化工压缩机的类型及特点

压缩机的类型及特点二〇一九年五月主讲人：教研室：目录第一节活塞压缩机第二节离心压缩机活塞式压缩机的分类及型号表示方法1.活塞式压缩机的分类（1）单级压缩机（2）两级压缩机（3）多级压缩机按压缩机具有的列数可分为：（1）单列压缩机（2）双列压缩机（3）多列压缩机按压缩机汽缸级数可分为：四列——天然气压缩机主机Quatrerangs–Corpsprincipaldecompresseurdegaznaturel（1）电动压缩机（2）蒸汽机压缩机（3）内燃机压缩机按压缩机平衡情况可分为：（1）平衡型压缩机（2）非平衡型压缩机按压缩机传动方式可分为：对称平衡M形压缩机对称平衡H形压缩机（1）空气压缩机（2）石油气体压缩机（3）煤气合成压缩机（4）氨冷冻压缩机（5）氢气压缩机（6）氮气压缩机（7）氧气压缩机按压缩机输送介质可分为：（1）单作用压缩机（2）双作用压缩机（3）级差式压缩机按活塞在气缸内实现的气体循环可分为：其它分类：（1）有、无十字头压缩机（2）风冷压缩机、水冷压缩机（3）固定式压缩机、移动式压缩机活塞式压缩机的型号反映出压缩机的主要结构特点、结构参数及主要性能参数。三、活塞式压缩机的分类及型号表示方法2.活塞式压缩机的型号表示方法（l）4VY－12／7型压缩机：4列、V型、移动式，额定排气量12m3／min，额定排气压力7×105Pa。（2）5L5.5－40／8型空气压缩机5表示设计序号，L型，活塞推力5．5X104N，额定排气量40m3／min，额定排气压力8×105Pa。（3）2DZ12．2／250－2200型乙烯增压压缩机2列、对置式，额定排气量12．2m3／min，额定进、排气压力250×105Pa、2200×105Pa。（4）4M12－45／210型压缩机4列、M型，活塞推力12×104N，额定排气量45m3／min，额定排气压力210×105Pa。活塞式压缩机的主要参数一、排气量1、活塞式压缩机的排气量，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时的气体容积值。2、排气量常用的单位为m3/min或m3/h。3、压缩机的额定排气量——压缩机铭牌上标注的排气量——是指特定的进口状态时的排气量。二、排气压力活塞式压缩机的排气压力通常是指最终排出压缩机的气体压力，排气压力应在压缩机末级排气接管处测量，常用单位为Pa。三、排气温度压缩机的排气温度取决于进气温度、压力比以及压缩过程指数。四、转速活塞式压缩机曲轴的转速，常用r/min表示，它是表征活塞式压缩机的主要结构参数。五、活塞力活塞力为曲轴处于任意的转角时，气体力和往复惯性力的合力，它作用于活塞杆或活塞销上。六、活塞行程活塞式压缩机在运转中，活塞从一端止点到另一端止点所走的距离，称为一个行程，常用单位为m（米）。七、功率活塞式压缩机消耗的功，一部分直接用于压缩气体，称为指示功，另一部分用于克服机械摩擦，称为摩擦功，主轴需要的总功为两者之和，称为轴功。单位时间内消耗的功称为功率，常用单位为瓦（W）或千瓦（kW）。压缩机的轴功率为指示功率和摩擦功率之和。八、热效率1、等温效率2、绝热效率3、等温绝热效率九、比功率工作原理(视频)进气过程排气过程压缩过程膨胀过程体积压力排气阀开排气阀关进气阀关进气阀开最大容积最小容积缸头端曲轴端P2VOLUMEPRESSUREP1.P1线代表吸入压力P2线代表排出压力P2VOLUMEPRESSUREP1P1线代表吸入压力P2线代表排出压力P2VOLUMEPRESSUREP1P1线代表吸入压力P2线代表排出压力排气阀开启P2VOLUMEPRESSUREP1P1线代表吸入压力P2线代表排出压力P2VOLUMEPRESSUREP1P1线代表吸入压力P2线代表排出压力P2VOLUMEPRESSUREP1P1线代表吸入压力P2线代表排出压力P2VOLUMEPRESSUREP1P1线代表吸入压力P2线代表排出压力进气阀开启P2VOLUMEPRESSUREP1P1线代表吸入压力P2线代表排出压力P2VOLUMEPRESSUREP1P1线代表吸入压力P2线代表排出压力P2VOLUMEPRESSUREP112341.