压缩机培训教材

1、培训教材培训教材压缩机类压缩机类单位名称序号2培训教材培训教材-压缩机压缩机第一节 压缩机的概述1.1 压缩机的应用与分类: 压缩机按着能量传递与转换的方式不同,常用的压缩可分为两大类: 压缩机容积式压缩机速度式压缩机往复式压缩机-活塞式回转式压缩机滑片式螺杆式透平式压缩机喷射式压缩机离心式轴流式单位名称序号3培训教材培训教材-压缩机压缩机1.2 容积式压缩机 容积式压缩机的工作原理是依靠气缸的工作容积周期性地变化来压缩气体,以达到提高气体压力的目的.按其运动特点不同,又可分为以下两种：1.2.1 往复式压缩机往复式压缩机即为活塞式压缩机,它是依靠气缸内活塞的往复运动来压缩气体的,根据所需压力

2、的高低、可作成单级和多级的、目前需要高压的场合,多采用这种压缩机。图4-1-1为风冷单作用活塞压缩机结构图。单位名称序号4培训教材培训教材-压缩机压缩机1.2.2 回转式压缩机回转式压缩机是依靠机内转子回转时产生容积变化而实现对气体的压缩的。这类压缩机根据结构型式的不同,又可分为滑片式和螺杆式两种：滑片式压缩机机内转子偏心装在机壳内,转子上开有若干径向滑槽,槽内装有滑片,当转子转动时，滑片与壳内壁间所形成的腔体不断缩小,从而使气体受到压缩。螺杆式压缩机壳内置有两个转子,一个阴螺杆,一个阳螺轩。工作时依靠螺杆表面的凹槽与机壳内壁间所形成的容积不断变化,从而实现对气体的吸人、压缩和排出。这种压缩机

3、常用于动力源或制冷场合。图4-1-2为螺杆式压缩机结构简图。1.3 速度式压缩机速度式压缩机的工作原理与容积式的截然不同,它是靠机内作高速旋转的叶轮将能量传给气体,使气体的压力和速度都有所提高,并通过扩压元件把气流的动能转换成所需的压力能.根据机内气流方向的不同,速度式压缩机又可分为离心式和轴流式两种.单位名称序号5培训教材培训教材-压缩机压缩机1.3.1 离心式压缩机离心式压缩机因单级压缩比小,故一般是多级的。工作时气体被吸人,逐级沿叶轮上的流道流动,在提高了气流能量头后,进入扩压器,进一步将速度能量头转换成所需的压力能量头,最后由排出口排出。这种压缩机转速高、气量大、送气平稳、不污染气,因

4、此,在大型生产中被广泛应用。图4-1-3为离心式压缩机结构图。1.3.2 轴流式压缩机轴流式压缩机是由动、静叶片、转鼓和机壳组成,靠转动的叶片对气流作功。在机内,气流流动方向与主轴的轴线平行,气流流动路程短,故阻力损失较小,效率较离心式高。不同类型的压缩机根据自身特点有不同的适用范围，见图4-1-4。因在油田实际生产中，往复式压缩机和螺杆式压缩机得到非常广泛的应用，所以本章重点介绍往复式压缩机和螺杆式压缩机。单位名称序号6培训教材培训教材-压缩机压缩机第二节 往复式压缩机2.1 往复式压缩机的基本构成往复式压缩机主要由传动机构、工作部件及机体组成。此外还有润滑、冷却、调节等辅助系统传动机构是曲

5、柄连杆机构,由电机带动曲轴旋转,连杆大头装在曲轴的曲柄销上,其小头与十字头相连。因此,曲柄通过连杆带动十字头在滑道内作往复运动,再由十字头带动活塞组件包括活塞及活塞杆等在气缸内作往复运动。工作部件包括气缸、气阀组件、活塞组件及填料组件。气缸的内表面与活塞工作端面所形成的单位名称序号7培训教材培训教材-压缩机压缩机空间是实现气体压缩的工作腔。气阀装在气缸上,控制气体作单向流动,即吸气阀只从进气管向工作腔吸气,排气阀只能从工作腔向排气管排气。气阀的启闭动作主要由缸内外压力差及气阀弹簧控制。活塞在气缸内作往复运动时,工作腔的容积作周期性变化,它与吸排气阀的启闭动作相配合,实现有膨胀、吸气、压缩、排气

6、四个过程的工作循环,从而不断吸入低压气体、排出压缩后的高压气体。2.2.1 往复式压缩机的优点:1、适用压力范围广.这种机器依靠工作容积变化的原理工作,因而不论其流量大小,都能达到很高的工作压力.目前工业上超高压压缩机的工作压力已可达350Mpa。2、热力效率较高,功率消耗较其它型式压缩机低。3、对介质及排气量的适应性强。可用于较大的排气量范围,且排气量受排气压力变化的影响较小.另处当介质密度改变时,压缩机的容积排量和排气压力的变化也较小。2.2.2 往复式压缩机的主要缺点：单位名称序号8培训教材培训教材-压缩机压缩机1、气体带油污.若对气体量要求较高时,压缩后气体的净化任务繁重。2、因受往复

