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汽缸。如果活塞两 面均为工作面,汽缸盖侧与轴侧均为工作容 积,这样的汽缸称为双作用汽缸。活塞式压 缩机属于容积式压缩机,其作用原理可归纳 为:由于活塞在缸内的往复运动与气阀的开 闭相配合,使汽缸工作容积作周期性变化, 依次实现气体的膨胀一吸气一压缩一排气四 个过程,从而将低压气体升压后源源不断输 出。
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 按安装方法分:固定式、移动式
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。(但我们不允许超压)
排气温度 考虑到积炭和安全运作的需要,需要对往复式 压缩机的排气温度有所限制。对于分子量小 于12的介质,终了排气温度不超过135℃; 对于石油气和湿氯气,终了排气温度不超过 135℃;其他气体建议不超过150℃。 容积系数 活塞工作时汽缸存在着余隙容积,存在着高 压气体使汽缸进气量减少,为0.09-0.14左右。
(1)催化重整装置(单元号2208) PW1.52/(20-27.25)-X型重整预加氢压缩机(K101A/B),制造厂代号:0668。PW-1.52/2027.25-X型预加氢压缩机为固定水冷、一列一 级、双作用P型无油润滑往复活塞式压缩机, 压缩介质为氢烃类混合气体。
活塞式压缩机的零部件很多,现对汽缸、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).汽缸 汽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 装气阀和填料并要进行冷却。
(2).活塞 常见的有筒形活塞、盘(鼓)形活塞和级差 活塞。上面设置刮油环起刮油和布油两个作 用,下行时刮油,上行时布油。 (3).填料函 气缸与活塞杆之间的间隙用填料密封。高压 压缩机一般都会采用三、六瓣密封圈,如图所示。 三瓣密封圈必须位于靠近气缸一侧,绝不能 将三、六瓣封圈位置倒置,否则会失去密封 作用。高压气体沿径向间隙将密封环均匀压 紧在活塞杆上,起密封作用的是六瓣密封环。
螺杆式压缩机:适用于中小气量,大多采用电机拖 动,一般不调速;气体调节常通过调速和滑阀实现, 功率损失较小;适用于中低压;性能曲线陡峭,气 量基本不随压力的变化而变化;排气均匀,气流脉 动很小;机组结构相对比较简单,外观尺寸和质量小,易损 件少维修量小;无往复式压缩机的气阀和活塞环, 也无离心机的喘振。
活塞式压缩机:适用于中小气量,大多采用电机拖动,一般 不调速;气量调节通过补助容积装置或顶开进气阀装置,功率 损失较大;压力应用广泛,非常适合于高压和超高压;性能曲 线陡峭,气量基本不随压力的变化而变化;排气不均匀,气流 有脉动;绝热效率高,机组结构较为复杂,外观尺寸和质量大,易 损件多维修量大的缺点 。
二联合车间包括催化重整装置的预加氢 循环氢压缩机、重整循环氢压缩机、柴油加 氢装置的新氢压缩机、循环氢压缩机,氢气 提纯装置的解吸气压缩机、产品气压缩机, 共有13台往复式压缩机型,用于输送氢气和 解析气;原动机为电动机,电机与压缩机间 采用刚性联轴器联接。
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。
(6).十字头 十字头由十字头体、滑板、十字头销等组成。 (7).活塞杆 活塞杆的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。
气缸和填料函润滑系统: 它们由专门的注油器供给压力油。应用较普 遍的是单柱塞滴油式注油器。该注油器实质 上一组往复柱塞泵。每一注油点由单独的油 管供油。注入的油量必须适当,量过少会导 致发热量大,密封不好,油量过多,会导致 结焦后加快磨损;气体带油影响气阀启闭。
活塞式压缩机的主要工艺参数有进出口温度、 压力、排气量、活塞力、轴功率等
结构差异 排气压力(表压, 105Pa) 排气量(m3/min) 特征(用字母表示) 结构
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 字头的往复运动。十字头带动活塞杆,使活塞在汽 缸内作往复运动。曲轴旋转一周,活塞在汽缸内往 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。
气阀是压缩机中的重要部件,并且是易损 件。压缩机气阀是自动阀,其启闭由阀片两 边的压力差与弹簧力实现。这种气阀结构简 单,且能适应压缩机改变工况的要求。分为4 个部分:阀座、阀片、弹簧、升程限制器
9 活塞式压缩机润滑系统 为减少磨损,降低摩擦功耗;带走摩擦热, 冷却摩擦面,防止温度过高和运动件卡住; 提高活塞环、填料的密封能力,活塞式压缩 机要求在所有作相对运动的表面上注入润滑 油。 活塞式压缩机的润滑系统分为两部分:一为 机身传动件的润滑系统,润滑曲轴、连杆、 十字头等运动部件上的摩擦副;另一为气缸 内活塞组件和填料函润滑系统;每一注油点 均采用单柱塞高压油泵。
供气量 (标准状态) 吸气压力(表压) 排气压力(表压) 吸气温度 排气温度 轴功率
(2)催化重整装置(单元号2208) DW15.3/(12-19.25)-X型重整循环氢压缩机(K201A/B/C),制造厂代号:0666。DW15.3/(12-19.25)-X型重整循环氢压缩机为撬 装式固定水冷、 二列单级无油润滑往复活塞 式压缩机。用于石油化工厂中的氢气增压, 压 缩介质为氢气及烷类。
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。
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入口 气阀上部的顶开器调节,压力的变化是生产 过程中气量供求关系的反应。所以压缩机中 有各种调节机构。当压力超过允许值时安全 阀跳开排放,确保安全。
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。 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,选择驱动机的功率。
工艺参数有进出口温度、压力、排气量、活 塞力、轴功率。 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。
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、冷却系统和气路系统等。
离心式压缩机:适用于大中气量,要求介质为干净 气体,高转速时多采用汽轮机或燃气轮机拖动,气 体调节常通过调速实现;功率损失小;压力应用广 泛,非常适合于高中低压;性能曲线平坦,操作范 围较宽;排气均匀,气流无脉动;机组外观尺寸小, 质量轻,易损件少维修量小。 轴流式压缩机:适用于大气量,要求介质为干净气 体,高转速时多采用汽轮机或燃气轮机拖动,气体 调节常通过调速实现,也可采用可调导叶或静叶; 功率损失小;适用于低压,性能曲线陡峭,操作范 围窄;排气均匀,气流无脉动;机组外观尺寸小, 质量轻,易损件少维修量小。
曲轴是压缩机中传递动力的重要零件,承受 很大的交变载荷和磨损,所以对其疲劳强度 和耐磨性要求比较高。压缩机中的曲轴有两种: 曲柄轴和曲拐轴,曲轴最重要的包含主轴颈、曲 柄、曲拐销。(曲柄轴仅一端有曲柄,另一端 为开式,采用悬臂式支撑)。曲拐轴简称曲 轴。曲轴运转中需要润滑。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。此处的圆角过渡半径 选择十分重要(图中A点)。
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,包括汽缸组件、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 字头和汽缸,使压缩机成为一个整体,机身下方兼 作油箱。