滑履应与滑道贴合。十字头滑履与滑道径向间隙取（0.00060.0008d ,d为十字头外径，在滑道水平放置的压缩机中，径向间隙应位于滑道不受侧向力的一侧。在立式压缩机中，其间隙应保图14.压铅法测量间隙1.铅丝2.曲柄销3.大头瓦225持两侧均匀分布，十字头中心线应和滑道中心线重合，十字头中心线在滑道中的 平行位移

9、应和气缸安装位置一致，水平方向斜度为0.15mm/m。十字头在滑道内刮研、推研长度为行程长，可拆式滑履间隙调整只要增减滑履 与十字头体之间的垫片，整体式十字头与滑道间隙由机械加工来保证。十字头销的连接螺栓 ,上、下滑履连接螺栓以及十字头与活塞杆联结均应拧紧和填料组件 ,刮油环组装1. 填料内的油、水、气通道应畅通 ,清洁。2. 各填料结合端面应在平板上研磨 ,使之紧密贴合 ,无缝隙。3.塑料填料密封圈端面用细砂布打磨平整 ,与活塞杆接触的内圆柱面只需检查是 否基本贴合。4. 密封圈组合用圆柱销定位时 ,应注意勿使切口重合相对 ,而应互相错开。5.填料盒的安装顺序不得弄错 ,必须保证密封润滑油孔

10、及冷却水流道对正和畅 通。活塞组件安装1.活塞与活塞杆连接活塞与活塞杆采用圆柱凸肩连接形式，凸肩与活塞结合端面应刮研，使其接触均 匀，活塞螺母也应与活塞接触均匀，拧紧活塞螺母后应采取防松锁紧装置，活塞安装后 应测量活塞端面与气缸端面的间隙（线性余隙。表14.2. 检查活塞环两端平行度与翘曲度，翘曲允差如表14。3.将活塞环放在气缸内检查周向开口间隙，同时在气缸的前、中、后三个位置上， 用透光法或塞尺法检查表15.活塞环与气缸工作面的贴合度，允许间隙值应不大于 表15所列数值并不超过两处，每处弧长所对中心角不得大于45 °,并不得在活塞环周向开口处 30°范围内活塞环直風nu

11、n允乖mm活窒环住比mm允?；. mmW25O503250<0.03>250-500<0.05>250-500<0.054.活塞环在活塞环槽内沉入量为 0.250.50mm,表16.气缸直径mm 100500 5001000轴向间隙0.05 0.10 mm轴向间隙如表16。5.活塞环装入环槽后应 能自由转动；手压活塞环 时，环能全部沉入槽内。 活塞装入气缸时可借助导向工 具，注意同组相邻活塞环周向开口应错开，在气缸中所有活塞环开口位置 都不要对准气缸上的进、排气阀口。6.为了避免活塞杆的螺纹损坏以及活塞杆通过填料时造成填 料函受损，在将活塞部件装入气缸时，必须在活

12、塞杆螺纹端加上一个一个圆锥形保护套管（如图15。 1.气阀组装 检查气阀阀座密封面及阀片平面 应无缺口、裂缝、明显 图15活塞杆保护套管 的划伤等影响气密性的缺陷。2.检 查弹簧的几何尺寸，应符合图纸要求，同一个气阀中的所有弹簧高度应尽量一 致，以求工作时弹力相等。3.气阀组装后，弹簧力均匀，阀片、弹簧运动时应无卡住和歪斜现象，气阀开启高 度应符合规定。气阀组装时，按规定的力矩拧紧气 阀螺母：M8的气阀螺母为1012Nm , M10的螺母为2024Nm, M12的气阀螺 母为3644Nm, M1& 1.5的螺母为90110m。4.组装好的气阀用煤油进行气密 性试验，允许有

13、少量不连续的滴状渗漏，而不得有 线状渗漏。 5. 气阀中心 连接螺栓及螺母拧紧后应锁牢或铆死。 润滑系统组装 循环油泵（如图 16为固定在 曲轴箱上的转子泵，由曲轴直接带动。油泵的油压为0.150.35MPa,可以通过 调节序号 1、 2两个零件将油压调到合适的范围。 安全阀组装 安全阀应按规定定期 （一年一次进行校验合格后方可使 用；安全阀起跳压力如下： 一级安全阀 开启压力：0.320.38MPa；二级安全阀开启压力：1.171.25MPa； 2 2 6三级安全阀开启压力： 2.622.82MPa。 管道、阀门的检修方法和质量 标准按管道阀 图

