往复压缩机课件

1、 概述 往复压缩机的特点 往复压缩机的基本结构 往复压缩机的主要部件及结构 往复压缩机的运行与维护要点 往复压缩机常见的故障及处理方法 随着近代科学技术的不断发展，作为重要能量形式之一的压力能在工业生产上的应用十分普遍，所占的地位相当重要。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特别在化工、石油、矿山、冶金、机械以及国防工业中已成为必不可少的关键设备。其重要应用场合有化工工艺过程上的应用、动力工程的应用、气体输送等。 按照能量转换的方式不同，常用压缩机可分为两大类：容积式压缩机和速度式压缩机（在此不再详述）两种。其中容积式压缩机又可分为往复式压缩机和回转式压缩机。下面详细介绍往复式

2、压缩机。 最典型的容积式压缩机是往复式压缩机。它是依靠气缸内活塞的往复运动来压缩气体。根据所需压力的高低，它可以做成单级或多级；为了使机器受载均衡，它还可做成单列或多列。 由于各类压缩机的工作特点不同，他们的性能和所适用的范围也不完全一样。往复式压缩机多适用于高压和超高压场合；离心式压缩机多适用于大流量场合；回转式压缩机虽兼有往复式和离心式的特点，但由于它的压力和排气量有限，多适于中、小气量的场合。 往复压缩机是怎样工作的？ 往复压缩机工作可分为膨胀、吸气、压缩和排出四个过程。如图1-13所示 膨胀：当活塞2向左移动时，活塞右边的缸容积增大，压力下降，原来残留在气缸中的气体不断的膨胀。 吸气：

3、当压力降到稍小于进气管路中的气体时，进气管路中的气体就打开吸气阀3进入气缸，随着活塞逐渐向左移动，气体持续进入缸内，直到活塞左边的末端为止。 压缩：当活塞向右移动时，工作容积逐渐减小，缸内的气体被压缩。由于吸气阀3和排气阀4有止逆作用，所以缸内的气体不能倒流回进气管路中，出口管路的气体也不能进入缸内，而出口管中的气体压力高于缸内压力，缸内的气体也不能通过排气阀排到出口管中，因此缸体内的气体质量是稳定的，活塞继续向右移动，体积不断减小，压力不断增大。 排出：随着活塞不断的向右移动，压缩气体压力升到稍高于出口管路中的压力时，缸内的气体打开出口阀4，气体进入出口管路中，并不断的排出，直到活塞移动到最

4、右端。往复压缩机的优点： 1.使用压力范围广 ,排气压力波动,但是排气量比较稳定。往复式压缩机可设计成超高压、高压、中压或低压。 2.压缩效率较高 一般往复式压缩机压缩气体的过程属封闭系统，其压缩效率较高，大型的绝热效率可达80%以上。至于回转式压缩机虽属容积式，但由于内漏和流动阻力损失较大，故其效率不如往复式压缩机。 3.适应性较强 往复式压缩机排气量范围较广，特别当排气量较小时，如做成离心式难度就较大。此外气体密度对压缩机性能的影响也不如离心式那样显著，所以对同一规格的往复式压缩机往往只要稍加改造就可适用于压缩其他的气体介质。 往复式压缩机的主要缺点是： 1.气体带油污，特别在化工生产上若

5、对气体质量要求较高时，压缩后气体的净化任务繁重； 2.因受往复运动惯性力的限制，转速不能过高，对于排气量较大的，外形尺寸及其基础都较大； 3.排气不连续，气体压力有波动，严重时往往因气流脉动共振，造成管网或机件的损坏； 4.易损件较多，维修量较大。 往复式压缩机的结构形式虽然繁多，但其主要组成部分基本相同。一台完整的压缩机组包括两大部分： 一为主机包括机身、中体、传动部分、气缸组件，活塞组件，气阀，密封组件以及驱动机等。 另一为辅机包括润滑系统、冷却系统以及气路系统等。分类型式 按排气量Vd分（吸气压力为大气压力）微型，小型，中型，大型 按排气压力Pd分低压压缩机，中压压缩机，高压压缩机，超高

