化工机械动设备第二部分-压缩机培训课件剖析

化工机械动设备第二部分-压缩机培训课件剖析第一页，共51页。2）、压缩机的分类（1）按工作原理分类

容积式压缩机：直接对一可变容积中的气体进行压缩，使该部分气体容积缩小、压力提高。其特点是压缩机具有容积可周期变化的工作腔。

动力式压缩机：它首先使气体流动速度提高，即增加气体分子的动能；然后使气流速度有序降低，使动能转化为压力能，与此同时气体容积也相应减小。其特点是压缩机具有驱使气体获得流动速度的叶轮。动力式压缩机也称为速度式压缩机。2第二页，共51页。（2）按排气压力分类3第三页，共51页。（3）按压缩级数分类

单级压缩机：气体仅通过一次工作腔或叶轮压缩

两级压缩机：气体顺次通过两次工作腔或叶轮压缩

多级压缩机：气体顺次通过多次工作腔或叶轮压缩，相应通过几次便是几级压缩机4第四页，共51页。1、离心式压缩机主要内容1）离心式压缩机工作原理2）离心式压缩机结构3）离心式压缩机的部件简介4）离心式压缩机喘振5）离心式压缩机的维护6）离心式压缩机的优缺点5第五页，共51页。

1）离心式压缩机工作原理

在离心式压缩机中，气体流经叶轮时，由于叶轮旋转使气体受到离心力的作用，叶轮对气体作功，把机械能传给气体，从而使气体压力．温度提高，比容缩小。同时，气体获得了速度，高速气流在离开叶轮后，进入扩压室，在那里，由于扩压室的扩压作用，气流的机械能变成了气流的静压能，气体的压力就进一步提高。然后气体通过弯道．回流器，进入下一级叶轮，继续进行压缩，气体压力就逐渐提高，直到最后一级，气体压力达到工艺设计要求，便通过最后一级的蜗壳排出。

第六页，共51页。（4）按容积流量分类7第七页，共51页。2）离心式压缩机结构离心式压缩机按结构分可分为水平剖分和垂直剖分。(1)水平剖分定子被通过轴心线的水平面剖分为上下两部分第八页，共51页。

(2)垂直剖分离心式压缩机，其缸体为筒型，两端盖用联接螺栓与筒形缸体联成一个整体。第九页，共51页。3)离心式压缩机的部件简介（1）气缸

（2）隔板（3）叶轮（4）主轴（5）平衡盘（6）止推轴承（7）径向轴承（8）离心式压缩机的润滑和密封10第十页，共51页。

（1）气缸

是压缩机的壳体，又称为机壳。由壳体和进排气室组成，内装有隔板、密封体、轴承等零部件。对它的主要要求是：有足够的强度以承受气体的压力，法兰结合面应严密，主要由铸钢组成。第十一页，共51页。（2）隔板

隔板是形成固定元件的气体通道。进气隔板和气缸形成进气室，将气体导流到第一级叶轮入口。中间的隔板用处有2个，一是形成扩压室，使气体流出后具有的动能减少，转变成压强的增高：二是形成弯到流向中心，流到下级叶轮入口。排气隔板除了与末级叶轮前隔板形成末级扩压式之外，还要形成排气室。第十二页，共51页。（3）叶轮叶轮是离心式压缩机对气体介质做功的唯一元件。叶轮随主轴高速旋转，对气体做功。气体在叶轮叶片的作用下，跟着叶轮作高速旋转，受旋转离心力的作用以及叶轮里的扩压流动，在流出叶轮时，气体的压力、速度和温度都得到提高。叶轮按结构特点可分为开式、半开式和闭式三种形式。第十三页，共51页。（4）主轴：上安装所有的旋转零件，它的作用就是支持旋转零件及传递转矩。主轴通常为阶梯轴，以便于零件的安装。各阶梯的突肩起轴向定位作用。也可采用光轴，因为它具有形状简单，加工方便的特点。第十四页，共51页。

（5）平衡盘平衡盘又名卸荷盘，压缩机的平衡盘一般装在缸末级的后面，他的一侧受末级的气体压力，另一侧常与机器的吸气室相通，平衡盘的外圆上一般都有迷宫密封装置，使盘两侧维持压差。第十五页，共51页。（6）止推轴承高速运行的转子，始终作用着由高压端指向低压端的轴向力。平衡轴向力主要是减少轴向推力，减轻止推轴承负荷，一般情况下轴向力的70％通过平衡措施消除，剩余30％由止推轴承负担。常用的止推轴承有金斯伯雷轴承。第十六页，共51页。（7）径向轴承