14、1.VW - 5/25型空压机油泵部件1.螺钉2调整垫3.弹簧4.圆柱滚 子5.精滤油器6.泵盖门维护检修规程（LX/JS D 002 462007执行。5 5.1 5.1.1 试车与验收 试车前的准备工作 全部检修工作结束，清理检修现场，保持环境清 洁，无灰尘，无影响操作人员的 工作杂物，达到工完料尽场地清。 检查压缩机主要连接部位，确认达到设计要求。检查压缩机组气管路、润滑管路及冷却水系统组装后确已清洗干净。 压缩机内加油至规定位 置。 调整压缩机气、水、油的安全保护系统。 拆除各段气阀，并装上过滤网。 检 查仪表、电器、水系统、油系统、气系统，确认具备试车条件。 开启冷却水系 统、电机通

15、风系统、循环润滑系统；调整各冷却水支管的水流量， 检查各水路水 流是否畅通，指示仪表是否正常，检查水压、油压等是否符合要求。 5.1.9 5.2 5.2.1 盘车两周以上，无异常现象。 空负荷试车 瞬间启动空压机，注意运转方向是否正 确，并观察和测听有无障碍和异常声响； 停机后检查压缩机各部位情况，如无异 常现象可进行第二次启动。 5.2.2 第二次启动，运转五分钟后停车，检查各部位振 动情况以及有无异常声响、发热 及振动情况；发现问题停机后应查明原因，及时 排除。 5.2.3 经第二次启动后无异常情况即可进行空负荷试车， 使压缩机运动密封 面达到严密 贴合及运动机构摩擦副达到更好配合，空负荷

16、试车时间为46小时。5.2.4 空负荷试车中的检查 循环油压力应保持在 0.150.35MPa， 压缩机运 行中若油压降到0.15MPa时油压过 低指示灯亮并报警，压缩机自动停机。届时应查明原因，消除故障；在消除故障前压缩机 不得投入运行。 检查润 滑油压力和温度，油温应不大于 70C。检查运动部件有无不正常声响，并及时消 除不正常现象。2 2 基础振幅在安全极限内。 试车中如出现异常情况，应及时检查 故障原因，必要应停车检查；排除故障后重 新进行空负荷试车。在未排除故障 前，不得启动压缩机。 空负荷试车停机后，检查各连接部位有 无松动，如有应予以消除。 空气负荷试车 空气负

17、荷试车时间如下：中修，八小 时；大修，二十四小时。 负荷试车前先打开旁通阀及放空阀，使压缩机各级成无 负荷状况；盘车两周观察 无异常情况时，即可启动压缩机。 5.3.3 压缩机启动并运 行平稳后，关闭辅机的排液阀、各级旁通阀，并逐渐调节压缩机 排气阀门，使压 缩机缓慢升压并逐渐达到负荷试车所规定的压力、温度和轴功率；并同时 调节各 级冷却水流量。压缩机运行过程中升压可分为 34个阶段进行，于三分钟，并应 缓慢均匀。 5.3.5 在进行空气负荷试车时， 必须有专人负责控制最后一级的截止 阀，以防止压缩机 每次升压过程不少 超负荷运行。 5.3.6 空气负荷试车中应经常检 查机组各部位运行情况，检

18、查仪表、电器、水系统、油 系统等是否正常，联锁装 置是否灵敏；各项检测指标均应在安全极限范围内。 5.3.7 试车过程中出现异常情 况时，应查原因并予以消除，必要时应停车检查，在消除 故障后重新进行空气负 荷试车；在故障未排除前严禁启动压缩机进行试车。 5.4.2 6 6.1验收 活塞压缩机达到下列标准，生产部门可按规定 办理验收手续，移交生产使用： 检修质量符合规程要求，检修记录齐全、准确。 试车进行正常，各项参数符合技术指标。 仪表和安全联锁装置准确、灵敏。 零部 件完整，机体整洁。 附属设备及管线无异常声响及严重振动。 机组表面防腐涂层 完

19、整，管线刷漆标志鲜明。 验收合格，按规定办理手续，正式移交生产。 维护检 修安全注意事项维护安全注意事项228严禁违章开停车和违章操作。 严禁使用不 合格或变质润滑油。 严禁带压松动或紧固螺栓。 转动外露部分必须有安全防护装 置。 设备运行时不得在转动部位擦抹设备或进行检修工作。 检修安全注意事项 设备检修前必须办理安全检修任务书，采取可靠的安全措施，并按大、中、小修 规 定逐级审批。 按规定停车，卸完余压，处理合格。 切断电源，并挂上 “有人检修，禁止合闸 ”标志。 按规定办理设备交出手续。 对检 修用的起吊机具、工具进行严格检查，确保安全可靠。 对应该加盲板的部位加上 盲板，并有盲板示意图