6、压压缩机。往复式压缩机的主要类型 按气缸的排列方式分立式，卧式，对置式，对称平衡式，角式 按气缸容积的利用方式分单作用式，双作用式，级差式按压缩级数分单级，双级，多级 按冷却方式不同而分为风冷式和水冷式 按安装方式不同而分为固定式和移动式等。 L型 汽缸排列呈L型 V型 汽缸排列呈V型 W型 汽缸排列呈W型 Z型 汽缸竖立排列 P型 汽缸水平排列（即型排列） M型 对称平衡式（队式、电机位于气缸的一侧） H型 H型对称平衡式（卧式、电机位于汽缸之间） D型 对置或对称平衡式 气缸的结构型式气缸的结构型式 根据压缩介质、压力、排气量、总体结构以及材料的不同，气缸的结构型式很多。按活塞在气缸中作用

7、方式的不同由单作用式、双作用式与级差式气缸；按气缸的冷却方式的不同有风冷与水冷气缸；按制造材料的不同有铸铁、铸钢或稀土球铁、优质碳钢或合金钢锻制气缸。 一进一出铸铁缸二进二出铸钢缸四进四出铸铁缸气缸部件: 气缸部件由缸体、缸座、缸盖、缸套等零件组成，根据所压气体压力高低不同，可以采用铸铁缸和锻件缸。一进一出锻件缸二进二出锻件缸 活塞活塞 活塞的结构型式很多，常用的有以下几种：筒形活塞、盘形活塞、级差式活塞、组合活塞、柱塞等。 活塞部件：活塞部件： 由活塞体、活塞杆、活塞螺母、活塞环、支承环等零件组成。 活塞杆活塞杆 活塞杆将活塞与十字头连接起来，传递作用在活塞上的力，带动活塞运动。活塞与活塞杆

8、的连接通常采用圆柱凸肩和锥面连接两种方法。 为避免活塞杆在拉伸、压缩载荷作用下发生破坏，应注意以下几个问题： 1.活塞杆为细长杆，应进行稳定性校核 2.活塞杆上应力集中比较严重的螺纹或截面积有较大变化的地方容易产生疲劳破坏，要进行疲劳强度校核 3.活塞杆凸肩端面与活塞接触处有较大的挤压应力，应对该部位的比压进行较核 活塞环活塞环 活塞环的作用是密封气缸与活塞之间的间隙，防止气体从压缩容积的一侧漏向另一侧。此外还有均布润滑的作用。 填料函填料函 压缩机中的填料函多位金属填料函，极少采用软质填料。 常用的金属填料函有两种：平面填料函和锥形填料函。 气阀由哪些零部件组成的？各有什么作用？气阀由哪些零

9、部件组成的？各有什么作用？ 气阀是由阀座、阀片、弹簧、升程限制器，并用气阀是由阀座、阀片、弹簧、升程限制器，并用螺栓联结固定。螺栓联结固定。 阀座：进气和排气的通道，在气阀关闭时，承受阀座：进气和排气的通道，在气阀关闭时，承受气阀两侧的压力。气阀两侧的压力。 阀片：交替周期性的开启和关闭阀座上的气流通阀片：交替周期性的开启和关闭阀座上的气流通道。道。 弹簧：气阀开启时防止阀片高速撞击升程限制器，弹簧：气阀开启时防止阀片高速撞击升程限制器，关闭时将阀片快速关闭气流通道。关闭时将阀片快速关闭气流通道。 升程限制器：限制阀片开启位移，同时也是弹簧升程限制器：限制阀片开启位移，同时也是弹簧的支承座。的

