往复式压缩机

2011-8-231往复式压缩机简介2011-8-252主要内容：一．NH机的选择二．机组主要部件三．流程介绍四．常见故障及其处理五．安装时的控制要点2011-8-253一、NH机的选择合成气压缩机用于精制气的压缩，来自液氮洗工段的精制气进入压缩机，被压至22MPa(A)进入合成系统补气位置，与反应分离氨后的未反应气体混合、换热后进入活塞式循环机，提压后进入合成塔。目前大中型企业都采用离心式压缩机，但由于离心式压缩机存在一次性投入高，效率低、对压力的适应范围较窄，调节余量小，易发生喘振、泄漏维修成本高、控制难度大等问题，故在大项目建设中考虑采用活塞式压缩机和活塞式循环机。2011-8-2541、本次使用的压缩机及其循环机型号：NH压缩机：4m80-22.8/49.7-220标准流量59075Nm3/h入口压力5.07MPaA出口压力18.1MPpaA两级缸径￠300/245曲轴直径360十字头直径600十字头销直径200活塞杆直径130曲轴转速300r/Min活塞行程350mmNH循环机：2D40-23/200-220标准流量197040Nm3/h入口压力16.1MPaA出口压力18.1MPpaA缸径￠295曲轴直径280十字头直径450十字头销直径145活塞杆直径100全部由上海电气设计并制造2011-8-2552、压缩机型号释义：2011-8-2563、活塞式压缩机分类方式：按排气压力分（Mpa）：按排气量分（m3/min）：类型超高压高压中压低压排气压力MPa≥10010--1001--100.3--1类型大型中型小型微型排气量（m3/min）≥6010--601--10≤12011-8-257按压缩级数分：单级、双级、多级按气缸容积的利用方式分：单作用、双作用、级差式按气缸在空间的布置分：立式--Z、卧式--P、对称平衡型—H、M、D、对置式--DZ、角式度--L、W、V、X型按冷却方式分：风冷式、水冷式按安装方式分：固定式、移动式2011-8-2582011-8-2592011-8-25104、工作原理压缩机工作时，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。曲轴旋转一周，活塞在气缸内往复一次，压缩机完成一次工作循环。一个工作循环有膨胀、吸气、压缩、排气四个过程。电机带动曲轴不断旋转，工作循环不断重复，从而不断吸人并压缩排出气体。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工作容积，这样的气缸称为双作用气缸。2011-8-25112011-8-25125、主要运行参数5、1工艺参数有进出口温度、压力、排气量、活塞力、轴功率。5、2与活塞式压缩机有关的主要结构参数有：活塞平均速度Cm；压缩机主轴转速n；活塞行程S；气缸直径；各级压缩比ε。2011-8-25135、主要运行参数1）排气量：往复式压缩机的排气量通常是指单位时间内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的气体容积量，常用单位有m3/Min。2）额定排气压力即压缩机铭牌上标注的排气压力。往复式压缩机排气压力的高低不取决于机器本身，而是由压缩机排气系统的压力决定。压缩机可以在排气压力内的任何压力下工作。如果强度和排气温度允许，可以在超出排气压力的状况下工作。2011-8-25145、主要运行参数3）排气温度考虑到积炭和安全运行的要求，需要对往复式压缩机的排气温度有所限制。温度太高会降低润滑油粘度，使润滑和密封性能下降；使滑油分解，在缸内及气阀上形成结碳，加剧磨损当温度超过滑油闪点时，会有爆炸危险。规定固定式压缩机排气温度不超过160℃，移动式压缩机不超过180℃。排气温度是一个很重要的指标。