径向轴承是影响其安全工作和使用率的关键零件之一，常用可倾瓦轴承，

剖分的圆柱形轴承套和五个可倾斜的扇形轴瓦，瓦块可以使转子偏心，可以优化轴承瓦块上的载荷分布情况，并且形成更好的油楔。

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密封是压缩机的重要部件之一。离心式压缩机若要获得良好的运行效果，必须在转子与定子间保留一定的间隙，以避免其间的摩擦、磨损以及碰撞等故障发生。泄漏不仅降低了压缩机的工作效率，而且还将导致污染，甚至着火爆炸等事故。压缩机常用密封有：迷宫式、浮环式、机械密封、干气密封。

a）迷宫密封：是离心式压缩机级间和轴端最常见的密封形式。

（8）离心式压缩机的密封和润滑第十八页，共51页。

b）浮环密封：是离心式压缩机密封的一种，密封结构简单，由内浮环、外浮环、弹簧、密封圈、销等组成。设备运行过程中，浮环在油膜压力作用下，呈浮动状态。浮环密封需要单独的密封油站提供密封油，经过浮环后的密封油需要有油气分离处理设施。第十九页，共51页。c）机械密封：

机械密封又称端面密封（MechanicalSeal）。机械密封是靠一对或几对垂直于轴作相对滑动的端面在流体压力和补偿机构的弹力（或磁力）作用下保持接合并配以辅助密封而达到的阻漏的轴封装置。

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d）干气密封：螺旋槽面干气密封由动环1、静环2、弹簧4、O形环3、5、8、组装套7及轴6组成。动环表面由加工出螺旋槽而后研磨、抛光的密封面。螺旋槽有单向和双向螺旋槽，单向螺旋槽不能反转，但单向螺旋槽刚度比双向的好。第二十一页，共51页。干气密封与传统的机械密封相类似，密封面由动环和静环组成。其中动环端面上刻有许多沟槽，他们互不相通。各个沟槽从旋转环的外径向中心延伸，但不贯通，接口槽外深内浅，在沟槽的末端形成了密封堰。当处于非运行状态时，动环与静环的密封面接触，在运行状态时，气体被吸入沟槽中压缩的同时，遇到密封堰的阻拦，气体压力升高，克服静环座弹簧力和作用在静环上的流体静压力，使动、静环密封面脱离接触，产生很小的间隙3-7微米。通过这种方法使间隙持久的存在，机械密封面并不接触，流经密封面的密封气同时也起到了冷却机封的作用。第二十二页，共51页。