10、支承座。 气阀的基本要求气阀的基本要求 1.阀片启闭应及时。 2.气阀的阻力小。 3.气阀寿命长。 曲轴曲轴 曲轴是压缩机中重要的运动件。由于承受较大的交变载荷和摩擦磨损，所以对疲劳强度和耐磨性要求较高。 曲轴整体法兰盘结构曲轴整体法兰盘结构: : 曲轴采用整体的法兰盘结构，提高了曲轴的刚性和强度以及安装精度，保证了机器的平稳可靠运行。 曲轴与电机的连接采用刚性直联，曲轴法兰与电机轴法兰只见采用弹性螺栓连接。采用液压方式紧固（通过150MPa手动液压泵实现）。输入扭矩通过法兰面间的摩擦力进行传递，如超载或各种保护失效的话，连接螺栓即被剪断，有效地保护了重要部件如曲轴、电机等免受破坏。 曲轴无润

11、滑油孔曲轴无润滑油孔: : 曲轴为整体钢制锻制加工成的实心结构，轴身不钻润滑油孔，避免了由于加工油孔所产生的应力集中（曲轴断裂均发生在油孔处），彻底杜绝了曲轴断裂的发生。采用双向润滑方式，减少了润滑管线的阻力损失，使各处运动副的润滑更充分，更可靠。 连杆连杆 连杆是连接曲轴与十字头的部件，它将曲轴的旋转运动转换成活塞的往复运动，并将外界输入的功率传给活塞组件。连杆部件：连杆部件： 连杆由连杆体和大头瓦盖组成，通过二个弹性螺栓连成一体。连杆体钻有油孔通道，与连杆大头瓦盖、大头瓦和小头衬套瓦背环槽组成供油通道向十字头销和曲柄销注油。大头瓦大头瓦小头衬套小头衬套大头瓦大头瓦 ： 剖分式结构，瓦面浇注

12、巴士合金，两端翻边用于轴向定位，径向通过大头孔内孔表面圆柱销于轴瓦定位，防止轴瓦转动。小头衬套：小头衬套： 连杆小头衬套为整体式，材料为锡青铜。连杆螺栓液压紧固：连杆螺栓液压紧固： 连杆螺栓紧固通过150MPa高压油泵和专用工具分三次打压完成，保证连杆螺栓准确的伸长量和足够预紧力，彻底解决紧固力矩不够或过大难题。螺栓紧固工具螺栓紧固工具连杆螺栓连杆螺栓 十字头十字头 十字头是连接活塞杆与连杆的部件。它在中体导轨力作往复运动，并将连杆的动力传给活塞部件。对十字头的基本要求是重量轻，耐磨并具有足够的强度。十字头与连杆连接的方式可分为开式和闭式两种。 十字头部件：十字头部件： 由十字头体、十字头销、

13、十字头滑履和液压紧固装置组成。十字头体为双侧圆筒结构，通过榫槽与滑履定位，用螺钉连接成一体。 十字头滑履为可更换结 构,承压表面浇注轴承合金, 设油槽和油路。十字头销分 为圆柱形和锥形销，钻有轴 和径向油孔。十字头液压连接装置十字头液压连接装置: : 液压联接紧固装置是用于活塞杆与十字头体的连接，主要由联接装置和紧固装置两部分组成。 连接示意图紧固装置 压力体通过机身对接组合成通过机身对接组合成2D,4M,6M2D,4M,6M和和8M8M等大型机组，满足各种流程需要等大型机组，满足各种流程需要 压缩机对接机身结构、曲轴整体法兰盘结构、曲轴无润滑油孔、连杆螺栓液压连接结构、浮动十字头销结构、活塞

14、杆与十字头液压弹性连接结构活塞与活塞杆电加热紧固方式和由机身经十字头、连杆向曲轴注油等结构经理论和实践证明，能够更好的满足往复压缩机结构受力复杂的要求。机身与中体整体结构：机身与中体整体结构： 曲轴箱与中体铸成一体组成独立机身，两侧设有十字头滑道和方形窗口，避免分体结构产生的加工和装配误差，提供了机身与中体运行时可靠的保证。2D系列独立机身4M系列组合机身呼吸器分体对接机身：分体对接机身： 四列或六列M型机身由独立机身对接组成。机身对接面通过专用定位销精确定位。 对接机身使用弹性螺栓连接，通过扭矩扳手或液压紧固工具安装。 螺栓定位销活塞杆与十字头的液压紧固连接：活塞杆与十字头的液压紧固连接：

