往复式压缩机基本知识

加氢培训教案2006年9月PAGEPAGE4培训教案培训课题:往复式压缩机基本结构、工作原理、常见故障及注意事项培训日期:2017年8月培训课时:2课时课程重点:讲述往复式压缩机基本结构、工作原理、常见故障及注意事项。培训目标及要求：通过培训使全体员工对往复机的结构、工作原理有一定的了解，掌握其常见故障，明确注意事项，真正做到“四懂三会”授课内容：一、往复式压缩机的型号、结构及工作原理1、往复式压缩机型号2、往复式活塞压缩机的工作过程往复式活塞压缩机属于于容积型压缩机。靠气缸内作往复运动的活塞改变工作容积压缩气体。气缸内的活塞，通过活塞杆、十字头、连杆与曲轴联接，当曲轴旋转时，活塞在汽缸中作往复运动，活塞与气缸组成的空间容积交替的发生扩大与缩小。当容积扩大时残留在余隙内的气体将膨胀，然后再吸进气体；当容积缩小时则压缩排出气体，以单作用往复式活塞压机（见图）为例，将其工作过程叙述如下：（1）吸气过程当活塞在气缸内向左运动时，活塞右侧的气缸容积增大，压力下降。当压力降到小于进气管中压力时，则进气管中的气体顶开吸气阀进入气缸，随着活塞向左运动，气体继续进入缸内，直至活塞运动到左死点为止，这个过程称吸气过程。（2）压缩过程当活塞调转方向向右运动时，活塞右侧的气缸容积开始缩小，开始压缩气体。（由于吸气阀有逆止作用，故气体不能倒回进气管中；同时出口管中的气体压力高于气缸内的气体压力，缸内的气体也无法从排气阀排到出口管中；而出口管中气体又因排气阀有逆止作用，也不能流回缸内。）此时气缸内气体分子保持恒定，只因活塞继续向右运动，继续缩小了气体容积，使气体的压力升高，这个过程叫做压缩过程。（3）排气过程随着活塞右移压缩气体、气体的压力逐渐升高，当缸内气体压力大于出口管中压力时，缸内气体便顶开排气阀而进人排气管中，直至活塞到右死点后缸内压力与排气管压力平衡为止。这叫做排气过程。（4）膨胀过程排气过程终了，因为有余隙存在，有部分被压缩的气体残留在余隙之内，当活塞从右死点开始调向向左运动时，余隙内残存的气体压力大于进气管中气体压力，吸气阀不能打开，直到活塞离开死点一段距离，残留在余隙中的高压气体膨胀，压力下降到小于进气管中的气体压力时，吸气阀才打开，开始进气。所以吸气过程不是在死点开始，而是滞后一段时间。这个吸气过程开始之前，余隙残存气体占有气缸容积的过程称膨胀过程。4、往复式压缩机的结构往复式活塞压缩机由机座、中间接筒、曲轴、连杆、十字头、活塞杆、活塞、填料箱、气阀、飞轮、冷却和调节控制系统及附属管线等组成。如图一般是使原动机和压缩机同时停转。这样能量没有任何无效的损耗，但在启动次数较多的场合，为了避免频繁地启动原动机，也可以采用离合器使原动机和压缩机脱开。（2）改变转数调节：改变转数调节，可以使调节过程连续。同时，由于下面的原因，是各种调节方法中最经济的。（a）转数降低时，气阀和管路中气体的流速将相应的减小，因此压力损失减小，从而使功率消耗降低。（b）由于转数降低，通过压缩机的气量减小，而气缸等的冷却面积不变。气体获较强的冷却，也使功率消耗降低。〔c〕机械摩擦损失是与速度成正比的，排气量随转数的降低而降低时，机械摩擦功耗也成比例的减小。由上述可知，当转数降低时，压缩机的功率消耗减少的比例比排气量减少的比例还要大一些。但是用转数调节要受到原动机的限制。往复式活塞压缩机由于转数很低；一般不用汽轮机驱动，而大量采用的是电动机，直流电机的无级变速较方便，但工业上广泛使用的是交流电。如果采用转数能连续调节的交流电机，不但价格昂贵，而且运转的经济性也较差，如换向电刷的磨损也会给维修带来不便。