7、运动惯性力的限制,转速不能过高,故所能达到的最大排量较小。3、由于气体压缩过程间断进行,排气不连续,气体压力有波动,故在排出口一般设有稳压装置。4、易损件较多,维修工作量大,一般需要有备机。2.3 往复式压缩机中的作用力在压缩机工作时，通过机身传到基础上的力和力矩有往复质量惯性力，不平衡回转质量惯性力和反转矩。这些力和力矩的大小和方向都周期性变化，从而引起基础的振动。过大的振动会使压缩机连接松弛，基础不均匀下沉，影响附近精密设备的操作。同时，这种振动要消耗能量。单纯用加大加重基础的办法来减少振动，将消耗大量人力、物力，这是不合算的。因此最好是在结构上将惯性力及其力矩平衡掉一部分，以减少振动。单

8、位名称序号9培训教材培训教材-压缩机压缩机2.3.1 回转质量惯性力回转惯性力的平衡可采用在曲柄相对方向装上“平衡重”这一特殊零件的方法，是平衡重产生的离心离力（即惯性力）与曲柄连杆机构的回转惯性力大小相等，方向相反，以达到平衡的目的。2.3.2 往复质量惯性力往复质量惯性力，对单列压缩机一般无法平衡的，只能利用配置平衡重的办法改变一级惯性力的方向。例如W12-1园田天然气压缩机为单缸双作用活塞压缩机，只能从基础上来减振。而对多列压缩机，则可以通过各列尖曲柄错角的合理排列，使各列的往复惯性力在机器内部得到平衡，从而得到全机部分或全部的平衡。2.4 往复式压缩机的分类往复式压缩机可根据它的主要技

9、术特性及结构特性进行分类。2.4.1 按排气量V可分为:1、微型:V1m3/min单位名称序号10培训教材培训教材-压缩机压缩机2、小型:1 m3/minV10 m3/min3、中型:10 m3/minV100 m3/min4、大型:V100 m3/min2.4.2 按排气压力P可分为:1、低压压缩机:0.2MpaP1 Mpa2、中压压缩机:1 MpaP10 Mpa3、高压压缩机:10 MpaP100Mpa4、超高压压缩机:P100Mpa2.4.3 按气缸的排列方式可分为:1、立式:气缸中心线垂直于地面2、卧式:气缸中心线平行于地面3、对置式:气缸对称布置但非对动4、对称平衡式:属对置式的一种

10、特例单位名称序号11培训教材培训教材-压缩机压缩机2.5 压缩机的润滑除无油润滑压缩机外，所有压缩机的汽缸、填料函部分及曲轴连杆运动机构部分应当进行良好的润滑。润滑油在作相对运动的两摩擦表面之间形成油膜，以减少磨损，降低摩擦功耗，洗去磨损形成的金属微粒，带出摩擦热，冷却摩擦表面；此外，活塞环和填料函处的润滑油，还起到帮助密封的作用。在长期工作的中、大型压缩机中，一般都有压力系统输送润滑油，并将汽缸、填料部分和运动机构的润滑，分为两个系统。汽缸和填料函的润滑：用于汽缸、填料函的润滑油应具有足够的化学稳定性，既不与被压缩的气体发生化学反应；在高温下具有足够的粘度，要求润滑油的闪点超过最高排气温度2

11、0-50；例如空压机，由于空气中含有氧，所用的润滑油就应有抗氧能力，不然容易氧化积碳，增加设备磨损。对于冷冻压缩机，以氟利昂为工质的冷冻机用18号或25号冷冻机油。 卧式压缩机压力滑油点一般都配置在汽缸和填料函的上方，对单作用汽缸，在第一道活塞环往返行程的中间位置；对双作用汽缸，一般在汽缸工作表面的中间位置。润滑油通过注油器，由润滑油单位名称序号12培训教材培训教材-压缩机压缩机接管进入汽缸内，借助于活塞环的运动分布于工作表面上，注油器产生的油压必须大于注油点处的气体压力。传动机构的循环润滑系统：传动机构的润滑是指主轴承、曲轴销、十字头销和导轨等运动机构磨擦表面处的润滑；输送路线：油泵-油过滤