压缩过程2.排气过程3.膨胀过程4.进气过程P1线代表吸入压力P2线代表排出压力P2P145%85%排气容积效率进气容积效率总行程P2P1最小余隙(最大排量)总容积扫过容积设定余隙大约20%1432P2P1增加余隙（降低排量）设定余隙大约25%1432总容积扫过容积P2P1考虑气阀损失行程P1线代表吸入压力P2线代表排出压力零部件零件部件结构概述Généralitédestructuredepièces机体Corps十字头Crosse中体（十字头滑履）Corpscentral(coulisseaudecrosse)气缸组件Composantdecylindre活塞组件composantdepiston曲轴组件Composantdevilebrequin连杆组件Composantdebielle填料组件Composantdebourrant往复活塞式压缩机零部件工作原理机体（机架）Corps(bâti-support)对称平衡型两列压缩机机体Corpsdecompresseursdedeuxrangsàtypesymétriqueetéquilibré对称平衡型四列压缩机机体Corpsdecompresseursdequatrerangsàtypesymétriqueetéquilibré对称平衡型四列压缩机机架Bâti-supportdeCorpsdecompresseursdequatrerangsàtypesymétriqueetéquilibré往复活塞式压缩机零部件工作原理中体（十字头滑履）Corpscentral(coulisseaudecrosse)对称平衡型压缩机双室中体Corpscentralàdoublechambredecompresseuràtypesymétriqueetéquilibré对称平衡型压缩机单室中体Corpscentralàsimplechambredecompresseuràtypesymétriqueetéquilibré往复活塞式压缩机零部件工作原理十字头、十字头销、十字头衬套Crosse,clavettedecrosse,chemisedecrosse十字头组件Composantdecrosse全平衡十字头组件Composantdecrosseéquilibrée全平衡十字头Crosseéquilibrée十字头销Clavettedecrosse十字头滑履Coulisseaudecrosse往复活塞式压缩机零部件工作原理连杆、连杆衬套、连杆瓦Bielle,chemisedebielle,demi-coussinetdebielle连杆组件Composantdebielle全平衡连杆组件Composantdebielleéquilibrée连杆小头衬套Chemisedepetitetêtedebielle连杆轴瓦Demi-coussinetdebielle连杆体Corpsdebielle连杆盖Couvercledebielle连杆螺栓Boulondebielle往复活塞式压缩机零部件工作原理曲轴、主轴瓦Vilebrequin,demi-coussinetprincipal曲轴Vilebrequin全平衡曲轴Vilebrequinéquilibré曲轴主轴瓦Demi-coussinetprincipaldevilebrequin往复活塞式压缩机零部件工作原理活塞、活塞环、活塞杆Piston,segmentdepiston,tigedepiston双作用活塞组件Composantdepistonàdoubleaction级差式活塞组件Composantdepistondifférentiel支撑环Bagued'appui活塞杆Tigedepiston活塞环