有时甚至因为排气温度的限制，必须采用较多的级数，或者用进气冷却等措施来降低排气温度4）容积系数（1）被压缩的气体中含有水份，压缩过程中可能凝结为水，水不可压缩（2）轴、活塞杆等金属部件在压缩过程中受热膨胀（3）余隙的存在以及残留在余隙容积中气体膨胀作用能使气阀开关比较平稳（4）压缩机上装有活门室，在进出口活门的通路上必须留有余隙，以缓和气体对活门的冲击作用。余隙容积为：气缸工作部分容积的3%-5%；高压缸约为5%-12%左右。2011-8-25155、主要运行参数5）活塞力往复式压缩机运行中，活塞受到的力有：气体力、惯性力、摩擦力等。由于活塞在止点处所受到的气体力最大，因此将此时的的气体力称为活塞力。并按公称活塞力的大小来制定往复式压缩机的系列。6）功率往复式压缩机的绝热功率为各级绝热功率的总和，然后确定轴功率，选择驱动电机的功率。7）活塞速度：（m/s）是压缩机的重要结构参数之一，它直接反映往复运动件的高速性，活塞平均速度表达式为UP=Sn/30式中S---活塞行程m，n---压缩机转速r/min。2011-8-2516第二节：压缩机主要组成1．基本组成活塞式压缩机的结构型式虽然繁多，但其主要组成部分基本相同。它包括两大部分：主机和辅机。主机包括机身、中体、传动部件、气缸组件、气阀、密封组件以及驱动机。辅机包括润滑系统、冷却系统、缓冲、分离以及气路系统等。2011-8-2517传动机构：传动机构是将电动机传来的动力传给活塞，并将电动机的旋转运动变为往复运动，主要零部件有曲轴、连杆、十字头等。工作部件：工作部件是形成工作腔以吸、排气体，给气体传递能量的部件，包括气缸组件、吸排气阀组件、活塞组件及填料组件机体：机体是一个支持部件，由它来支撑曲轴、十字头和气缸，使压缩机成为一个整体。2011-8-2518润滑系统：机器中相对运动的零部件及其传动机构都需要润滑，如曲轴的主轴颈与轴承、曲柄销与连杆大头瓦、十字头销与连杆小头瓦、十字头滑板与十字头滑道之间等部位。润滑用油一般用轴头齿轮泵或单独的齿轮泵由机体油箱通过一定的油路送往各润滑部位。2011-8-2519冷却系统：活塞式压缩机的冷却系统由冷却气体的中间冷却器和后冷却器、气缸和填料的冷却水套、油冷却器及其它附件组成。气量调节系统：压缩机中气体流量通过一段排气的近路阀门调节，压力的变化是生产过程中气量供求关系的反映。所以压缩机中有各种调节机构。当压力超过允许值时各级安全阀跳开排放，确保安全。2011-8-25202、主要零部件活塞式压缩机的零部件很多，现对气缸、活塞、气阀、填料、曲轴、连杆和十字头等部件分别作简要介绍。(1)．气缸气缸是活塞式压缩机零部件中最复杂的一个。它承受气体压力；活塞在缸中作往复运动；气缸上要安装气阀和密封填料并对气缸进行冷却。本机气缸为双作用式，采用上进下排的结构形式。轴侧有填料室，与气缸做成一体。气阀布置在缸体的径向。气缸体材料为HT300，内镶干式缸套。缸套采用MTCrMoNi-450合金铸铁制成（铸铁中含有石墨是优良的固体润滑剂），内表面经研磨加工，形成活塞运动的镜面。气缸轴侧与中间接筒配接,气缸采用循环水冷却。2011-8-2521(2)．活塞常见的有筒形活塞、盘(鼓)形活塞和级差活塞。中间活塞环主要起密封作用，还兼有布油润滑作用。(3)．填料函气缸与活塞杆之间的间隙用填料密封。高压压缩机一般采用高压段一般使用节流环（保护）、阻流环和密封环共同密封；径向间隙一般按照由内向外逐渐减小的装配原则，同时必须保证良好的润滑与冷却，特别是大杆径（＞100mm），更应注意良好的润滑与冷却2011-8-2522(4).曲轴主轴颈曲柄曲拐销AA2011-8-2523（4）1、主轴颈：主轴颈装在主轴承中，它是曲轴支承在机体轴承座上的支点，每个曲轴至少有两个主轴颈。（4）2、曲柄销：曲柄销装在连杆大头轴承中，由它带动连杆大头旋转，为曲轴和连杆的连接部分。（4）3、曲柄：又叫曲臂，它是连接曲柄销与主轴颈或连接两个相邻曲柄销的部分，曲臂偏差量是衡量压缩机安装同心度的一个很关键指标。（4）4、轴身：除以上部分的部分。