天然氣壓縮機（課堂PPT）

1、1CNG壓縮機嚴小龍2活塞式壓縮機 活塞式壓縮機工作原理 壓縮機就是產(chǎn)生氣體壓力能的機器，它在國民經(jīng)濟各部門中已成為必不可少的關(guān)鍵設備。目前，需要高壓的場合，多采用活塞式壓縮機。 活塞式壓縮機種類繁多，結(jié)構(gòu)復雜，但基本結(jié)構(gòu)大致相同。實際上一臺天然氣壓縮機可能有數(shù)百個零件，但這些零件按照功能基本可被劃分為四部分，即氣缸部分、傳動部分、機身部分、輔助設備。 壓縮機運轉(zhuǎn)時，電動機帶動曲軸作旋轉(zhuǎn)運動，通過連桿使活塞作往復運動。曲軸旋轉(zhuǎn)一周，活塞往復運動一次，氣缸內(nèi)相繼實現(xiàn)吸氣、壓縮、排氣的過程，即完成一個工作循環(huán)。3壓縮過程 (1) 吸氣過程 當活塞向左運動時，氣缸內(nèi)的工作容積逐漸增大而壓力逐漸降低。

2、當壓力降至稍低于進氣管中壓力時，進氣管中氣體便頂開吸氣閥進入氣缸，直到活塞達到最左位置（又稱內(nèi)止點）時，工作容積為最大，吸氣閥開始關(guān)閉。 (2) 壓縮過程 當活塞向右運動時，氣缸內(nèi)工作容積縮小，而氣體壓力逐漸增大。由于吸氣閥有止逆作用，故氣缸內(nèi)的氣體不能倒流到進氣管中。同時，因排氣管中的氣體壓力又高于氣缸內(nèi)部的壓力，氣缸內(nèi)的氣體無法從排氣閥流出，而排氣管中的氣體因排氣閥的止逆作用，也不能進入氣缸內(nèi)。此時，氣缸內(nèi)的氣體量保持一定，隨著活塞的右移，氣體壓力不斷升高。 (3) 排氣過程 當活塞右移到一定的位置時，氣缸內(nèi)氣體壓力升高到稍高于排氣管中氣體壓力，氣體便頂開排氣閥進入排氣管中，直至活塞運動到

3、最右位置（又稱外止點）為止。排氣閥關(guān)閉，活塞再次左移，上述過程重復出現(xiàn)。4活塞式壓縮機的主要優(yōu)點及缺點 適用壓力范圍廣 可用于低壓（包括真空）、中壓、高壓和超高壓。 效率高 其效率高于回轉(zhuǎn)式壓縮機和速度式壓縮機，大型活塞式壓縮機的絕熱效率在80%以上。 適應性較強 排氣量范圍較廣，在較小排氣量下也能保持較高的效率，而且排氣量受排氣壓力波動的影響很小。此外氣體密度對壓縮機性能的影響不太顯著，故機器的通用性好。 5活塞式壓縮機的主要優(yōu)點及缺點 結(jié)構(gòu)較復雜，易損件較多，維護、檢修和安裝均較麻煩。 由于往復慣性力的限制，轉(zhuǎn)速較低。當需要較大排氣量時，其機體龐大，笨重并需大型基礎，因此，當排氣量較大時，

4、不宜采用活塞式壓縮機。 排氣不連續(xù)，造成氣流脈動，嚴重時產(chǎn)生氣流脈動共振，會造成管網(wǎng)或機件的損壞。 一般氣缸內(nèi)要用潤滑油，使氣體帶油。若對氣體質(zhì)量要求較高，壓縮后氣體的凈化 任務繁重。6活塞式壓縮機的分類 活塞式壓縮機可根據(jù)它的主要技術(shù)特性及結(jié)構(gòu)特性進行分類： 按生產(chǎn)能力分為： 微型、小型、中型、大型壓縮機； 按排氣壓力分為：低壓、中壓、高壓、超高壓壓縮機； 按氣缸中心線布置分為：立式、臥式、角式、對稱平衡式、對置式壓縮機； 按級數(shù)分為：單級、雙級、多級壓縮機； 按氣缸工作容積情況分為：單作用、雙作用、級差式壓縮機。 7活塞式壓縮機的分類此外，還可以按壓縮機的列數(shù)（即連桿數(shù)）分為單列、雙列和多