15、活塞杆与十字头通过液压紧固装置连接。活塞杆与十字头组装后，通过超高压油泵将150Mpa高压油注入压力体推动活塞运动，将活塞杆的弹性杆拉长后拧入紧固螺母，然后将油泄压，紧固完毕。活塞杆液压连接端通过优化 截面的受力状态，降低了交变载 荷的应力幅，使活塞杆处于 单向拉伸的状态，极大 的提高了活塞 杆疲劳寿命。 活塞紧活塞紧固 : 活塞与活塞杆的连接通过加热活塞杆紧固方法来完成。首先将电加 热棒插入活塞杆螺纹处电加热孔内，然后将活塞杆加热并达到一定伸长 量，然后旋紧活塞螺母，锁紧螺母。该操作简单可靠, 彻底解决了螺纹紧固力矩不够（过大）而导致活塞杆螺纹断裂难题。 接筒部件接筒部件：接筒可设计成长、短

16、行程的单或双室结构，内部装有刮油环部件、填料部件和中间填料部件，接筒两侧设有足够大的窗口用于填料的拆装维护。接筒设有填料进、出水口、注油口、充氮口、漏气回收口、中间填料充氮口、填料测温引线口、活塞杆下沉测量引线口、接筒放空口和接筒放液口等来满足不同的工艺需要。填料部件刮油环部件接筒部件 一、启动前的准备和检查（一）启动前应具备的条件1、系统流程导通，工艺系统管网流程无误。2、空负荷试运合格，运转中发现的问题已处理完毕。3、循环冷却水投用正常，各冷却部位走水畅通，回水排空阀将空气排尽，压力、温度正常(保证压力0.30.4MPa(G)，温度32)，无泄漏。4、电机已送电。5、压缩机气量调节系统调试

17、正常。 6、润滑油更换完毕，分析合格。电机轴承箱加油正常，分析合格。7、压缩机上所有仪表，报警、联锁再一次检查确认，调试完好具备投用条件。8、安全消防设施齐全、完好，所有安全阀已定压，并投用。9、环保设施已具备投用条件。10、操作人员经严格考核已取得上岗证，电修、仪表、钳工已到位。11、所有仪表安装完毕经检验合格。 压缩机开车前的准备工作1、清理厂房、现场，保持环境清洁，无影响操作人员工作的因素。2、全面检查压缩机气体管路及管路上所有阀门均灵活好用，并确认关闭压缩机进出口阀、出口放空阀、去火炬放空阀、高点放空阀、入口阀、各排污总管上各支管阀、管路上高点放空阀、低点排凝阀，全开回路阀。确认安全阀

18、的根部阀打开。 3、全面检查压缩机循环冷却水系统及管路上所有阀门均灵活好用，并依次全开油冷器，粗过滤器和精过滤器进、出口油阀，关闭其它油路阀。确认油箱液位和电机轴承座油位在23以上，取样分析样品合格，打开润滑油管路上所有压力表根部阀。4、开压缩机用工器具及操作记录已准备齐全，操作人员已熟悉开停车操作程序、注意事项及事故处理预案，进入岗位待命。启动1、检查（1）查看记录，确定压缩机备用，电气设备绝缘合格。通知机电仪相关人员到现场。（2）检查并全开循环冷却水的总进、回水阀，并检查各冷却水回水是否畅通无阻。（3）投用氮气密封。（4）启动油泵(若是冬季开车，油箱油温低于15，先启动油箱电加热器，待油温

19、15，再启动油泵)，调整进油总管压力0.3MPa(G)，观察压缩机中体内十字头滑道是否有油。（5）启动盘车电机，盘车数圈，检查压缩机运动机构是否有卡涩等异常现象。（6）关闭进出口阀，开启回路阀、放空阀，检查确认压缩机处于空负荷状态。（7）将盘车电机油泵停下，将手柄调到开车处，触摸屏调到运行位置。（8）联系电气压缩机送电。（9）检查电机启动控制设备及自控仪表。压缩机的启动（1）压缩机进料A 、做好准备工作后，证明机器正常无误时，压缩机吸入罐需排水，并确保排尽，即可启动，启动电机在无负荷下运转5分钟，证明其完全正常，方可升压。B 、现场开压缩机吸入罐出口阀的前后切断阀、主控关放空阀、缓慢开启吸入罐