20、。 拆卸零部件必须按顺序整齐摆放， 高压螺栓、 活塞杆等 外露螺纹， 必须加以保护， 以免损伤，检修现场应用专用围栏围上，检修完毕将 围栏和其他临时设施拆去。 拆开的设备 孔、管孔，要及时堵好，防止掉进异物。 压力容器水压试验，必须按规定进行。 检查完毕后对需要封闭的部位应先经过仔细检查，防止工具、杂物留在设备中。 试车安全注意事项 试车必须有专人指挥，专人负责安全，专人进行操作，操作人 员必须持证上岗。 试车前应按要求做好一切准备工作。 试车过程中，禁止无关人 员进入现场。 试车中如发生异常现象，要立即停止试车，查出原因并处理后再继 续试车；在未 查明原因和消除故障前，不得启动压缩机。2 2

21、 9小型热电联产的选择（下）08-06-17 09:21:00 韩晓平 编辑：Studa_hasgo122卡特彼勒燃气内燃发电机热电联产技术参数机型单位G3306TAG3406TAG3406LEG3412TAG3508LEG3612SITA(发电机额定输出功率KW11019035051910252400发动机转速Rpm150015001500150015001000涡轮压缩机压缩比8.0:111.6:19.7:112.5:111.0:19.0:1最小进气压力kg/cm2能量消耗（低热值）MJ/hr1451207337585044108102392

22、5天然气耗量*M3/hr41.659.4107.7144.6309.9685.9废烟气排量M3/hr41890412782509481537472废烟气温度° C540415450453445450废烟气排热量MJ/hr263382616116621995438废烟气含氧量%0.58.54缸套冷却水出口温度° C999999999988缸套冷却水排热量MJ/hr594612135093629372218中冷器进口温度° C543232323254中冷器排热量MJ/hr1897832166951462发电热效率%27.2933.0033.533

23、7.0434.1436.11供热效率%54.2747.3749.0741.3648.5534.30总热效率*%81.5680.3682.6078.4082.6870.41热电比*%19914414611214295主要优点:（1）技术成熟，工艺稳定，已经被广泛采用。仅在我国各个油田，卡特公 司就有超过200台燃气内燃机正在利用油井天然气运行，其中一些设备已经 稳定运行超过15年；（2）发电效率高，通常在32-40%。这对于电力需求较大的用户十分合适;电能转换比较厂家GEAllisonSolarSolar杭汽*Cate类型轻型燃机燃气轮机燃气轮机先进燃机蒸汽轮机燃气型号LM500501KB5Ce

24、n taurMercuryT9099G出力38803725388042003000r千瓦热耗（kJ）1205912995129258683174179发电热效率29.85%27.7%28%41.5%20.67%3注：*燃油锅炉有效热能转换效率90%凝汽发电，进汽压力3.43MP,温度435C，汽耗 4.75kg/kWh。（3）可选择的机组容量范围大，从几十千瓦至近万千瓦的产品市场上都可以找到；（4）燃气可以利用燃气内燃机自身携带的空气压缩机增压，不用另配增压 设备；（5）使用多种低热值燃气，应用范围大。主要缺点：（1）体积大，重量大，热电联产不宜布置；（2）运行维护成本高，大修费用高；（3）

25、由于内燃机作功需要震暴，导致噪音很大，通常超过100分贝；（4）余热回收复杂，需要对烟气、汽缸冷却水、中冷器三段热量进行回收；（5）供热量小；（6） 些厂家产品的运行稳定性还存在一定疑问，例如：安装美国X X X 公司的燃气内燃机的公共汽车的抛锚现象，在北京街头时常可见。2.4、燃气外燃机热电联产-老发明新用途：燃气外燃机是根据1816年苏格兰人Ro斯特林一项发明的原理设计改进而来 的，又称斯特林发动机或热气机。外燃机可用氢、氮、氦或空气等作为工 质，按斯特林循环工作。在热气机封闭的气缸内充有一定容积的工质。气缸 一端为热腔，另一端为冷腔。工质在低温冷腔中压缩，然后流到高温热腔中 迅速加热，膨

26、胀做功。燃料在气缸外的燃烧室内连续燃烧，通过加热器传给 工质，工质不直接参与燃烧，也不更换。主要优点：（1）体积小，一个25kW的机组，体积仅有办公桌大小；（2）因为做功不发生震暴，噪音很小，可在 65分贝以下；（3）发电效率高，可达到29%（4）燃气不用增压；（5）外燃机可以燃烧各种可燃气体，如：天然气、沼气、石油气、氢气、 煤气等，也可燃烧柴油等液体燃料，还可以燃烧木材，以及利用太阳能等。主要缺点：（1）技术太新，应用经验不足；（2）余热品质低，仅有冷却水可以加以利用；（3）可选择机组仅有25kW机组。核心STM外燃机外型机剖面图2.5、燃气电池热电联产-人类理想的热电技术:尽管燃料电池技