5、列壓縮機；按冷卻方式的不同分為風冷式和水冷式壓縮機；按所處理介質(zhì)的不同分為空氣壓縮機、氮氫氣壓縮機、二氧化碳壓縮機等按潤滑方式的不同分為有油潤滑式和無油式壓縮機。8立式與L型壓縮機9對稱角式壓縮機10中型高壓臥式水平對置雙連桿單列四級單作用有油潤滑風冷壓縮機11氣缸部分 氣缸部分是直接用于氣體壓縮的部分，主要包括氣缸、缸蓋、活塞、氣閥、填料等。 氣體在壓縮過程中溫度可能會升的比較高，進而造成缸壁的溫度較高，如果缸壁的溫度太高，那么附在氣缸壁上的潤滑油就可能變質(zhì)，同時相應的機體受熱變形，影響運動部件的精密性，造成摩擦和磨損加劇，零部件壽命縮短。此外缸壁溫度太高也會對吸進的氣體產(chǎn)生加熱作用，從而使

6、排氣溫度和壓縮機功耗上升。因此，需要對工作中的氣缸進行冷卻。氣缸的冷卻方式有兩種，即水冷和風冷。風冷較之水冷會帶來氣缸結(jié)構(gòu)的簡化和制造成本的降低。12壓縮機13壓縮機剖面14單作用與雙作用15活塞壓縮機簡構(gòu)圖16活塞活塞是用來承受氣體壓力，并通過活塞銷讓連桿驅(qū)使曲軸旋轉(zhuǎn)從而對氣體進行壓縮，使腔內(nèi)壓力大于排氣閥設計壓力。17活塞環(huán) 活塞與氣缸或氣缸套之間屬于間隙配合，但這個徑向空隙一般較大，以防兩者互擦傷，故對這個較大的徑向空隙需要采取另外的手段進行密封。 在活塞外圓上開一些環(huán)形槽，在環(huán)形槽中放置有個有彈性的圓環(huán)，靠圓環(huán)外周壓緊氣缸內(nèi)壁實現(xiàn)活塞氣缸徑向空隙的密封，這個密封作用的圓環(huán)稱為活塞環(huán)。

7、活塞環(huán)分為兩種：壓縮環(huán)和機油環(huán)。壓縮環(huán)可用來密封壓縮室的高壓氣體氣體；機油環(huán)則用來刮除汽缸上多余的機油。18活塞環(huán)19活塞環(huán)20活塞環(huán)錐面21活塞環(huán)結(jié)構(gòu)22吸排氣閥氣體進出氣管是通過氣閥的啟閉實現(xiàn)的，壓縮機中使用自動氣閥。其結(jié)構(gòu)主要包括閥座、閥片、彈簧和升程限制器四部分。氣閥靠閥片的開啟和關(guān)閉使工作腔與外部管道連接或斷開。閥片的開啟和關(guān)閉是由氣缸內(nèi)外的壓力差覺定的。當作用在閥片上的壓力差產(chǎn)生的推力大到足夠克服彈簧推力時，閥片便會打開，氣體流入或流出氣缸。當作用在閥片上的壓力小于彈簧推力時，閥片便會關(guān)閉。吸氣或排氣過程結(jié)束。彈簧的主要作用有兩點：一是減輕閥片開啟是與升程限制器的撞擊，二是幫助閥片

8、及時關(guān)閉。23吸排氣閥24連桿 連接活塞和曲軸，并將活塞所受作用力傳給曲軸，將活塞的往復運動轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運動。連接活塞和曲軸，并將活塞所受作用力傳給曲軸，將活塞的往復運動轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運動。25曲軸 曲軸是壓縮機中最重要的部件。它承受連桿傳來的力，并將其轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)矩通過曲軸輸出并驅(qū)動壓縮機上其他附件工作。 曲軸受到旋轉(zhuǎn)質(zhì)量的離心力、周期變化的氣體慣性力和往復慣性力的共同作用，使曲軸承受彎曲扭轉(zhuǎn)載荷的作用。因此要求曲軸有足夠的強度和剛度，軸頸表面需耐磨、工作均勻、平衡性好。26曲軸27 潤滑系統(tǒng)三大組成部分 1、機油供給裝置：有機油泵、油道、油管、限壓閥等，可使機油以定的壓力和流量在循環(huán)系統(tǒng)

9、中流動。 2、濾靖裝置：有集濾器、粗濾器、細濾器、旁通閥 （堵塞指示器）、可清除機油中的各種雜質(zhì)。 3、儀表及信號裝置：有堵塞指示器、壓力感應塞、油壓警報器等。28潤滑系統(tǒng)的功用 潤滑作用：在相互運動機件間形成一層潤滑油膜，減少運動件的摩擦阻力和零件的磨損，有效地避免了干摩擦。 清潔作用：流動的潤滑油可以帶走零件的磨屑和雜質(zhì)。 冷卻作用：流動的潤滑油還可以帶走零件表面摩擦所產(chǎn)生的熱量。只要有潤滑油保護，就不會發(fā)生粘連、融化和因摩擦生熱而咬死。 密封作用：發(fā)動機氣缸壁與活塞之間、活塞環(huán)與活塞環(huán)槽之間的油膜可以提高氣缸的密封性。 防銹作用：在零件表面形成油膜，對零件表面起保護作用，防止腐蝕生銹。2