润滑系统包括润滑油箱、主油泵、辅助油泵、油冷器、油过滤器、高位油箱、阀门及管线。a）润滑油箱：是润滑油供给、回收、沉降和储存设备，内部设有加热器，用以开车前润滑油加热升温，保证机组启动时润滑油温度能满足要求。润滑油箱内设有隔板，使流回油箱的润滑油得以沉降和气体释放，保证润滑油的品质。润滑油箱使用中要有正常用量8分钟的容积油量。b）油泵：润滑油泵一般均配置两台，一台主油泵，一台辅助油泵，机组运行所需的润滑油由主油泵供给。当主油泵发生故障时，系统油压降低后，辅助油泵自动投入运行，为机组提供润滑油。c）润滑油冷却器：润滑油冷却器用于返回油箱的油温有所升高的润滑油冷却，以控制油温升高。油冷器一般配置两台，一台使用，一台备用，当投用的油冷器冷却效果不能满足要求时，要切换至备用的油冷器，将停用的油冷器清洗后备用。第二十三页，共51页。d）润滑油过滤器：润滑油过滤器装在油泵出口，用于润滑油的过滤，是保证润滑油质量的有效措施。为确保机组安全运行，过滤器均配置两台，一台运行，一台备用。过滤器通过恒流量转换阀切换，切换前要先进行排气冲压，切换过程要避免油压波动。e）高位油箱：高位油箱是一种保护设施，机组正常运行时，高位油箱的润滑油，由底部进入，再由顶部排出返回油箱。当主油泵发生故障而辅助油泵又未即时启动时则高位油箱的润滑油将靠重力作用流入润滑点，以维持机组惰走过程的润滑油需要。高位油箱的储量一般应维持不小于5分钟的供油时间。第二十四页，共51页。压缩机喘振：当压缩机的进口流量小到足够的时候，会在整个扩压器流道中产生严重的旋转失速，压缩机的出口压力突然下降，使管网的压力比压缩机的出口压力高，迫使气流倒回压缩机，一直到管网压力降到低于压缩机出口压力时，压缩机又向管网供气，压缩机又恢复正常工作。当管网压力又恢复到原来压力时，流量仍小于机组喘振流量，压缩机又产生旋转失速，出口压力下降，管网中的气流又倒流回压缩机。如此周而复始，一会气流输送到管网，一会又倒回到压缩机，使压缩机的的流量和出口压力周期的大幅度波动，引起压缩机的强烈气流波动，这种现象就叫做压缩机的喘振。一般管网容量大，喘振振幅就大，频率就低，反之，管网容量小，喘振的振幅就小，频率就高。4）压缩机喘振第二十五页，共51页。离心式压缩机喘振的特征：（1）压缩机的工况极不稳定，压缩机的出口压力和入口流量周期性的大幅度波动，频率较低，同时平均排气压力值下降。（2）喘振有强烈的周期气流声，出现气流吼叫。（3）机器强烈振动。机体、轴承、管道的振幅急剧增加，由于振动剧烈、，轴承润滑条件遭到破坏，损坏轴瓦。转子与定子会产生摩擦、碰撞，密封元件将严重损坏。第二十六页，共51页。防止压缩机喘振的条件：（1）防止进气压力低、进气温度高、和气体分子量小等。（2）防止管网堵塞使管网特性改变。（3）要坚持在开、停车过程中，升降速不可太快，并且先升速后升压和先降压后降速。（4）开、关防喘阀时要平稳缓慢。关防喘阀时要先低压后高压，开防喘时要先高压后低压。如万一出现“旋转失速”和“喘振”时，首先应全部打开防喘阀，增加压缩机的流量，然后再根据具体情况进行处理。第二十七页，共51页。压缩机异常振动产生的原因：（1）压缩机转子上叶轮等零部件不均匀磨损或掉块，压缩机的不均匀腐蚀，造成转子不平衡。（2）固定在转子的某些零件产生松动、变形和位移，使转子重心改变。（3）转子中有残余应力，在一定条件下，该残余应力使转子弯曲。（4）定子部件与转子部件间隙过小，产生摩擦，转子受摩擦而局部升温而产生弯曲变形。（5）联轴器故障或不平衡。（6）转子对中不好（7）轴承磨损、轴承座松动或压缩机的基础松动。（8）压缩机产生喘振。（9）转子的转速与机组的临界转速过于接近第二十八页，共51页。离心压缩机要做长周期无故障运行，必须做好机组的使用维护工作。（1）润滑系统按工艺规程规定的时间，检查润滑系统各部位的温度、压力、压差和液面指示值，发现偏离操作指标时，要及时进行调节，以利于润滑系统的正常运行。（2）密封系统按工艺规程规定的时间，检查密封系统各部位的温度、压力、压差和液面的指示，发现偏离及时调节，确保密封系统正常运行。（3）工艺系统按规定时间和路线，检查工艺系统各部位的温度、压力、液面的指示值，发现偏离及时调节，确保工艺系统正常运行。5）离心式压缩机的维护第二十九页，共51页。

优点：(1)由于是连续旋转式机械，可以大大地提高进入其中的工质量，提高功率。所以，离心式压缩机的第一个特点是：功率大。(2)由于工质量可以提高，必然导致叶片转速的提高，所以第二个特点是转速高。(3)无往复运动部件，动平衡特性好，振动小，基础要求简单。(4)易损部件少，故障少、工作可靠、寿命长。6）离心式压缩机优缺点30第三十页，共51页。（5）机组单位功的重量、体积及安装面积小。（6）机组的运行自动化程度高，调节范围广，且可连续无级调节。（7）在多级压缩机中容易实现一机多种蒸发温度。（8）润滑油与介质基本上不接触，从而提高了冷凝器及蒸发器的传热性能。（9）对大型压缩机，可由蒸气动力机或燃气动力机直接带动，能源使用经济合理。31第三十一页，共51页。

