天然气压缩机PPT课件.pptx

CNG压缩机 严小龙 2019 12 28 1 活塞式压缩机 活塞式压缩机工作原理压缩机就是产生气体压力能的机器 它在国民经济各部门中已成为必不可少的关键设备 目前 需要高压的场合 多采用活塞式压缩机 活塞式压缩机种类繁多 结构复杂 但基本结构大致相同 实际上一台天然气压缩机可能有数百个零件 但这些零件按照功能基本可被划分为四部分 即气缸部分 传动部分 机身部分 辅助设备 压缩机运转时 电动机带动曲轴作旋转运动 通过连杆使活塞作往复运动 曲轴旋转一周 活塞往复运动一次 气缸内相继实现吸气 压缩 排气的过程 即完成一个工作循环 2019 12 28 2 压缩过程 1 吸气过程当活塞向左运动时 气缸内的工作容积逐渐增大而压力逐渐降低 当压力降至稍低于进气管中压力时 进气管中气体便顶开吸气阀进入气缸 直到活塞达到最左位置 又称内止点 时 工作容积为最大 吸气阀开始关闭 2 压缩过程当活塞向右运动时 气缸内工作容积缩小 而气体压力逐渐增大 由于吸气阀有止逆作用 故气缸内的气体不能倒流到进气管中 同时 因排气管中的气体压力又高于气缸内部的压力 气缸内的气体无法从排气阀流出 而排气管中的气体因排气阀的止逆作用 也不能进入气缸内 此时 气缸内的气体量保持一定 随着活塞的右移 气体压力不断升高 3 排气过程当活塞右移到一定的位置时 气缸内气体压力升高到稍高于排气管中气体压力 气体便顶开排气阀进入排气管中 直至活塞运动到最右位置 又称外止点 为止 排气阀关闭 活塞再次左移 上述过程重复出现 2019 12 28 3 活塞式压缩机的主要优点及缺点 适用压力范围广可用于低压 包括真空 中压 高压和超高压 效率高其效率高于回转式压缩机和速度式压缩机 大型活塞式压缩机的绝热效率在80 以上 适应性较强排气量范围较广 在较小排气量下也能保持较高的效率 而且排气量受排气压力波动的影响很小 此外气体密度对压缩机性能的影响不太显著 故机器的通用性好 2019 12 28 4 活塞式压缩机的主要优点及缺点 结构较复杂 易损件较多 维护 检修和安装均较麻烦 由于往复惯性力的限制 转速较低 当需要较大排气量时 其机体庞大 笨重并需大型基础 因此 当排气量较大时 不宜采用活塞式压缩机 排气不连续 造成气流脉动 严重时产生气流脉动共振 会造成管网或机件的损坏 一般气缸内要用润滑油 使气体带油 若对气体质量要求较高 压缩后气体的净化任务繁重 2019 12 28 5 活塞式压缩机的分类 活塞式压缩机可根据它的主要技术特性及结构特性进行分类 按生产能力分为 微型 小型 中型 大型压缩机 按排气压力分为 低压 中压 高压 超高压压缩机 按气缸中心线布置分为 立式 卧式 角式 对称平衡式 对置式压缩机 按级数分为 单级 双级 多级压缩机 按气缸工作容积情况分为 单作用 双作用 级差式压缩机 2019 12 28 6 活塞式压缩机的分类 此外 还可以按压缩机的列数 即连杆数 分为单列 双列和多列压缩机 按冷却方式的不同分为风冷式和水冷式压缩机 按所处理介质的不同分为空气压缩机 氮氢气压缩机 二氧化碳压缩机等按润滑方式的不同分为有油润滑式和无油式压缩机 2019 12 28 7 立式与L型压缩机 2019 12 28 8 对称角式压缩机 2019 12 28 9 中型高压卧式水平对置双连杆单列四级单作用有油润滑风冷压缩机 2019 12 28 10 气缸部分 气缸部分是直接用于气体压缩的部分 主要包括气缸 缸盖 活塞 气阀 填料等 气体在压缩过程中温度可能会升的比较高 进而造成缸壁的温度较高 如果缸壁的温度太高 那么附在气缸壁上的润滑油就可能变质 同时相应的机体受热变形 影响运动部件的精密性 造成摩擦和磨损加剧 零部件寿命缩短 此外缸壁温度太高也会对吸进的气体产生加热作用 从而使排气温度和压缩机功耗上升 因此 需要对工作中的气缸进行冷却 气缸的冷却方式有两种 即水冷和风冷 风冷较之水冷会带来气缸结构的简化和制造成本的降低 2019 12 28 11 压缩机 2019 12 28 12 压缩机剖面 2019 12 28 13 单作用与双作用 2019 12 28 14 活塞压缩机简构图 2019 12 28 15 活塞 活塞是用来承受气体压力 并通过活塞销让连杆驱使曲轴旋转从而对气体进行压缩 使腔内压力大于排气阀设计压力 