10、9注油器 注油器是離心式 油泵供油系統(tǒng)的設備主要設備之一。 構(gòu)成：主要由 噴管.混合室及 擴壓管組成。 工作原理：壓力通過主油泵在噴管內(nèi)加速，從而在噴管的混合室中形成負壓。由于負壓及自由射流的卷吸作用，不斷將 油箱中的混合室內(nèi)的油帶入擴壓管，混合油流在擴壓管內(nèi)減速升壓后送入主油泵或供 軸承潤滑用油。30注油器31冷卻系統(tǒng) 冷卻系統(tǒng)按照冷卻介質(zhì)不同可以分為風冷和水冷。 如果把壓縮機中高溫零件的熱量直接散入大氣，通過冷卻風扇制造強對流空氣循環(huán)，而進行冷卻的裝置稱為風冷系統(tǒng)。 而把這些熱量先傳給冷卻水，通過水溫帶走熱量，然后再散入大氣而進行冷卻的裝置稱為水冷系統(tǒng)。 風冷較之水冷會帶來氣缸結(jié)構(gòu)的簡化和

11、制造成本的降低。32冷卻系統(tǒng)33氣液分離器 氣液分離器可安裝在氣體壓縮機的出入口用于氣液分離，分餾塔頂冷凝冷卻器后氣相除霧，各種氣體水洗塔，吸收塔及解析塔的氣相除霧等。氣液分離器也可應用于氣體除塵，油水分離及液體脫除雜質(zhì)等多種工業(yè)及民用應用場合。 氣液分離器采用的分離結(jié)構(gòu)很多，其分離方法也有：1、重力沉降；2、折流分離；3、離心力分離；4、絲網(wǎng)分離；5、超濾分離；6、填料分離等。 但綜合起來分離原理只有兩種： 一、利用組分質(zhì)量（重量）不同對混合物進行分離。氣體與液體的密度不同，相同體積下氣體的質(zhì)量比液體的質(zhì)量小。 二、利用分散系粒子大小不同對混合物進行分離。液體的分子聚集狀態(tài)與氣體的分子聚集狀

12、態(tài)不同，氣體分子距離較遠，而液體分子距離要近得多，所以氣體粒子比液體粒子小些。34氣液分離器 重力沉降的原理簡述：由于氣體與液體的密度不同，液體在與氣體一起流動時，液體會受到重力的作用，產(chǎn)生一個向下的速度，而氣體仍然朝著原來的方向流動，也就是說液體與氣體在重力場中有分離的傾向，向下的液體附著著在壁面上匯聚在一起通過排放管排出。 折流分離原理簡述： 由于氣體與液體的密度不同，液體與氣體混合一起流動時，如果遇到阻擋，氣體會折流而走，而液體由于慣性，繼續(xù)有一個向前的速度，向前的液體附著在獨擋壁面上由于重力的作用向下匯集到一起，通過排放管排出。 離心分離原理簡述 ： 由于氣體與液體的密度不同，液體與氣

13、體混合一起流動時，液體受到的離心力大于氣體，所以液體有離心分離的傾向，液體附著在分離壁面上由于重力的作用向下匯集到一起，通過排放管排出。 填充分離原理簡述： 由于氣體與液體的密度不同，液體與氣體混合一起流動時，如果遇到阻擋，氣體會折流而走，而液體由于慣性，繼續(xù)游一個向前的速度，向前的液體附著在獨擋填料表面上由于重力的作用向下匯集到一起，通過排放管排出。由于填料相對普通折流分類來說具有大得多的阻擋手機壁面積，而且多次反復折流，液體很容易著壁，所以其分離效率有提高。35氣液分離器36氣動閥 借助壓縮空氣驅(qū)動的閥門。密封效果好，調(diào)節(jié)性能靈敏，體積小，可豎臥安裝。適用于控制氣體、蒸汽、液體等介質(zhì)。 氣