27、术达到广泛应用还需一段时日，但这一技术的进展极为迅 速，世界各国都投入了大量资金、人力进行开发研究，因为燃料电池代表了 未来的能源技术。燃料电池有多种方式，一般都适合热电联产，主要分类为：1、质子膜交换燃料电池，将氢气和空气中的氧气通过作为固体电解质的质子交换膜反应,生成电能和60-80C热水，发电效率为40%造价较低，极具应用价值，特别 是家庭热电设施和汽车上可以广泛使用； 2、熔融碳酸盐燃料电池，通过多孔 陶瓷材料和金属材料，将熔融状态的碳酸盐作为电解质，直接利用氢气、煤 气、天然气或沼气等在高温下非燃烧反应，发电效率高达45%，并能产生600-700C高温余热，可以代替燃气轮机的燃烧室，

28、形成燃料电池-热气轮机- 蒸汽轮机联合循环热电联产，热效率极高，可以在发电效率超过60%的情况下，取得接近 95%的热电效率。是将来大型发电 / 热电设施的理想选择； 3、固 体氧化物燃料电池，以固体氧化物作为电解质量，在高温下进行非燃烧反 映，工作温度可超过800C可利用氢气、一氧化碳、天然气、煤汽化气、等多 种燃料，最适合集中或分散发电和热电联产，使用燃料电池 -热气轮机- 蒸 汽轮机联合循环发电时效率可提高到 70%，热电效率接近 95%。主要优点：（1）除了产生纯净二氧化碳可一回收利用外，其他污染物的排放为零，几 乎没有污染；（2）体积极小， 8kW 质子交换膜机组只有一台 20寸彩电

29、大小；（3）发电效率极高 45-70%；（4）燃料应用非常广泛，几乎所有含氢的物质；5） 运行无须人员职守，运行费用低；2021 第十二届中国国际天然气汽车、 加气站、燃气技术设备博览会论坛论文CNG 压缩机面面观高其烈由压缩机及其驱动电动机和相关装备构成的天然气压缩机组，是天然气汽车加 气站的最关键的动装备。天然气压缩系统装备的电力消耗，占据加气站总电耗九成以上的份额。压缩系 统装备的购臵费，约为加气站装备总购臵费的四分之一左右。一、对 CNG 压缩机的基本要求1. 确保压缩机和加气站的安全运行。尽管天然气的物理化学性质并非 “易燃易爆 ”，而是 “能燃可爆 ”，其密度甚低、 在大气中逸散很

30、快，燃点高达650C，在空气中的爆炸极限范围又很窄，为 4.8% 13.46% （体积比）。但是，务必防患于未然，应尽量减少加气站装备的天然气 泄漏量。压缩机气缸处的活塞杆填料，是压缩机天然气外泄漏的最主要部位，是加气站 安全运行的第一隐患所在。故应严格控制该处的天然气泄漏量在允许的安全范围 内。2. 提高压缩机的机、电零部件的运行可靠性。压缩机是加气站最关键的动装备，又因其机、电零部件种类和数量众多，故而 同时又成 为加气站最易产生故障的动装备。提高压缩机的机、电零部件运行可靠性，避免非计划停车与检修，其重要性不 言而喻。3. 节电、减震与降噪。压缩机是加气站装备里最大耗电者，也是机械振动和

31、气流压力脉动的最主要源 头，还是 机械噪声、因冷却目的而产生的空气流动噪声的主要根源。在确保安全运行和提高机、电零部件运行可靠性的前提下，应力求压缩机节 电、减震与 降噪。二、CNG压缩机运行的特点1. 总体说来 ,CNG 压缩机排气表压力均为 25MPa, 世界各国皆如此。 NGV 加气 站中的常规站、子站所装备的 CNG 压缩机 , 其排气表压力恒为 25MPa 。至于加气 母站中的 CNG 压缩机排气表压力 , 则依长管半挂车上的 CNG 高压气瓶的工作压力 而定,为25 MPa或20MPa。2. CNG 压缩机吸气压力 , 对用于常规站 /母站者而言，都取决于进站天然气管网 压力。而加

32、气子站中的 CNG 压缩机 , 其吸气压力则是变值，最高吸气压力值和最 低吸气压力值皆由 NGV 加气站的工艺设计确定。在国内工程实践中 , 一般来说大 体介于3MPa20MPa之间。3. CNG 压缩机都具有有别于多数工艺流程用压缩机的间断运行的特点。近代的 CNG 压缩机 , 其启动、运行或停机的控制，都自动地取决于加气站的高压储气 瓶组的实际气压状况；而每一次的运行时间、停机时间，则由站用高压储气瓶组的 水容积和车辆（对加气母站而言多为长管半挂车上的移动储气瓶组）所需之加气量 综合确定。4. 由 NGV 加气站的智能化控制目标出发 , 理所当然地要求 CNG 压缩机及机组 的机械部分、