Segmentdepiston活塞Piston往复活塞式压缩机零部件工作原理气缸Cylindre风冷式气缸Cylindrerefroidiàair风冷（水）式气缸Cylindrerefroidiàair(eau)风冷（水）式级差气缸Cylindredifférentielrefroidiàair(eau)往复活塞式压缩机零部件工作原理填料（盘根）Bourrant(racinededisque)填料（盘根）Bourrant(racinededisque)填料（盘根）结构图Schémadestructuredebourrant(racinededisque)往复活塞式压缩机零部件工作原理活塞环工作原理Principedefonctionnementdesegmentdepiston活塞环的形式Formedesegmentdepiston（一）刮油环刮油环是一种作用于活塞杆上，防止过量的润滑油沿活塞杆进入气缸的零件。它既是密封润滑油的活塞杆，同时也能起到均布润滑油的作用。气阀（二）填料密封组件密封原理：阻塞和节流，靠气体压力使填料紧抱活塞杆，阻止气体泄漏。通常采用自紧密封结构。种类：平面形和锥面形。平面形用于中低压、锥面形用于高压。1平面填料实用条件：压力10MPa以下。常用结构：国内常用的填料是三瓣和六瓣结构。材料：耐磨材料、铸铁或青铜等平面调料结构（二）锥面填料适用条件：压差大于10MPa组成：由外圈和固定圈T形环、梯形环组成材料：碳钢和合金钢锥面填料的结构压缩机变工况工作及排气量调节一、变工况工作压缩机在偏离原设计条件情况下工作时，其热力性能将与原设计不同，称为变工况的工作。1.吸气压力改变在高原地区工作的压缩机，因当地大气压力低而使压缩机吸气压力降低，对单级压缩机，若排气压力不变，将导致压力比上升，容积系数降低，排气量将随之减少。对多级压缩机，主要导致总压力比上升，引起各级压缩比改变，一级排气量将有所降低。但级数越多，压力比改变的影响越小，对排气量的影响也越小。2.排气压力改变如果使用中要提高排气压力而吸气压力不变时，一般因压力比提高而吸气量有所减少（因容积系数下降），其功率多半是增加的。3.被压缩介质改变被压缩介质的改变有可能是由一种介质换成另一种介质，也可能是工艺混合气中的成分发生变化。气体的绝热指数k直接影响到膨胀过程和压缩过程指数，从而影响排气量、功率和排气温度。在其他条件不变时，绝热指数高的气体，膨胀和压缩过程指数也高。因此，排气量有所增加，其功率消耗加大。二、排气量调节用气单位常常因为生产条件的改变而要求压缩机的排气量能在一定范围内调节。一般情况下，用户总是按最大需要量来选用压缩机。因此，排气量的调节是指调节到低于额定的气量。排气量调节方法：1．改变转速和间歇停车2．切断进气调节3．旁路调节4．顶开吸气阀调节5．连通补助余隙容积调节由可变速的驱动机驱动的压缩饥，可以连续改变转速来调节排量。由不可变速的交流电机驱动时，则不能无级调速，而采用间歇停车的方法。停车可不消耗动力，但是频繁的启动与停车会使机器的工作条件变坏，一般只适用于微型压缩机或空压机站。1．改变转速和间歇停车当储气罐中压力超过规定值时，高压气体将压力调节器中的阀顶开，气体经调节阀进入减荷阀的活塞缸内，推动活塞向上，并推动蝶形阀向上关闭进气通道，使压缩机停止进气而进入空转。2．切断进气调节旁路调节就是将排出管与吸入管连通。将压缩机已排出的气体全部或部分地引回到一级入口或本级入口，从而达到连续调节的目的。这种方法简单方便，但浪费能量、不经济，故常用来作为压缩机空载启动用的辅助手段，也可用作调节多级压缩机的各级压力比。3．旁路调节4．顶开吸气阀调节指在全部或部分排气量行程中强制顶开吸气阀，使已吸入缸内的气体未经压缩而全部或部分返到吸入管道的调节方法。1全程顶开使吸气阀完全开启，压缩机空转，采用强制顶开装置。2部分行程顶开吸入阀法分手动和气动两种。5．连通补助余隙容积调节此法是在气缸上连通一补助的余隙容积，根据式(4