20、出口阀，将介质引至压缩机进口阀前，缓慢开压机进口阀，对压缩机进行均压。C 、缓慢关闭回路阀，逐渐升高压力，至出口压力接近额定的工作压力时打开出口阀门，使机器进入正常运转。注意压缩机出口不要超压。D 、压缩机运转期间应做好操作记录。压缩机进口吸入罐需排水，确保基本无液位，如有大量的水马上报告班长及值班干部。E 、按正常状态下操作，按规定进行巡回检查，如发现异常，请及时报告，特殊情况下必须紧急停机。运行期间监护1、检查测量仪表。压缩机装置的正确运行要通过下面列出的监视数据来检查。在头3 个月运行期间，以不少于1 个小时的间隔在工作日记上记下读出的实际数据，在头3 个月之后，要以4 个小时间隔作工作

21、日记记录:a.进口压力b.进口温度c.出口压力d.出口温度e.油冷却器前的（=油泵后的）油压f.油冷却器后的油温g.油过滤器后（=在调节阀上）的油压。（当必要时，通过调节阀调节）h.通过油过滤器的压差i.轴承前的油压j.轴承温度（如果必要，调节油流量）k. 油箱中油位 运行中需关注的事项 (1)认真查漏，发现漏泄要立刻纠正，因为氢气无味不易察觉接触到火星会发生爆炸酿成严重的安全事故。 (2)监视压缩机震动及温度，应连续测量。 (3) 为确保有压缩机有油流过轴承，要经常检查油出口管线内的所有油观察视镜。 (4) 清洁油箱。 以每月一次的间隔，去除可能集聚在油箱内的任何水和油泥。应定期清洁油管线内

22、的进口粗滤器。 (5)检查油过滤器/冷却器。每个月（但如果油冷却器下游的油温升高或通过油过滤器的压差升高，要立即切换油冷却器双冷却器或油过滤器到备用装置上。切换油冷却器之前，应接通备用冷却器的冷却水。并打开在水箱上的通风阀直至水由通风阀流出，之后这个阀要关闭。(6)观看过滤器上的压差表：如果压差表接近零，过滤器就有损坏或漏泄！(7)切换备用冷却器和备用过滤器时要慢慢进行，并且在压缩机装置运行中就可以进行。使用过的冷却器或过滤器要将油和油泥放出，然后通过冲洗，刷除或使用化学溶液除掉固体脏物。如检查过滤器元件有损伤，则必须更换新的过滤器元件。注意：每次切换一个油冷却器或油过滤器，都要在工作日记中作

23、出记录！检查：通过启动浮子杆（如果提供捕油器的话），每班一次手动通风浮子捕油器。至少在每次检查之后，要检查一下安全阀和所有其它的防护装置是否正确地发挥功能。 (8)放泄管线要一周检查一次，确保它们没有堵住。 (9)检查油。 该压缩机在运行的期间内，要以3 个月的间隔检查油质量是否正常（在头3 个月运行期间，规定每月检查一次）。如果它不再符合所规定的指标值的话，应换新油。所有油的更换要记载在工作日记中，记载换油数量和换油的等级。 (10)检查冷却水。 冷却水也应1 个月检查一次。测量的分析值要同该压缩机装置订货时在技术规范中给出的分析值对照。冷却水的各次检查及测量的分析值要记载在工作日记上！ 正