33、高其烈 , 中国天然气汽车编委、四川省机械工程学会天然 气汽车专业委员会高级技术顾问、压缩机技术顾问、西安交大压缩机主 编、国家机械装备集团中国通用机械工程总公司压缩机专业研究员级高级工程师。强弱电部分 , 都具备适应无人值守、全自动控制运行的必要条件。5. CNG 压缩机吸入的天然气 , 其品质应符合有关标准规定。一般情况下 , 在压 缩机吸气口之前 , 需将进站天然气作适当工艺处理并使之达标。6. CNG 压缩机排出的高压天然气 , 一般亦应进行工艺处理 , 使之符合对车辆加 气的品质规定。气缸极少油润滑的 CNG 压缩机、气缸不注油润滑的 CNG 压缩机 （机身和气缸之间的中间接筒非 “

34、双间隔室 ”型的） , 都难以摆脱机身内传动机构润 滑油对其排出高压天然气品质的不良影响。7. CNG 压缩机的各级排气温度 , 无论压缩机的冷却方式如何（水冷、风冷或混 合冷却），均应符合出自安全角度确定的排温限值 , 当气缸、填料为注油润滑（或 极少油润滑）时 , 更是如此。8. CNG 压缩机的供气量与高压储气瓶组的水容积值之间 , 应匹配合理 , 其核心 目的有二：一是防止 CNG 压缩机过于频繁的启动 , 以避免由此导致的机件、电 器、动力电费的额外负荷；二是为了在最低电价时间区段将气瓶组充足气，以减少 压缩机在电价高的时间区段的运行时间 , 从而节省加气站的动力费用。9. 压缩机一

35、般皆以电动机拖动，而CNG压缩机不乏用天然气发动机驱动的。 受运行场所动力电条件的制约 , 只能采用天然气发动机配套 , 为情况这一。为追求加 气站的动力费用低 , 站内压缩机全部由天然气发动机驱动 , 为情况之二。情况之三是 站内压缩机之驱动机 , 电动机和天然气发动机兼而有之 , 以求控制灵便及节省动力费 用：夜间工业电价最低时 , 以电动 CNG 压缩机将大水容积的高压储气瓶组充满 气；当高电价的白天需启动压缩机时 , 就以天然气发动机 CNG 压缩机组为主力。10. CNG 压缩机还具有运行地域极为宽泛、气象条件差异极大的特点：严寒、 高海拔、缺水、湿热俱有之。固定式 NGV 加气站用

36、、室外移动式 NGV 加气站用 CNG 压缩机, 又有其明显差别：固定用者 , 务必满足运行场所的环境噪声限值规定 且有时是很苛刻的；室外移动用者 , 需适应无冷却水源、高寒气候条件甚至是无动 力电的条件。11. CNG压缩机应能适应进站天然气管网压力变化这一重要因素 ，既包括一天 之内因城市居民炊事、洗浴用气而可能出现的气压变化 , 也包括可能的管网改造升 压或天然气衰减降压等情况。12. CNG压缩机规格型号的确定,不仅要与建加气站时所需的实际加气能力相 符合, 尚应虑及可能实施的加气站增容的需要。宜在扩容后压缩机台数增多而规格 型号相同, 即采用“模块式”的增容方法。13. 把天然气能燃

37、可爆的特性和 CNG 压缩机在 NGV 加气站中的运行实际状况 结合考虑 , 压缩机房应是大敞开式的 , 更宜采纳遮雨棚下臵橇装压缩机组方式。如为 后者 , 在我国长江以北地区则以全风冷 CNG 压缩机为相宜。14. 对于配用循环冷却水系统的 CNG 压缩机组来说 , 闭式系统较开式系统更为 适宜。冷却水直排 , 导致宝贵的水资源浪费巨大 , 理应摒弃之。闭式系统是指采用风 冷式散热器 , 使水在冷热交换过程中不和环境空气接触的冷却水循环系统。开式系 统是指在环境空气中曝气降温的冷却水循环系统。使用含防冻液的软化水的闭式系 统, 在防止水垢、金属腐蚀的产生等方面 , 有着强的综合优势。15.