2019 12 28 16 活塞环 活塞与气缸或气缸套之间属于间隙配合 但这个径向空隙一般较大 以防两者互擦伤 故对这个较大的径向空隙需要采取另外的手段进行密封 在活塞外圆上开一些环形槽 在环形槽中放置有个有弹性的圆环 靠圆环外周压紧气缸内壁实现活塞气缸径向空隙的密封 这个密封作用的圆环称为活塞环 活塞环分为两种 压缩环和机油环 压缩环可用来密封压缩室的高压气体气体 机油环则用来刮除汽缸上多余的机油 2019 12 28 17 活塞环 2019 12 28 18 活塞环 2019 12 28 19 活塞环锥面 2019 12 28 20 活塞环结构 2019 12 28 21 吸排气阀 气体进出气管是通过气阀的启闭实现的 压缩机中使用自动气阀 其结构主要包括阀座 阀片 弹簧和升程限制器四部分 气阀靠阀片的开启和关闭使工作腔与外部管道连接或断开 阀片的开启和关闭是由气缸内外的压力差觉定的 当作用在阀片上的压力差产生的推力大到足够克服弹簧推力时 阀片便会打开 气体流入或流出气缸 当作用在阀片上的压力小于弹簧推力时 阀片便会关闭 吸气或排气过程结束 弹簧的主要作用有两点 一是减轻阀片开启是与升程限制器的撞击 二是帮助阀片及时关闭 2019 12 28 22 吸排气阀 2019 12 28 23 连杆 连接活塞和曲轴 并将活塞所受作用力传给曲轴 将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动 2019 12 28 24 曲轴 曲轴是压缩机中最重要的部件 它承受连杆传来的力 并将其转变为转矩通过曲轴输出并驱动压缩机上其他附件工作 曲轴受到旋转质量的离心力 周期变化的气体惯性力和往复惯性力的共同作用 使曲轴承受弯曲扭转载荷的作用 因此要求曲轴有足够的强度和刚度 轴颈表面需耐磨 工作均匀 平衡性好 2019 12 28 25 曲轴 2019 12 28 26 2019 12 28 27 润滑系统三大组成部分 1 机油供给装置 有机油泵 油道 油管 限压阀等 可使机油以 定的压力和流量在循环系统中流动 2 滤靖装置 有集滤器 粗滤器 细滤器 旁通阀 堵塞指示器 可清除机油中的各种杂质 3 仪表及信号装置 有堵塞指示器 压力感应塞 油压警报器等 2019 12 28 28 润滑系统的功用 润滑作用 在相互运动机件间形成一层润滑油膜 减少运动件的摩擦阻力和零件的磨损 有效地避免了干摩擦 清洁作用 流动的润滑油可以带走零件的磨屑和杂质 冷却作用 流动的润滑油还可以带走零件表面摩擦所产生的热量 只要有润滑油保护 就不会发生粘连 融化和因摩擦生热而咬死 密封作用 发动机气缸壁与活塞之间 活塞环与活塞环槽之间的油膜可以提高气缸的密封性 防锈作用 在零件表面形成油膜 对零件表面起保护作用 防止腐蚀生锈 2019 12 28 29 注油器 注油器是离心式油泵供油系统的设备主要设备之一 构成 主要由喷管 混合室及扩压管组成 工作原理 压力通过主油泵在喷管内加速 从而在喷管的混合室中形成负压 由于负压及自由射流的卷吸作用 不断将油箱中的混合室内的油带入扩压管 混合油流在扩压管内减速升压后送入主油泵或供轴承润滑用油 2019 12 28 30 注油器 2019 12 28 31 冷却系统 冷却系统按照冷却介质不同可以分为风冷和水冷 如果把压缩机中高温零件的热量直接散入大气 通过冷却风扇制造强对流空气循环 而进行冷却的装置称为风冷系统 而把这些热量先传给冷却水 通过水温带走热量 然后再散入大气而进行冷却的装置称为水冷系统 风冷较之水冷会带来气缸结构的简化和制造成本的降低 2019 12 28 32 冷却系统 2019 12 28 33 气液分离器 气液分离器可安装在气体压缩机的出入口用于气液分离 分馏塔顶冷凝冷却器后气相除雾 各种气体水洗塔 吸收塔及解析塔的气相除雾等 气液分离器也可应用于气体除尘 油水分离及液体脱除杂质等多种工业及民用应用场合 气液分离器采用的分离结构很多 其分离方法也有 1 重力沉降 2 折流分离 3 离心力分离 4 丝网分离 5 超滤分离 6 填料分离等 但综合起来分离原理只有两种 一 利用组分质量 重量 不同对混合物进行分离 气体与液体的密度不同 相同体积下气体的质量比液体的质量小 二 利用分散系粒子大小不同对混合物进行分离 