14、動活塞執(zhí)行機構(gòu)采用壓縮空氣作動力源，通過活塞的運動帶動曲臂進行90度回轉(zhuǎn)，達到使閥門自動啟閉。它的組成部分為：調(diào)節(jié)螺栓、執(zhí)行機構(gòu)箱體、曲臂、氣缸體、氣缸軸、活塞、連桿、萬向軸。 氣動調(diào)節(jié)閥的工作原理：氣動調(diào)節(jié)閥由執(zhí)行機構(gòu)和調(diào)節(jié)機構(gòu)組成。執(zhí)行機構(gòu)是調(diào)節(jié)閥的推力部件，它按控制信號壓力的大小產(chǎn)生相應的推力，推動調(diào)節(jié)機構(gòu)動作。閥體是氣動調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)部件，它直接與調(diào)節(jié)介質(zhì)接觸，調(diào)節(jié)該流體的流量。37氣動球閥38齒輪式氣動閥39氣動閥40氣動閥41安全閥 安全閥是啟閉件受外力作用下處于常閉狀態(tài)，當設備或管道內(nèi)的介質(zhì)壓力升高超過規(guī)定值時，通過向系統(tǒng)外排放介質(zhì)來防止管道或設備內(nèi)介質(zhì)壓力超過規(guī)定數(shù)值的特殊閥門。

15、安全閥屬于自動閥類，主要用于鍋爐、壓力容器和管道上，控制壓力不超過規(guī)定值，對人身安全和設備運行起重要保護作用。注安全閥必須經(jīng)過壓力試驗才能使用。42安全閥分類 安全閥結(jié)構(gòu)主要有兩大類：彈簧式和杠桿式。 彈簧式是指閥瓣與閥座的密封靠彈簧的作用力。 杠桿式是靠杠桿和重錘的作用力。 隨著大容量的需要，又有一種脈沖式安全閥，也稱為先導式安全閥，由主安全閥和輔助閥組成。當管道內(nèi)介質(zhì)壓力超過規(guī)定壓力值時，輔助閥先開啟，介質(zhì)沿著導管進入主安全閥，并將主安全閥打開，使增高的介質(zhì)壓力降低。 安全閥的排放量決定于閥座的口徑與閥瓣的開啟高度，也可分為兩種：微啟式開啟高度是閥座內(nèi)徑的（1/20）（1/40），全啟式是

16、（1/3）（1/4）。 此外，隨著使用要求的不同，有封閉式和不封閉式。封閉式即排出的介質(zhì)不外泄，全部沿著規(guī)定的出口排出，一般用于有毒和有腐蝕性的介質(zhì)。不封閉式一般用于無毒或無腐蝕性的介質(zhì)。43安全閥分類 按其整體結(jié)構(gòu)及加載機構(gòu)的不同可以分為重錘杠桿式、彈簧式和脈沖式三種。 按照介質(zhì)排放方式的不同， 安全閥又可以分為全封閉式、半封閉式和開放式等三種。 按照閥瓣開啟的最大高度與安全閥流道直徑之比來劃分，安全閥又可分為彈簧微啟封閉高壓式安全閥和彈簧全啟式安全閥兩種。 按作用原理分類，可以分為直接作用式安全閥和非直接作用式安全閥。 按壓力是否能調(diào)節(jié)分類，可分為固定不可調(diào)安全閥和可調(diào)安全閥44重錘杠桿式

17、安全閥 重錘杠桿式安全閥是利用重錘和杠桿來平衡作用在閥瓣上的力，通過調(diào)整重錘在杠桿上的位置或改變重錘的質(zhì)量來調(diào)整校正安全閥的開啟壓力45彈簧式安全閥 彈簧式安全閥指依靠彈簧的彈性壓力而將閥的瓣膜或柱塞等密封件閉鎖，一旦當壓力容器的壓力異常后產(chǎn)生的高壓將克服安全閥的彈簧壓力，所以閉鎖裝置被頂開，形成了一個泄壓通道，將高壓泄放掉。 根據(jù)閥瓣開啟高度不同又分為全起式和微起式兩種。全起式泄放量大，回彈力好，適用于液體和氣體介質(zhì)，微起式只宜用于液體介質(zhì)。46彈簧式安全閥47彈簧式安全閥48 脈沖式安全閥 脈沖式安全閥由主閥和輔閥構(gòu)成，通過輔閥的脈沖作用帶動主閥動作、其結(jié)構(gòu)復雜，通常只適用于安全泄放量很大的鍋爐和壓力容器。 脈沖閥裝有電磁裝置，帶電接點的壓力表通過時間繼電器，將上部或下部的電磁線圈電路接通，使上部或下部的電磁鐵動作，也可將脈沖閥打開或關(guān)閉。同時脈沖閥還可通過遙控系統(tǒng)人為地將其打開或關(guān)閉。 49脈沖式安全閥50安全