38、CNG压缩机运行的安全性应得到保障,这是确定无疑的。NGV加气站要求CNG 压缩机确保安全、运行可靠、节能长寿。因此，填料处微量泄漏气的处臵方 式（引出放空、集污箱回收气、承受内气压的机身贮留泄漏气等） , 各级排气温度 限值, 易损件的更换期，运动件承载面的比压值 , 气流速度与压力降 , 等等, 均需受到 控制。三关于加气站用 CNG 压缩机的几个重要概念在确认加气站的天然气压缩系统装备，应安全运行、应提高零部件的运行可靠 性、应节电、减震与降噪这些前提下，对 CNG 压缩机作深一步的探究，这对于如 何优选压缩机，甚有裨益。1. 压缩机的流量、压强单位及其换算压缩机的流量这一泛指名词的进一

39、步明确化，就分解成压缩机的容积流量和压 缩机的供气量，此二名词。a. 压缩机的容积流量释义压缩机的容积流量，是指在额定排气压力下压缩机在单位时间内排出的气体容 积值；该值在排气端测得并折算到压缩机进口状态，即压缩机第I级进气处的压力与温度时的容积值，此值尚应计入级间分离掉的水分折算成蒸汽的容积，还应计入 气体压缩性的影响。b. 压缩机的供气量释义压缩机的供气量，是指压缩机在单位时间内排出的气体容积值折算到标准状态 之值，并不计入级间分离掉的水分及抽气量（当工艺流程自压缩机级间抽气时）。供气量的标准状态是：绝对压力 0.1013MPa、温度0C、干燥气体。c. 压缩机常用容积流量、压强单位及其换

40、算遵照国际单位制，压缩机常用容积流量单位是 m 3/min （米3/分）、m 3/h （米 3/时），压缩机常用供气量单位是 Nm 3/min （标米3/分）、Nm 3/h （标米3/时）。然而，和压缩机有关的国内外技术与商务交往中，英制单位依然经常出现。为 方便交流，今将笔者简约版的压缩机常用容积流量单位、压缩机常用压力（压强） 单位及其换算分列于表 1 及表 2。该二表之数字修约，满足工程级需要。 2.CNG 压缩机的供气量天然气汽车加气站及其 CNG 压缩机，最多用到的流量单位就是供气量。前已 言及，供气 量是与标准状态对应的。供气量标准状态是：温度OC、0.1013MPa绝对压力，而非

41、其它温度与压力值。CNG 压缩机的供气量 V N 和它的公称容积流量 V （进气状态）之间，存在着 怎样的换算关系呢？VN =GV式中， G 供气量换算系数，它因压缩机的进气温度和进气压力不同而不同。依据我国机械行业标准JB/T汽车加气站用天然气压缩机，CNG压缩机规定工况进气温度20C。以该20C及柏弩利连续方程，笔者得出的不同进气压力下 CNG 压缩机供气量换算系数 G 如表 3。知G值后，V N与V之间可以相互推算。表3中G值之数字修约，亦满足工 程级需要。3. CNG 压缩机结构类型与结构型式的优选a. 由 CNG 压缩机的高排气压力、中小流量的性能参数特点所决定，迄今为 止，天然气汽

42、车加气母站、常规站和子站用者，皆以往复活塞式压缩机为绝对主 流。而其它结构类型压缩机在该性能参数范围内，或者排气压力根本达不到，或者 在零部件具体结构上无法实现。b. 往复活塞式 CNG 压缩机的结构型式及其综合比较往复活塞式压缩机的结构型式，是按其气缸中心线的分布状况来区分和命名 的。往复活塞式 CNG 压缩机的常见结构型式及其综合比较示于表 4，毋庸赘叙。c. 式CNG压缩机结构型式的优选压缩机结构型式的优选，往往是加气站业主和专业设计院首先关注的要点（a ） 惯性力及矩平衡状况与机械振动这是结构型式对压缩机的最重要的影响所在。往复活塞式压缩机的惯性力，包含旋转惯性力和往复惯性力。往复惯性

43、力中， 又以一阶往复惯性力的量值为最大，其扰动频率和压缩机的曲轴转速相同。扰动频 率为压缩机曲轴转速之倍的二阶往复惯性力，其量值较小，欲平衡之则需增设复杂 的运动机构，故一般不予考虑。不同结构型式的压缩机所能达到的惯性力、惯性力矩平衡的水准不同，从而其 产生的机械振动的大小也不同。自表 4 可见，对称平衡型这种结构型式比其它各种 结构型式的惯性力及矩平衡状况都好。缘何如此呢？对称平衡型压缩机其气缸中心线皆与水平面平行，列数为偶数，曲轴中心线两 侧皆分布有气缸和传动部件，且相对两列的曲柄错角为180°、活塞作等速率反向运动。机构学和理论力学的基本原理，决定了它比其它结构型式的压缩机更有

44、条件 获得优越的惯性力及矩的平衡，故而机械振动微小。自二十世纪四十年代美国库珀 （Cooper ）公司、渥星顿（ Worthington ）公司开创了如表 4示意图 2 所示之对称 平衡型压缩机（常规式相对气缸中心线偏距）之后，它迅速成为往复活塞式压缩机 （尤其是其中的工艺流程用压缩机）的主导结构型式。为谋求惯性力及矩的完全平衡，美国 Cooper 卡麦隆（ Cameron Comperession Systems Group）公司不惜以结构复杂化和提高制造成本为代价，于近年进一步完 成了 Cooper 式相对气缸中心线重合的对称平衡型压缩机（表4 示意图 1）的开发和批量生产。即通过机构学所

