天然气压缩机毕业设计说明书

本科毕业设计说明书VW-1/18-3.5型天然气压缩机设计（热力与动力计算）VW-1/18-3.5NATURAGASCOMPRESSORDESIGN(CALCULATIONOFHEATANDPOWER)学院（部）：机械工程学院专业班级：过程装备与控制工程学生姓名指导教师：2011年5月17日安徽理工大学毕业设计论文I毕业设计任务书专业、班级姓名日期2009年3月10号1．设计题目：ZW-2.4/4-10型天然气压缩机设计2．（专题）：热力与动力计算3．设计原始资料：见参考文献资料4．设计文件：说明书：1份图纸：装配图1张、零件图1张5.设计任务下达日期：2011年3月17号6.设计完成日期：2011年5月17号7.设计各章节答疑人：8.指导教师：李坤9.系（室）负责人：安徽理工大学毕业设计论文IIVW-1/18-3.5天然气压缩机设计（热力与动力计算）摘要压缩机是用来提高气体压力和输送气体的机械，是一种能量转换工作机。压缩机应用范围很广，有时也称为通用机械。自20世纪70年代石油化工大发展之后，形成了与之配套的专用压缩机，如大化肥专用压缩机、乙烯工业用“三机”等。化工专用压缩机还包括传统的化工用压缩机。如氯气压缩机、特殊稀有气体压缩机等，随着工业的发展和进步这些压缩机通常对材料、密封、工艺，特别是真实气体的适应性有特殊的要求。气体压缩机石化生产装置中常用的气体压缩机有离心式气体压缩机和往复式气体压缩机。多年来，我国压缩机制造业在引进国外技术，消化吸收和自主开发基础上，攻克不少难关，取得重大突破。例如，催化裂化装置用的主风机和富气压缩机、加氢装置用的循环氢压缩机，乙烯三大压缩机，化肥四大压缩机组等已大量在石化生产中应用[1]。其中天然气压缩机研究也有了突破性进展。天然气压缩机是气体活塞式压缩机的一种广泛应用于多个领域，如自用或公共充气站、天然气输送站、塑性成型、天然气加气站、特种气体压缩机、天然气、吹扫、机器制造商、石油压缩机,对经济促进作用相当明显。我国已将发展天然气工业、提高天然气在能源构成中的比例作为21世纪能源发展战略的重点之一。但目前我国四种主要用途的天然气压缩机的制造技术水平普遍不高，与国外同类产品相比存在较大差距。压缩机生产厂家普遍存在加工技术装备落后、压缩机零部件的加工精度较低等不足，导致直到目前我国这些压缩机仍然依赖进口。研究天然气压缩机制造业应该在开发设计、产品整体质量、强化标准规范的贯彻和服务、增加品种等方面加把劲，才能满足我国加快发展天然气工业的需求。关键词：压缩机，天然气，无油润滑，零部件设计，热力计算，动力计算安徽理工大学毕业设计论文IIIVW-1/18-3.5NATURAGASCOMPRESSORDESIGN(CALCULATIONOFHEATANDPOWER)ABSTRACTCompressorisusedtoincreasethegaspressureandgastransportationmachinery,energyconversionisaworkmachine.Awiderangeofcompressorapplications,sometimesreferredtoasgeneral-purposemachinery.Sincethe20thcentury,70's,afterthegreatdevelopmentofpetrochemicalindustry,formingacompletesetofdedicatedcompressor,suchasthededicatedcompressorfertilizer,ethyleneindustrialusethree-planeandsoon.Chemical-specificcompressoralsoincludestraditionalchemicalcompressor.Suchaschlorinegascompressors,gascompressors,suchasrareandspecial,withtheindustrialdevelopmentandprogressofthesecompressorsareusuallyofmaterials,seal,process,inparticular,theadaptabilityoftherealgaswithspecialrequirements.Petrochemicalproductionplantgascompressorofthegasusedingascompressorsarecentrifugalcompressorsandreciprocatinggascompressors.Overtheyears,ourcompressormanufacturingindustryintheintroductionofforeigntechnology,digestionandabsorptionandself-development,basedonanumberofdifficultiestoovercome,andachievedamajorbreakthrough.Forexample,thecatalyticcrackingunitwiththemainfanandagascompressor,thecycleofhydrogenationdeviceshydrogencompressor,threeethylenecompressor,compressorfertilizerfourhavealargenumberofapplicationsinthepetrochemicalproduction.Naturalgascompressorinwhichtherehasbeenabreakthroughinresearch.Naturalgascompressorisapistoncompressoriswidelyusedinmanyfields,suchasforpersonaluseorpublicinflatablestations,gasstations,plasticmolding,gasstations,specialtygascompressors,naturalgas,purge,machinerymanufacturers,compressoroil,theeconomyisfairlyobviousroleinpromotingChinahasbeenthedevelopmentofthenaturalgasindustrytoimprovethenaturalgasinenergymixintheproportionofenergy安徽理工大学毕业设计论文IVdevelopmentinthe21stcenturyasoneofthefocusesofthestrategy.However,China'sfourmajorusesofnaturalgascompressormanufacturingtechnologylevelisgenerallynothighcomparedwithforeignsimilarproductsthereisabiggap.Compressormanufacturerbehindtheprevalenceofprocessingtechnologyandequipment,compressorcomponents,suchasthelackoflowaccuracy,resultinginuptothesecompressorsinChinastillrelyonimports.Studyonnaturalgascompressormanufacturingindustryshouldbeinthedevelopmentofdesign,overallqualityofproducts,andstrengthentheimplementationofstandardsandservices,increasethevarietyandsoworkharderinordertospeedupthedevelopmentofourcountrytomeettheneedsofthenaturalgasindustryKeywords：Compressor，NaturaGas，Oil-freelubrication，PartsDesign，Thermodynamiccalculation，Dynamiccalculation安徽理工大学毕业设计论文i目录摘要（中文）……………………………………………………………Ⅰ摘要（英文）……………………………………………………………Ⅱ1绪论………………………………………………………………………11.1天然气压缩机……………………………………………………11.2原理结构分析……………………………………………………11.3无油润滑…………………………………………………………31.4设计内容…………………………………………………………52压缩机热力计算…………………………………………………………62.1结构选型及方案选择……………………………………………62.2设计原始数据……………………………………………………62.3排气温度的确定…………………………………………………62.4计算排气系数……………………………………………………72.5确定析水系数……………………………………………………72.6确定汽缸行程容积………………………………………………72.7确定缸径和实际行程容积………………………………………72.8活塞力的计算……………………………………………………82.9轴功率的计算……………………………………………………92.10电动机功率……………………………………………………93压缩机的动力计算………………………………………………………103.1已知条件和数据…………………………………………………103.2作压缩机汽缸示功图……………………………………………103.3作综合活塞力图…………………………………………………103.4作切向力图………………………………………………………123.5计算飞轮矩………………………………………………………134零部件的设计…………………………………………………………144.1曲轴的设计………………………………………………………144.2连杆的设计………………………………………………………154.3连杆的计算………………………………………………………174.4其他零件尺寸确定………………………………………………195结论及压缩机发展前景…………………………………………………205.1天然气压缩机的现状……………………………………………205.2天然气压缩机发展的不足………………………………………21安徽理工大学毕业设计论文ii5.3天然气压缩机的前景……………………………………………245.4小结………………………………………………………………24参考文献……………………………………………………………………26谢辞…………………………………………………………………………27安徽理工大学毕业设计论文11绪论1.1天然气压缩机在一个相当长的时期内，天然气压缩机的可靠性是与其重要性不相称的。特别关键的是气阀，因为它的可靠与否对机器有很大的影响，为此人们对气阀的制造和研究一直非常重视。活塞式压缩机中另一个被关注的问题是滑动密封。滑动密封包括两个方面：其一是密封元件的耐久性---寿命；其二是密封元件因需要油润滑而带来的气体污染问题。对于前者是致力于研究摩擦、磨损和润滑问题；而后者，人们却又因此创造出了许多新型的、气体不被油污染的压缩机[3]随着工业的发展和进步，人们对压缩机性能的要求也越来越高，需要研究设计人员不断的更新现在