（3）控制吸入的调节控制吸入的调节，在中型空气压缩机上采用较多。控制方法有停止吸入和节流吸入两种。停止吸入时。压缩机空转，因而只能进行间断的调节。节流吸入在理论上可以进行连续的无级调节，然而在排气量降低，排气压力不变的情况下，压缩比会大大增加，有时甚至还不如把多余的气体通过旁通阀泄去来得经济。同时，由于压缩比可能很高；排气温度可能达不到许可的范围，因此工业上很少采用。停止吸入的调节方式应用较广，它是依靠减荷阀来切断气体的进人而实现调节的。如果减荷阀不严密，会有少量气体被吸入，类适节流吸入，使气缸内温度急剧升高，因而是危险的。为了摆免这种情况，减荷阀应尽量靠近吸气阀，减荷阀的密封应相当可靠。（4）排出与吸入连通的调节这种调节方法比较可靠，简便易行，但功率消耗最大，是最不经济的一种调节方法。排出与吸入连通的方式可以有以下几种。（a）空气压缩机中，可以采用把一部分气量直接排入大气，用放空量来调节装置的用气量。采用这种方式便于对流量实行连续的自动调节；在启动压缩机时，还可以通过把放空全部打开来泄荷，紧急泄荷迅速，但对易燃易爆和有害气体，不能采用这种方法。（b）压缩机排出的气体经冷却后，通过节流阀返回入口。它能在保证各级工况均不变的情况下工作，而且可以连续地调节气量。另外，在各段旁通与正常输气管路之间，应有止逆阀。（5）压开吸气阀调节压开吸气阀的调节作用是：气体被吸入气缸后，在活塞反行程时，吸气阀仍然开着，又将部分或全部已吸入缸内的气体推出气缸，这样视推出气体多少，实现压缩机排气气量的调节。压开吸气阀的装置，又可分为三种形式。（a）完全压开吸气阀将吸气阀完全开启，气体可自由地从吸气阀吸入并排出；排气量等于零。对于多段压缩机，各段吸气阀的压开均由总的输气量调节器来实现。（b）部分压开吸气阀吸气阀不是完全开启，而只是部分地开启，当气体通过缝隙泄出时，由于缝隙的阻力，不可能将吸入的气体全部推出，因而仍有部分气体被送至出口管道。这种结构有许多缺点，因为所推出的气体，在气缸内已经不同程度地被压缩，温度较高，再经多次压缩必然使然气管路中气体的温度过高；另外，由于薄的阀片不停地受到冲击与弯曲，会产生严重的残余变形，影响吸气阀关闭的严重的残余变形，影响吸气阀关闭的严密性。所以实际上很少采用这种调节方式。五、压缩机启动时的减荷压缩机在启动时由于各运动部件需要增大动能，故要求各气缸在启动期间内尽量不消耗活塞上的机械功，否则由于驱动机的功率有限就无法使压缩机启动。这种在启动时设法减小气缸循环功的措施，称为启动时的减荷，可以采用下列措施之一。无载启动当压缩机的排气管内的气体压力P２比吸入管内的压力P１高得不多，亦即气缸内活塞上没有载荷时，循环功很小；这时就可以直接启动压缩机。全开回流阀进行启动如果在压缩机与储气罐之间的排气管上装有单向阀；则在启动此压缩机时可将进气管与排气管上的连通阀完主打开，于是在启动时气缸排出的气体畅通无阻流回吸入管，故活塞上也没有气体负荷，循环功几乎为零。全程顶开吸气阀进行启动在启动前将吸气阀全程顶开，则气缸内的气体不会受到压缩。故循环图的面积几乎为零。关闭吸气管上的阀门停止吸气，虽然也能使气缸的循环图面积几乎缩小为零，但却会引起活塞力的波动幅度大，仍有可能造成启动困难的情况，故不能单独采用此方法作为启动时的减荷措施。至于关小吸气管阀门进行节流，部分行程顶开吸气阀或连通辅助容积等方法，对减少pv图面积的效果不大，故不宜单独采用作为启动时的减荷措施。六、压缩机的润滑压缩机中所有作相对运动的零件表面，如活塞环与气缸。