45、能够采取的、将往复活塞式压缩机各阶惯性力和惯性 力矩最完全彻底地平衡之绝招，使扰力量值为零。由卡麦隆授权的成橇商提供的多 台此种母站、常规站及子站用 CNG 压缩机组，在我国南北方多座天然气汽车加气 站极平稳地低噪、可靠运行，反响甚好，如江苏省常州市武进区、山东省德州市齐 河县等站。笔者亦曾现场考察。卡麦隆C Force32型常规站用CNG压缩机的曲轴一连杆一十字头传动机构 部件示于图1,常规站用整机示于图2。图1 Coope卡麦隆式相对气缸中心重合的对称平衡型压缩机传动机构部件（表4示意图1模式）图2 C Force32型常规站用CNG压缩机(表4示意图1模式)图1所示压缩机的曲轴有3个曲拐

46、，居中的曲拐之曲柄销宽度是两侧曲拐的曲 柄销宽度之和。居中曲拐与两侧曲拐的曲柄错角皆为180°。居中曲拐的曲柄销套有一只宽连杆的大头，该连杆的小头套有十字头销。两侧曲拐的曲柄销各套有一只 窄连杆的大头，该二窄连杆的小头共同套有同一只十字头销。此十字头销驱动的十 字头的位臵，和由宽连杆驱动的十字头的位臵，完全对称于曲轴主轴承中心线。这 两只十字头作等速率反向运动。而宽连杆的质量是两只窄连杆质量之和。包括十字 头质量在内，这两只十字头分别驱动的往复运动件质量相等时，压缩机的惯性力、 惯性力矩必定完全平衡，达到最优状态，从而使压缩机摆脱了惯性扰力，机械振动 基本为零。(b )压缩机中天然气

47、流动方向压缩机的结构型式和压缩机中天然气流动方向紧密相关美国石油学会 API 618 标准石油、化工和气体工业用往复压缩机要求：当 压缩饱和气体或带液气体时，压缩机气缸应水平布臵，且气体自气缸上方进入，从 气缸下方排出气体。这样能够安全地处理可以估量到的可冷凝 /饱和气体，避免可 能之液击。众所周知，各地天然气成份不一，当天然气在压缩机中升高了压力又经冷却 后，难免 析出液态物质，而水分的析出更是可能的。API 618 对气体在压缩机中流动方向的关于防液击的安全要求，只有对称平衡 型是符合的，其它结构型式的压缩机显然全都办不到。4. 关于 CNG 压缩机的气缸润滑方式售气机输出的高压 CNG

48、之含油量，必须得到控制。所以希望 CNG 压缩机气 缸无油润滑的 愿望是有道理、美好的。具有中间填料的双间隔室并以惰性气体封隔的中间接筒，能够保证气缸无油润 滑压缩机输出气体不含油。如若中间接筒非双间隔室者，即使气缸无油润滑，传动 机构用润滑油的爬窜，也将使压缩机排气含油。但是 CNG 压缩机不宜采用双间隔室此种结构，因为其制造成本过于高昂、占 地面积过大、运行费用也太高。所以，自 1931年迄今为止，国内外 CNG 压缩机 空前绝后的仅一台是双间隔室的。况且， CNG 压缩机气缸绝对无油并非必须，规 范的加气站工艺流程完全能够控制外输高压 CNG 之含油量。未采用具有中间填料双间隔室结构的中

49、间接筒，却侈谈 CNG 压缩机气缸无油 润滑，显然欠严肃、欠求实。欧美诸多 CNG 压缩机名企，无一不自称是 “少油润滑 ”而非无油润滑的。笔者 欣赏这样实事求是的态度。由于 CNG 压缩机的高压填料、高压活塞环工作条件恶劣，气缸注油润滑时金 属填料 /活塞环中的优秀者寿命甚长，而气缸无油润滑时工程塑料制填料 /活塞环寿命则难 以保证，国内外皆如此。这就由先进压缩机外企率先导出了对工程塑料元件实施 “少油润滑 ”之 举，这甚有利于密封气体的功能和延长其寿命。顺言及，无论何种气缸润滑方式，在 CNG 压缩机各级冷却器之后设臵液气分 离器和在末级冷却、分离之后设高效滤油器都是必要的。5. 关于 C