缺点：(1)单机容量不能太小，否则会使气流流道太窄，影响流动效率；(2)因依靠速度能转化成压力能，速度又受到材料强度等因素的限制，故压缩机每级的压力比不大，在压力比较高时，需采用多级压缩；(3)特别情况下，机器会发生喘振而不能正常工作；32第三十二页，共51页。离心式压缩机与其他型式压缩机相比有显著的优越性，被广泛地适于下列工况：大流量需长周期平稳运行压比不高在我们石化行业，离心式压缩机傲视群雄地担负着装置或系统的动力循环任务，是装置名符其实的心脏。33第三十三页，共51页。2、往复式压缩机主要内容1）概述2)什么是压缩机，往复压缩机3)往复式压缩机的分类4)往复式压缩机的原理5)往复式压缩机的结构6)往复式压缩机的部件简介7）往复式压缩机的特点34第三十四页，共51页。往复式压缩机：往复式压缩机在有平面尺寸较大、单机排气量相对较小、易损件多即无故障运行时间相对较短等缺点的同时,具有相对排气压力较高、热效率高、气量调节时排气压力基本不变等优点而在国内石化、化肥行业仍得到广泛的应用。1)概述35第三十五页，共51页。2)什么是压缩机，往复压缩机什么是压缩机？往复式压缩机？

用来压缩气体借以提高气体压力的机械称为压缩机。靠一个或几个作往复运动的活塞（隔膜或柱塞）来改变压缩腔内部容积的容积式压缩机叫往复式压缩机。第三十六页，共51页。3)往复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。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。第三十七页，共51页。第三十八页，共51页。4)往复式压缩机的原理当活塞式压缩机的曲轴旋转时，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。活塞式压缩机的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；

活塞式压缩机的活塞反向运动时，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。当活塞式压缩机的活塞再次反向运动时，上述过程重复出现。

总之，活塞式压缩机的曲轴旋转一周，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。第三十九页，共51页。5)往复式压缩机的结构第四十页，共51页。6）往复式压缩机的各部件往复式压缩机本体的结构：机身部件、接筒部件、气缸部件、活塞部件、填料部件、气阀部件、曲轴部件、连杆部件、十字头部件、盘车部件和联轴器部件等第四十一页，共51页。机身部件第四十二页，共51页。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。故曲轴一般采用锻造。它一般由主轴颈，连杆轴颈、曲柄、平衡块、前端和后端等组成。曲轴的支承方式一般有两种，一种是全支承曲轴，另一种是非全支承曲轴。全支承曲轴：曲轴的主轴颈数比气缸数目多一个，即每一个连杆轴颈两边都有一个主轴颈。第四十三页，共51页。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。连杆包括连杆体、连杆小头衬套、连杆大头轴瓦和连杆螺栓。连杆分为连杆体和连杆大头瓦盖两部分，由二根抗拉螺栓将其连接成一体，连杆大头瓦为剖分式，瓦背材料为碳钢，瓦面为轴承合金，两端翻边做轴向定位；连杆小头及小头衬套为整体式，衬套材料为锡青铜。连杆体沿杆体轴向钻有油孔，并与大小头瓦背环槽连通，润滑油可经环形槽并通过轴瓦上的径向油孔实现对十字头销和曲柄销的润滑。连杆为锻钢，连杆螺栓为合金结构钢材料。连杆螺栓累计使用时间达到16000小时，必须更换新螺栓第四十四页，共51页。十字头十字头是连接活塞与连杆的零件，它具有导向作用。十字头与活塞杆的连接型式分为螺纹连接、联接器连接、法兰连接等。螺纹连接结构简单，易调节气缸中的止点间隙。但是调整时需转动活塞，且在十字头体上切削螺纹时，经多次拆装后极易磨损，不易保证精度要求。故这种结构常用于中、小型压缩机上。不在十字头体上切削螺纹，而采用两螺母夹持固定的结构，可用于大、中型压缩机。联接器和法兰连接结构，使用可靠，调整方便，使活塞杆与十字头容易对中。但结构复杂笨重，多用在大型压缩机上第四十五页，共51页。十字头连接螺母液压联接紧固装置是用于活塞杆与十字头体的连接，主要由联接装置和紧固装置两部分组成。原理：通过联接紧固