下表是曲轴的磨损量、曲臂偏差指标2011-8-2524轴颈直径mm最大磨损量mm~800.050.060.080.120.130.1480-170180-269270-359360-449450-5502011-8-2525曲臂偏差测量：2011-8-2526曲轴直径mm曲臂偏差mm2000.020.030.050.06250300〉3502011-8-2527曲轴是压缩机的主要部件之一，传递压缩机的全部功率，其主要作用是将电机的旋转运动通过连杆改变为活塞的往复运动。曲轴受方向和大小均匀周期性变化很大的气体惯性力和由此产生的交变弯曲、扭转应力及由此产生的疲劳、振动；同时，曲轴颈还受到严重的摩擦磨损，故要求曲轴材料应具有耐疲劳、耐磨损和抗振等性能。曲轴常用40号、45号优质碳素钢，42CrMo等锻件锻造。其磨损主要是在日常运行中轴瓦的损坏导致轴颈磨损；轴颈与曲柄连接处是最严重的应力集中点，最容易发生疲劳断裂。本机的曲轴为整体式，坯料用45钢锻制。轴的外伸端(驱动端)装有驱动电机或者通过刚性联轴节与电机直联。主轴承上设计有定位凸台来控制主轴的轴向串量。主轴不钻润滑油孔以增加曲轴的强度。2011-8-2528(5).连杆连杆是连接曲轴和十字头的部件，包括连杆体、大头和小头三部分。连杆大头与曲拐销配合，连杆小头与十字头销相配合，连杆螺栓是连杆组件中最重要的零件。它承受活塞力的作用和数倍于此预紧力作用。连杆本体内钻有贯穿连杆本体的油孔。从曲轴送来的压力润滑油一部分用于润滑十字头滑履和连杆的大、小头瓦，另一部分用于冷却活塞杆。大头瓦为薄壁瓦，装配方法和要求与主轴承基本相同。轴瓦与轴颈的间隙宜为轴颈的0.8-1.2/1000D.连杆小头孔内有一铜制衬套，衬套与连杆体为过盈配合，压入后不允许有松动现象。安装时内孔最好先修刮一下，使其与十字头销有一定的间隙，该间隙保持在0.5-0.8/1000D之间较为适宜,如经长期运转磨损或产生异常响声时，应及时更换。连杆螺栓使用注意事项：（1）、连续使用时间在25000000/n(转速)小时；（2）连杆螺栓伸长量超过原始尺寸的1/1000.（3）连续拆卸检修次数〈3次年。2011-8-2529(6).十字头十字头由十字头体、滑板、十字头销等组成。是将曲轴的圆周运动转化为直线运动的中间载体。十字头部件十字头部件为整体式结构，由十字头体、十字头销、防松齿块等组成。十字头用铸钢制造，滑履外圆铸有巴氏合金层。在十字头销、十字头磨擦表面上均设有油孔和油槽，以通油润滑滑道工作面。十字头滑履间隙调整垫片应该调节非工作面的调整垫片。十字头销的安装。“柱销”主要控制好安装挡板的紧固螺栓的防松和防螺栓断裂措施。锥销在控制上述措施外还应在安装研磨时注意销与十字头内孔的接触情况，接触面＜70%的应进行细致研磨，必须保证接触面积。2007年上18.30前在飞行集团学习，该公司曾经出现一台4M50高压机十字头销飞出事故，导致整个机身损坏。十字头与活塞杆采用螺纹连接。在调整好止点间隙后，应拧紧活塞杆螺母，活塞杆螺母上制有一圈轮齿，活塞杆螺母拧紧后应用防松齿块压住防松。十字头两侧的圆孔内压有铜衬，铜衬与十字头为过盈配合。十字头销用20Cr钢制造，表面经渗碳淬火处理，有很好的耐磨性。2011-8-2530(7).活塞组件（7）1活塞杆：作用是连接活塞和十字头，传递作用于活塞上的力并带动活塞运动。与活塞的连接方式通常有螺纹连接、凸肩和卡箍连接、锥面连接，活塞杆和十字头连接方式有螺纹、法兰连接等。由于活塞杆承受交变载荷，应尽可能减少应力集中影响，连接螺纹采用细牙螺纹或尽量不使用螺纹连接。2011-8-2531与十字头连接的螺纹以及紧固活塞的螺纹处是活塞杆的薄弱环节，如果由于设计上的疏忽，加工上的马虎以及运转上的原因断裂较常发生，若在保证设计、加工、材质上都控制较好没有问题，则在安装时其预紧力不得过大，否则会使最大作用力达到屈服极限时活塞杆会断裂。在长期运转后由于气缸磨损，对于卧式列中的活塞会