24、常停车得到上级准许后，压缩机按以下步骤进行停车：1、缓慢打开回路阀和放空阀，同时关闭出口阀，使压缩机与系统脱开。2、关进口阀，使压缩机在无负荷状态运转。3、用出口放空阀控制压缩机缓慢卸压，卸压速率0.2MPa。7、再全面检查一遍，确认一切正常，至此，原料气压缩机停车完毕，现场加强巡检，待指示。8、当压缩机需长期停车，应将气缸、填料和管道内的存水放尽。冬季生产期间备机要保持水畅通，注意防冻。 紧急停车1、当出现如下情况之一时，压缩机应按紧急停车处理：a.外界因素：（1）电源突然中断。（2）循环冷却水突然中断。（3）仪表风突然中断。（4）转化或合成工序要求紧急停车时。（5）压缩机联锁停车或装置联锁

25、停车时。 b内在因素：（1）润滑油进油总管压力低于下限0.15MPa(G)，而且联锁不动作。（2）有严重异常声响，如撞缸声且振动，电流明显波动时。（3）气体管路严重外漏时。（4）排气温度超过高报警值，处理无效时。（5）压缩机轴承温度达75，有抱轴危险，而且联锁不动作。（6）主电机轴承温度达75，有抱轴危险，而且联锁不动作。（7）电机定子温度超过110时。（8）电缆头发热冒烟时。 压缩机紧急停车程序（1）立即切断压缩机主电机电源。（2）立即打开压缩机出口至火炬放空阀和回流阀，并关闭压缩机进、出口阀(先关出口阀，再关入口阀)。（3）然后按正常停车程序后的处理过程进行处理。（4）及时向班长和主管领导

26、汇报。 压缩机正常切换程序当正在运行中的压缩机出现故障需停车，而生产不能中断时，需及时进行压缩机的切换操作，或正在运行中的压缩机已到切换时间需进行压缩机的切换操作。压缩机正常切换程序备用机切换操作前的检查工作等同压缩机正常开车前准备工作，通知班长后：按压缩机正常开车程序开备用机，在空负荷状态下，检查确认无异常现象，打开备用机出口放空阀，进行N2置换。 1、备用机出口分析氧含量0.2(V)后，关出口放空阀(若备用机处于氮气保压状态，则省去氮气置换步骤)。2、确认备用机回流阀全开，缓慢全开备用机进口阀，备用机缓慢均压(0.2MPa(G)min)至入口压力。3、将备用机回路关小调节至半负荷状态，同时

27、开运行机的回路将负荷降至半负荷状态。当备用机出口压力达到额定的压力时缓慢开出口阀。4、压力稳定后将备用机负荷加至满负荷状态，同时将运行机负荷降至空负荷状态。5、关闭原运行机进出口阀，观察原备用机的运行参数。6、全面检查原备用机确认一切运转正常，按压缩机正常停车程序停原运行机。7、至此原料气压缩机切换操作完毕。 切换注意事项：1、压缩机的切换操作要平稳，以流量波动不大为原则。2、备用机不具备启动条件决不启动。3、在用机停止运转后，进行盘车。要做好N2保护工作，机内压力保持正常。4、压缩机的切换操作，各操作人员要加强联系，相互配合。 故障特征 主 要 原 因 处 理 方 法循环油压力降低 油泵磨损

28、； 修理或更换油泵； 油管连接处密封不严，发生泄漏； 紧固油管各连接部位； 油管堵塞； 清洗、疏通油管 滤油器脏污； 清洗滤油网； 油压表失灵。 更换油压表。 故障特征 主 要 原 因 处 理 方 法运动机构响声异常 连杆螺栓，轴承螺栓、十字头螺栓断裂或螺母松动 紧固或更换损坏件 各磨擦副间隙过大 检查并采取措施调整间隙 各轴瓦与轴承座接触不良 刮研轴瓦瓦背 故障特征 主 要 原 因 处 理 方 法气体压力不正常 气阀、填料、活塞环泄漏过大 检查并更换磨损过大的零件 压力表失灵 更换压力表 故障特征 主 要 原 因 处 理 方 法气缸内有异常声响或异常振动 活塞止点间隙过小 检查、调整止点间隙 ； 活塞连接螺母松动 ； 紧固连接部位 ； 管内有水 检查有无漏水 异物进入缸内 检查并采取相应措施；气阀工作不正常