50、NG 压缩机的 “倒级差”结构 往复活塞式多级压缩机中，出现活塞 /气缸正级差或倒级差设计以及 “平衡段 ” （平衡容积），本是正常现象，无需大惊小怪。然而，市场经济条件下个别并不很懂技术的 CNG 压缩机供方，却热衷于炒作 技术，在 “倒级差”上大做文章，误导了需方剖析、探讨技术问题，来不得半点虚假，更不能抱有既定的商务目的，而应尊 重科学、求真务实、具体分析。否则，势必害人害己，甚至预埋下爆炸性隐患。a. “倒级差”、取消平衡段，在多数运行场所无疑是压缩机很好的、节能的先进结构。压缩机先贤在我国大中型氮肥厂合成氨用大中型往复活塞式氮氢气压缩机中， 成功地开发和推广了 “倒级差 ”、取消平衡

51、段设计技术。在可比条件下，不但压缩机运行 电耗明显下降，而且活塞杆处高压填料等工程塑料密封元件的工作寿命亦获保障。最初的成功 案例之一，当推二十余年前对山东省寿光氮肥厂压缩机的改造。此后，该项技术不仅获得了 大面积的成功应用，还拓展到了高压加氢大型往复活塞式压缩机领域。笔者在欣喜地见到业 内专家和母校老师该项先进成果的同时，也注意到了以下相关情况：其一，这些工程塑料密 封元件的工作状态并非无油润滑；其二，这些元件的制造是依据引进的国外相关先进技术并 采用进口的聚四氟乙烯粉料和加工设备；其三，大中型氮肥厂、大型炼油厂拥有优秀的运行 体系和经验丰富的操作人员。b. 国外成功的 CNG 压缩机制造企

52、业，无一采用 25MPa 高压填料的 “倒级差”结构。纵观美、德、英、日、瑞士、奥地利等国成功的 CNG 压缩机制造企业，其众 多型号产品在中、低压力级不乏采用 倒级差”结构者（这和在压力最低的第I级实施余 隙调节 ”不无关系），但在压力最高的末级却无一不是应用 “正级差 ”结构和 “平衡段 ”，使 填料密封压差最高在10MPa12MPa，且为少油润滑工程塑料元件，而无一采用 25MPa 压差高压填料的 “倒级差 ”结构。这是确凿无疑的现实，颇值得分析、思考。同样为铁案的是，南欧同一企业产数种型号的 CNG 压缩机，并无双间隔室中 间接筒，却号称气缸无油润滑，其 “倒级差 ”结构的填料密封压差

53、为 25MPa ，最早打入了 我国南北方天然气汽车加气站市场，但运行实绩不佳，而今其踪迹安在哉？岂不发人深省。追 根溯源，此诚乃误导源也！c 宜倡导 CNG 压缩机无 25MPa 高压填料设计。笔者痛感，结构设计不能脱离压缩机运行的具体条件来确定天然气汽车加气站在确保安全的前提下，方能进行加气作业，才能使周边居民 安心。 CNG压缩机的填料处，恰为第一泄漏源所在。而加气站一线操作者又以新手居多， 故加气站装备更应是高质量的。那么如何尽量减少填料的漏气率呢？在设计阶段避免出现 25MPa 高压填料，是甚为有效之举。一定要求填料在 25MPa 高压的严酷条件下工作的理由是不 成立的。采用正级差和平

54、衡段结构， CNG 压缩机填料的最高工作压力不过是 11MPa 级。某些自称气缸无油润滑的 CNG 压缩机，不但根本未设臵双间隔室中间接筒， 而且其实际运行状态是有润滑油存在的。何苦自欺欺人！要求工程塑料密封元件在绝对无 油条件下工作，同样也是不成立的。填料在 11MPa 及 25MPa 这两种压力下工作时 , 其气密性和寿命显然相差悬 殊。可见 , 宜倡导 CNG 压缩机无 25Mpa 高压填料设计。6. CNG 压缩机转速高低与运行可靠性由于 CNG 压缩机的转速、行程、结构型式的择取不一，以及零件材质、机械 加工与热处理、装配等实施环节的差异，客观形成的实际状况是：先进的高转速 CNG

55、压 缩机的运行可靠性满高，低水准的低转速 CNG 压缩机却运转不可靠需知，转速、行程以及由它们共同确定的活塞平均速度等技术参数，都只是一 种手段、途径而非标的，终极目的是造就高水准、高可靠性 CNG 压缩机。较高的转速可使 CNG 压缩机外形小、重量轻，少占昂贵的加气站地皮，优点 颇多。但是必须保证在此转速下的零件寿命及运行可靠性。转速也并非越高越好，而且转 速和与之相应的行程值共同给出的活塞平均速度总不会超出一个大致范围。对于设计和制造 得当的 CNG 压缩机来说，由于天然气密度低，其流动阻力损失小，活塞平均速度在4m/s 左右运转是稳妥的，无需担心。这些已由众多实机的长期运行状况所雄辩地证明了的。加气站业主对转速的思虑，需和专业设计院、 CNG 压缩机制造企业共