液体的分子聚集状态与气体的分子聚集状态不同 气体分子距离较远 而液体分子距离要近得多 所以气体粒子比液体粒子小些 2019 12 28 34 气液分离器 重力沉降的原理简述 由于气体与液体的密度不同 液体在与气体一起流动时 液体会受到重力的作用 产生一个向下的速度 而气体仍然朝着原来的方向流动 也就是说液体与气体在重力场中有分离的倾向 向下的液体附着着在壁面上汇聚在一起通过排放管排出 折流分离原理简述 由于气体与液体的密度不同 液体与气体混合一起流动时 如果遇到阻挡 气体会折流而走 而液体由于惯性 继续有一个向前的速度 向前的液体附着在独挡壁面上由于重力的作用向下汇集到一起 通过排放管排出 离心分离原理简述 由于气体与液体的密度不同 液体与气体混合一起流动时 液体受到的离心力大于气体 所以液体有离心分离的倾向 液体附着在分离壁面上由于重力的作用向下汇集到一起 通过排放管排出 填充分离原理简述 由于气体与液体的密度不同 液体与气体混合一起流动时 如果遇到阻挡 气体会折流而走 而液体由于惯性 继续游一个向前的速度 向前的液体附着在独挡填料表面上由于重力的作用向下汇集到一起 通过排放管排出 由于填料相对普通折流分类来说具有大得多的阻挡手机壁面积 而且多次反复折流 液体很容易着壁 所以其分离效率有提高 2019 12 28 35 气液分离器 2019 12 28 36 气动阀 借助压缩空气驱动的阀门 密封效果好 调节性能灵敏 体积小 可竖卧安装 适用于控制气体 蒸汽 液体等介质 气动活塞执行机构采用压缩空气作动力源 通过活塞的运动带动曲臂进行90度回转 达到使阀门自动启闭 它的组成部分为 调节螺栓 执行机构箱体 曲臂 气缸体 气缸轴 活塞 连杆 万向轴 气动调节阀的工作原理 气动调节阀由执行机构和调节机构组成 执行机构是调节阀的推力部件 它按控制信号压力的大小产生相应的推力 推动调节机构动作 阀体是气动调节阀的调节部件 它直接与调节介质接触 调节该流体的流量 2019 12 28 37 气动球阀 2019 12 28 38 齿轮式气动阀 2019 12 28 39 气动阀 2019 12 28 40 气动阀 2019 12 28 41 安全阀 安全阀是启闭件受外力作用下处于常闭状态 当设备或管道内的介质压力升高超过规定值时 通过向系统外排放介质来防止管道或设备内介质压力超过规定数值的特殊阀门 安全阀属于自动阀类 主要用于锅炉 压力容器和管道上 控制压力不超过规定值 对人身安全和设备运行起重要保护作用 注安全阀必须经过压力试验才能使用 2019 12 28 42 安全阀分类 安全阀结构主要有两大类 弹簧式和杠杆式 弹簧式是指阀瓣与阀座的密封靠弹簧的作用力 杠杆式是靠杠杆和重锤的作用力 随着大容量的需要 又有一种脉冲式安全阀 也称为先导式安全阀 由主安全阀和辅助阀组成 当管道内介质压力超过规定压力值时 辅助阀先开启 介质沿着导管进入主安全阀 并将主安全阀打开 使增高的介质压力降低 安全阀的排放量决定于阀座的口径与阀瓣的开启高度 也可分为两种 微启式开启高度是阀座内径的 1 20 1 40 全启式是 1 3 1 4 此外 随着使用要求的不同 有封闭式和不封闭式 封闭式即排出的介质不外泄 全部沿着规定的出口排出 一般用于有毒和有腐蚀性的介质 不封闭式一般用于无毒或无腐蚀性的介质 2019 12 28 43 安全阀分类 按其整体结构及加载机构的不同可以分为重锤杠杆式 弹簧式和脉冲式三种 按照介质排放方式的不同 安全阀又可以分为全封闭式 半封闭式和开放式等三种 按照阀瓣开启的最大高度与安全阀流道直径之比来划分 安全阀又可分为弹簧微启封闭高压式安全阀和弹簧全启式安全阀两种 按作用原理分类 可以分为直接作用式安全阀和非直接作用式安全阀 按压力是否能调节分类 可分为固定不可调安全阀和可调安全阀 2019 12 28 44 重锤杠杆式安全阀 重锤杠杆式安全阀是利用重锤和杠杆来平衡作用在阀瓣上的力 通过调整重锤在杠杆上的位置或改变重锤的质量来调整校正安全阀的开启压力 2019 12 28 45 弹簧式安全阀 弹簧式安全阀指依靠弹簧的弹性压力而将阀的瓣膜或柱塞等密封件闭锁 一旦当压力容器的压力异常后产生的高压将克服安全阀的弹簧压力 所以闭锁装置被顶开 形成了一个泄压通道 将高压泄放掉 根据阀瓣开启高度不同又分为全起式和微起式两种 全起式泄放量大