12、器-冷却器-主轴承/十字头导轨-曲轴销/十字头-油箱；W12-1油田使用的往复式活塞压缩机介绍W12-1天然气压缩机为往复式活塞压缩机，分为一级（P-C-201A/B）和二级（P-C-203A/B），每级共两台压缩机，一用一备。由900HP，6300V/50HZ/3，转速为985rpm的马达带动曲轴转动，从而带动连杆及活塞作往复运动，压缩机为单缸双作用压缩机，有四个进气阀和四个排气阀。在活塞缸后部还有容量调节阀，根据实际生产气量大小来调节压缩机的排量。气阀是压缩机中重要而又容易损坏的部件之一，W12-1天然气压缩机的气阀结构为环状阀。如图4-2-1，它由阀座1、升高限制器2、阀片3及弹簧4等用

13、螺栓5紧固在一起，这是一个吸气阀。阀座和升高限制器上，都有环状形通道供气体通过，阀片为几个同心环。单位名称序号13阀在关闭状态时，弹簧把阀片顶紧在阀座上，当阀座侧的气体压力高于升高限制器侧的压力且两者的压力差足以克服弹簧力时，阀片被推开，气体开始进入汽缸内。随后阀全开，阀片落在升高限制器上，气体继续进入汽缸直至活塞到达终点时，阀座侧的气体压力降低，当降低到小于弹簧力时，阀片被弹回，关闭进气阀，完成吸气过程（排气阀工作过程也亦然）。这类阀是利用气体的压力差自动启闭的，弹簧只是起帮助阀片迅速弹回顶紧密封的作用，所以称自动阀。气阀关闭时，阀片与阀座直接贴合达到密封的，因此，阀片应进行研磨，表面光洁度

14、要高，阀片平整不翘曲。在大修或更换新阀片后应进行校验，在阀座侧注入煤油，在5分钟之内只允许有少量的滴壮渗漏。W12-1天然气压缩机的滑油系统主要由主油泵、辅助油泵、手动油泵、滑油柱塞泵及滑油分配器、压力调节阀（安全阀）、滑油冷却器、滑油液位阀及注入单流阀等组成。主油泵：由主马达带动，当压缩机运行后，整个滑油系统由主油泵供油，滑油的流程为通过滑油液位阀从主油罐给曲轴箱补充滑油，曲轴箱滑油通过主油泵将滑油送到冷却器入口，主油泵出口有压力调节阀，可以调节系统油压，在滑油冷却器入口有温度调节器，根据油温的高低调节经过冷却器培训教材培训教材-压缩机压缩机单位名称序号14的油量。经过冷却的滑油经过滤器过滤

15、后，分为两路：一路到滑油柱塞泵-滑油分配器注入点（共3个分别为汽缸上注入点、汽缸下注入点和气封注入点）-废油排到开排罐/火炬；一路到主轴承/十字头导轨-曲轴销/十字头平衡块曲轴箱。辅助油泵：由单独的马达带动，在压缩机启动前为主轴承、十字头导轨、曲轴销等部位润滑。手动油泵：主要为在维修后对滑油系统手动供油或在曲轴箱加油时，手动油泵进行观察油位。日常维修保养中注意事项：机组运行6个月，更换曲轴箱滑油；大修/新机运行48小时更换滑油；巡检时注意滑油油位及柱塞泵、分配器是否动作；滑油冷却器必须每个月更换一次防腐锌块。压缩机气量调节方法：调节容量阀；如果气量太少，调节容量阀还达不到，可以取掉一组进气阀，

16、使压缩机由单缸双作用变为单缸单作用。第三节第三节 螺杆式压缩机螺杆式压缩机3.1工作原理：培训教材培训教材-压缩机压缩机单位名称序号15螺杆式压缩机是-种按容积变化原理而工作的双轴回转式压缩机。气体被吸人工作室后,工作室关闭并缩小,被压缩的气体在其内经受一种多变压缩过程。双螺轩压缩机有一对互相啮合、旋向一左一右的阴阳转子,其中阳转子的齿当作活塞,阴转子的齿槽(齿槽与机体内圆柱面、端壁面共同构成工作容积称基元容积)视作气缸,就如同活塞式压缩机的工作过程。图4-3-1就是螺杆压缩机螺杆副结构图。螺杆式压缩机的工作过程如下:齿间基元容积随着转子旋转而逐渐扩大,并和吸入孔口连通,气体通过吸人孔口进入齿

17、间基元容积,进行气体的吸入过程。当转子旋转到一定角度以后，齿间基元容积越过吸人孔口位置,与吸人孔口断开,吸人过程结束。此时,主动转子的齿间基元容积和从动转子的齿间基元容积彼此孤立。转子继续转过一角度以培训教材培训教材-压缩机压缩机单位名称序号16后,两个孤立的齿间基元容积相互沟通, 形成一对齿间基元容积。此后,随着齿的互相挤入,基元容积开始缩小,实现气体的压缩过程,直到一对齿间基元容积与排出孔口相连通的瞬间为止。在基元容积和排出孔口相连通后,进行排出过程,压缩后具有一定压力的气体,从基元容积排至管道。排出过程一直延续到两个齿完全啮合,基元容积值约等于零时为止.随着转子的连续旋转,上述工作过程循

