往复式压缩机.

往复压缩机往复式压缩机基础知识及常见隐患判断2020/1/11往复压缩机课件提纲工作原理性能参数易损部件结构类型压缩机故障原因分析12342020/1/12压缩机开停车需注意事项5压缩机的安装及调试6常用的压缩机维护巡检方法7前言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和容积型两种。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，使气体的动能转变为势能，也就是压力能。容积型压缩机靠在气缸内作往复或回转运动的活塞，使容积缩小而提高气体压力。往复压缩机2020/1/13前言2020/1/1往复压缩机4活塞式压缩机按气缸中心线位置分类如下：1、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。按排气压力：鼓风机、低压压缩机（＜1MPa）、中压压缩机（1—10MPa）、高压压缩机（10—100MPa）、超高压压缩机（＞100MPa）按排气量范围（m3/min，按进气状态计）：微型压缩机：＜1小型压缩机：1～10中型压缩机：10～60大型压缩机：＞60按级数：单级、两级、多级。按气缸容积的利用方式：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。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）1.工作原理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动。压缩机工作时，电动机通过联轴器带动曲轴旋转，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。2020/1/1往复压缩机71.1理论工作循环为了更好地理解活塞压缩机的工作原理，这里重点介绍理论工作循环。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。2020/1/1往复压缩机81.1理论工作循环吸气—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—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。排气—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图中0-1-2-3-0所代表的面积。2020/1/1往复压缩机91.1理论工作循环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，在理论上等温压缩循环的功耗最小。2020/1/1往复压缩机101.2实际工作循环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，等温压缩耗功最小，绝热过程耗功最大，多变压缩介于两者之间。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。2020/1/1往复压缩机111.2实际工作循环压缩机工作过程中活塞环、填料、气阀不可避免存在泄露，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。2020/1/1往复压缩机121.2.1实际过程与理论过程的区别容积系数：余隙容积中高压气体膨胀，占去活塞一部分行程，λV→吸进气体减少ΔV11.2.1实际过程与理论过程的区别余隙容积存在的原因及意义：（1）压缩气体时，气体中可能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。1.2.1实际过程与理论过程的区别（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。1.2.1实际过程与理论过程的区别由于余隙容积的存在，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。实际吸、排气过程中存在阻力损失，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路内气压；吸、排气过程中有压力波动、温度变化。在膨胀和压缩过程中，因为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。2020/1/1往复压缩机162.性能参数往复式压缩机的性能参数主要包括：排气压力排气温度排气量轴功率活塞力2020/1/1往复压缩机172.1吸气/排气压力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”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变化的。2020/1/1往复压缩机182.2排气温度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，T2＝T1(P2/P1)n-1/n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。2020/1/1往复压缩机192.3容积流量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时的气体容积值，单位是M3/min或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0.1MPa，温度20℃）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。2020/1/1往复压缩机202.4供气量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（1.013x105Pa，0℃）时的干气容积值，此值称为供气量或者标准容积流量。2020/1/1往复压缩机212.5功率和效率压缩机消耗的功，一部分直接用于压缩气体，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。中、大型压缩机：0.90～0.96；小型压缩机：0.85～0.92；微型压缩机：0.82～0.90。2020/1/1往复压缩机222.6活塞式多级压缩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2020/1/1往复压缩机231ststage2ndstage3bar8bar1bar3barQ2.6活塞式多级压缩的理由/优势/劣势1.活塞式压缩机主要优点：（1）、不论流量大小，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。2020/1/1往复压缩机242.6活塞式多级压缩的理由/优势/劣势2.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；2020/1/1往复压缩机253部件结构类型压缩机主要由机体、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/气液分离器等部件组成。*工作腔：气阀、气缸、活塞等*传动部分：曲轴、连杆、十字头、活塞杆等*机身部分:曲轴箱、盘车系统*辅助设备：润滑系统、冷却系统、缓冲、分离以及气路系统等2020/1/1往复压缩机263部件结构类型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。2020/1/1往复压缩机273部件结构类型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。2020/1/1往复压缩机283部件结构类型连杆压缩机的连杆的作用是将曲轴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。2020/1/1往复压缩机293部件结构类型十字头十字头是连接活塞与连杆的零件，它具有导向作用。2020/1/1往复压缩机303部件结构类型连杆瓦、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。2020/1/1往复压缩机313部件结构类型填料：•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。2020/1/1往复压缩机323部件结构类型填料：2020/1/1往复压缩机333.1气阀气阀是压缩机的一个重要部件，属于易损件。它的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