活塞杆与填料、主轴与轴承、连杆大头瓦与曲柄销，连杆小头村套与十字头销、十字头与滑道等处，都应加入润滑油进行润滑。其作用是减少磨损、降低摩擦功耗，带走磨擦热，冷却磨擦面，防止温度过高和运动件咬死；提高活塞环、填料的密封能力及防止零件生锈等。压缩机的润滑一般分成两个系统，一是气缸——填料系统，二是曲柄——连杆机构系统。简介如下：（一）气缸——填料的润滑；气缸、填料的润滑方式有飞溅润滑和压力润滑两种方式。飞溅润滑是利用连杆上的打油杆打击油面，使曲轴箱中的润滑油甩到活塞和缸壁上进行润滑。这种方法简单，可以用来润滑包括传动机构在内的全部运动部件，但是难以控制带入气缸的润滑油量，所以这种润滑方式只适用于小型无十字头的压缩机。大、中型有十字头的压缩机一般都采用压力润滑。所谓压力润滑就是将润滑油通过注油器加压后，强制的将油注入到各润滑点进行的润滑。注油器产生的油压必须大于注油点处气体的压力。该压力大致等于活塞（或填料）两边压力的平均值。卧式压缩机的润滑点一般布置气缸和填料的上方，对单作用气缸，可布置在第一道活塞环往返行程的中间位置；对双作用气缸，可布置在工作表面长度的中间位置。（二）曲柄一一连杆机构的润滑曲柄连杆机构的润滑除用简单的飞溅润滑外，广泛采用的是压力润滑。一般都是采用油泵（如齿轮泵）将润滑油不断地进行循环供油，所以又叫做传动机构的循环润滑系统。（三）润滑油的选用对润滑油的要求：具有良好的化学稳定性，即不与被压缩的气体发生化学反应；具有－定的粘度，因为润滑油的润滑性能和密封性能决定于粘度；润滑油不应与水形成乳化液以及要求润滑油的闪点超出最高排气温度20—50K。所谓闪点就是润滑油加热到一定温度，产生的油蒸汽与空气混合后，遇上明火时出现火花一闪，此时的温度称为润滑油的闪点。具有氧化能力的气体（如CO、O2等）及不允许被油污染的气体（如C2H2、氩、氨等稀有气体），不能用矿物油而只能用甘油、蒸馏水作为润滑剂，目前也趋向于无油润滑剂结构。（四）我车间新氢机所用润滑油牌号及位置1）150#压缩机油，加于曲轴箱内，用于主轴承、十字头、连杆和曲轴轴承的润滑；2）220#压缩机油，加于注油器内，用于气缸和活塞、填料和活塞杆部位的润滑3）32#润滑油，加于电机外伸轴承箱内，用于外伸轴承的润滑七、结合新氢机说明C1102A与C1102C有哪些不同之处，掌握压缩机使用中的注意事项（1）C1102A与C1102C不同之处1）流量：C1102A为16000m3n/h；C1102C为10000m3n/h；2）卸荷器形式：C1102A是柱塞式卸荷器，C1102C为指式卸荷器。4）C1102A是给风为加负荷，去风为卸负荷。（通过泄荷指示器进行观察）5）C1102C是给风为卸负荷，去风为加负荷。6）C1102A一级缸有4个吸气阀，4个排气阀，二级缸有2个吸气阀，2个排气阀C1102C一级缸有2个吸气阀，2个排气阀，二级缸有2个吸气阀，2个排气阀7）负荷开关位置C1102A有“0、50%、90%”、100%；C1102C仅有“0、50%、100%”（2）带负荷判断方法1）、电机电流；2）、压力、温度判断；3）、机组运行声音：带负荷声音较重4）、卸荷器上指示器位置（3）压缩机使用的注意事项①为使压缩机能正常、连续运转，延长其使用寿命，应实行定期维护保养和检修制度。特别对现代化连续生产的大型炼油化工装置，压缩机故障的出现会给一部分或全部生产带来很大影响，因此对压缩机的日常检查、维护保养、定期检修工作是不可缺少的，切不可忽视之。②压缩机要求耐磨、耐热、耐腐蚀、韧性强的易损件比较多，有的单位以自己的材料仿制出来满足急需，多数不能耐久，也成为事故