18、环进行.3.2 螺杆压缩机的分类：根据压缩机是有油或无油压缩,分为干式螺杆压缩机和喷油螺杆压缩机。油田生产中常用的是喷油螺杆压缩机。3.3 螺杆压缩机的优点：无不平衡的质量力，这点使得机器能平稳地、无振动地运转，实现高的工作转速，通常，螺杆压缩机不需要特别的基础，所以对于这种机型，即使功率较大的机器，也可用于移动装置中。培训教材培训教材-压缩机压缩机单位名称序号17转速高，高转速可使同样生产能力的机器结构容积小和重量轻。一台螺杆压缩机的重量，约为一台可比功率的活塞式压缩机重量的1/7或1/13。无磨损，干式压缩机的转子是以非接触方式运转的，从而保证了无磨损，长寿命，以及在整个使用期间功率保持恒

19、定不变，机器寿命受轴承的耐久性限制。结构简单，运转可靠，螺杆压缩机零部件少，没有易出故障的气阀或密封件。故维护工作少，对侵蚀性气体和污垢不敏感。调节性能良好，螺杆压缩机可在多方面顺应工况的要求，作为调节措施有：变转速调节、吸气节流调节、用电力驱动时的停机-运转控制、旁通调节以及特别用于制冷压缩机的滑阀调节。绝对无油压缩，与大多数其压缩机型比较，干式压缩机具有绝对无油压缩的优点，因此可用于输送不能受油侵蚀的气体。螺杆压缩机具有基本上连续的输送量和功耗小等优点，与透平压缩机比较，则螺杆压缩机具有硬性曲线和喘振界限的优点。3.4 螺杆压缩机的缺点：培训教材培训教材-压缩机压缩机单位名称序号18效率低

20、，螺杆压缩机发展到今天，虽有许多改进，但由于其内部密封性不好和高的气流速度，螺杆压缩机的等温效率，比同等功率的活塞压缩机低。转子制造复杂，轴承要求高，基于高的转速和很小的间隙，螺杆压缩机转子必须高精度加工，为此所需的工具和机床价格十分昂贵。3.5.1喷油螺杆压缩机喷油的作用和原理：为改善压缩过程的热交换，降低气体的排出温度,以提高单级压力比,在螺杆式压缩机工作腔内喷入具有一定压力的液体。液体与压缩气体直接接触,并吸收压缩过程产生的热量,使压缩过程接近等温。这种向工作腔喷入液体冷却的螺杆式压缩机,称为喷液螺杆式压缩机。其气体的冷却方式称为内冷却或直接冷却;无油螺杆式压缩机气体的冷却方式称外冷却或

21、间接冷却。向工作腔喷入的液体通常是油,因此我们把这种向工作腔喷油的螺杆式压缩机称为喷油螺轩式压缩机.培训教材培训教材-压缩机压缩机单位名称序号19向工作腔喷油有三个作用:冷却.油与被压缩气体混合,吸收压缩过程中气体的热量,大大降低气体的排出温度。图4-3-2显示气体与油混合后一起被压缩的状态。润滑.喷油螺杆式压缩机在结构上由主动转子直接传动从动转子,其润滑是靠喷人的油实现。密封.喷入的油在螺杆及气缸壁面形成一层薄油膜,使转子之间以及转子与气缸之间的实际间隙减小,从而减少了气体通过间隙的泄漏。3.5.2喷油螺杆式压缩机的特点:螺杆的齿顶圆周速度低。由于油膜的密封作用,减少了气体通过间隙的泄漏,因

22、此喷油式压缩机的最佳圆周速度比无油式压缩机低得多。单级压力比高。由于喷油内冷却大大降低了排出温度,使得压缩机单级达到的压力比较无油式高。培训教材培训教材-压缩机压缩机单位名称序号20提高容积效率和绝热效率.由于直接冷却使压缩过程接近等温,减少了压缩功;较低的圆周速度,使气体的动能损失大大降低;油膜减少了气体通过间隙的泄漏;冷却完善,使吸气管、转子与机体温度低,减少了气体在吸人过程中被加热的程度。噪声低.喷油式压缩机的转速低(在同样排气量时),油膜层的吸着作用及油分离有消声作用,使其噪声比无油式压缩机低得多。主机结构简化.喷油使螺杆式压缩机取消了同步齿轮,改由主动转子直接带动从动转子;以滚动轴承代替滑动轴承;用油密封代替石墨环密封;机体不需夹层的冷却水套,转子中心不需要冷却油孔,从而使机体与转子的结构非常简单,更便于制造。3.5.3喷油螺杆压缩机的润滑：喷油螺杆压缩机的润滑油路主要由油箱、油气分离器