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1、1压缩机学习资料此资料共分五部分：第一部分概述，重点讲述压缩机的分类；第二、三、四部分重点讲述活塞式压缩机、离心式压缩机、工业汽轮机的分类、特点、结构及操作维护和故障分析；第五部分讲述设备岗位常见知识，包括润滑油知识等。第一节 概 述在这一节重点介绍压缩机的分类情况。1 按压缩机作用原理分类1.1 容积式压缩机是依靠工作容积的周期性变化来实现流体的增压和输送的，其中活塞式是依靠活塞在气缸内作往复式运动而实现工作容积的周期性变化。如a.加氢三台增压机2HHE-VB-2(J-101、J-201/1.2)；b.制氢压缩机J401/1.2(DW-10/20-27-X型)、J402/1.2(D-20/4

2、-27)。1.2 速度式压缩机的工作原理是当气体通过气压机中旋转的叶轮时获得压力能及动能，而后气体在导流器或扩压器内速度降低，动能又转变为压力能。按气体在叶轮内的流动方向又可分为径向流动式即离心式，轴向流动式即轴流式，和既作径向流动又作轴向流动的混流式三种类型。2 按排气压力分类2.1 真空泵：用于吸取压力低于大气压力的容积中的气体，经压缩后排至具有大气压力的空活塞式往复式 隔膜式容积式 螺杆式回转式 罗茨式 滑片式水环式压缩机 离心式 叶片式（透平式） 混流式速度式 轴流式喷射式2间。2.2 通风机：P0.0142Mpa(表压)2.3 鼓风机：P=0.01420.245Mpa(表压)2.4

3、压缩机：P0.245Mpa( 表压 )3 按用途分类3.1 增压机：当工艺原料为气体时，必须通过这种压缩机将原料气升压到装置反应压力或系统运转压力后再进入工艺系统。3.2 循环气压缩机：用来克服系统内的管道阻力，使气体循环。4 按压缩机的介质分类：如氢气压缩机、氮气压缩机、空气压缩机、富气压缩机。5 按用途和使用场合分类：如转化炉引风机。第二节 活塞式压缩机1 分类1.1 按排气压力分类1.1.1 低压压缩机 0.2P 0.98Mpa1.1.2 中压压缩机 0.989.8Mpa1.1.3 高压压缩机 9.898.0Mpa1.1.4 超高压压缩机 98.0Mpa1.2 按消耗功率分类1.2.1

4、微型压缩机 10KW原料气增压压缩机反应气输气压缩机生产用压缩机 循环气压缩机冷冻用压缩机压缩机 排放气压缩机气体充瓶压缩机辅助系统用压缩机动力用空气压缩机 31.2.2 小型压缩机 10100KW1.2.3 中型压缩机 100500KW1.2.4 大型压缩机 500KW1.3 按排气量分类1.3.1 微型压缩机 1m3/min1.3.2 小型压缩机 110m3/min1.3.3 中型压缩机 1060m3/min1.3.4 大型压缩机 60m3/min1.4 按气缸中心线的相对位置分类1.4.1 立式：气缸中心线与地面垂直1.4.2 卧式：气缸中心线与地面平行，其中一般包括卧式、对置式和对动式

5、。1.4.3 角度式：气缸中心线彼此成一定角度，其中包括L型、V型、W型、扇型和星型。1.5 按曲线连杆机构分类：分为十字头压缩机和无十字头压缩机。1.6 按活塞在气缸内作用情况分类1.6.1 单作用式：气缸内仅一端进行压缩循环。1.6.2 双作用式：气缸内两端都进行同一级的压缩循环。1.6.3 级差式：气缸内一端或二端进行二个或二个以上不同级次的压缩循环。1.7 按压缩机级数分类1.7.1 单级压缩机：气体经一级压缩达到终压。1.7.2 两级压缩机：气体经二级压缩达到终压。1.7.3 多级压缩机：气体经三级以上压缩达到终压。1.8 按压缩机列数分类1.8.1 单列压缩机：气缸配置在机身一侧的

6、一条中心线上。1.8.2 双列压缩机：气缸配置在机身一侧或二侧的两条中心线上。1.8.3 多列压缩机：气缸配置在机身一侧或二侧的两条以上中心线上。1.9 按冷却方式分类：可分为：气（风）冷式压缩机和水冷式压缩机。1.10 按工作地点分类：可分为固定式压缩机和移动式压缩机。2 活塞式压缩机的特点2.1 优点：2.1.1 工作压力的范围最广，从低压到高压都适用。2.1.2 热效率最高。2.1.3 适应性强，排气量可在较广泛的范围内变化。2.1.4 对制造压缩机的金属材料要求苛刻。42.2 缺点：外形尺寸及重量大，结构复杂，易损件多，安装及基础工作量大，气流有脉动，运转中有振动等，一般适用于中、小流

7、量及压力较高的情况。3 活塞式压缩机的主要参数3.1 排气量3.1.1 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，常用的单位是m3/min或m3/h.3.1.2 压缩机的额定排气量（指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。3.2 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。3.3 转速指活塞式压缩机曲轴的转速，常用r/min的表示，它是表征活塞式压缩机的主要结构参数。3.4 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。3.5 活塞行程活塞行程

8、指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。当活塞距离曲轴中心最远的位置时称为外止点；当活塞距离曲轴中心最近的位置时称为内止点；3.6 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，主轴需要的总功为二者之和，称为轴功。单位时间消耗的功称为功率，单位为W或KW。压缩机的轴功率为指示功率和摩擦功率之和。3.7 压缩比活塞式压缩机的压缩比指压缩机排气终了时的终压力P2（绝压）与吸气终了时的初压力P1（绝压）之比，即=P2/P14 基本构成由三大部分组成：运动机构（曲轴、轴承、连杆、十字头、皮带轮或联轴器）、工作机构 （气缸、活塞

9、、气阀）与机身。此外还有辅助系统，即润滑系统、冷却系统、调节系统和保安系统等。54.1 运动机构：是一种曲柄连杆机构，把曲轴的旋转运动变动十字头的往复运动。4.1.1 曲轴：是往复活塞式压缩机的重要运动部件，外界输入的转矩要通过曲轴传给连杆、十字头，从而推动活塞作往复运动。4.1.1.1 曲轴的基本结构: 每个曲轴由主轴颈 (安装主轴承部位)、曲轴销（与连杆大头相连的部位）、曲柄及平衡铁所组成。平衡铁主轴颈曲柄 曲柄销图1. 曲拐轴示意图主轴颈是曲轴的旋转中心部分，它支承在机座的轴瓦上。曲轴销是带动连杆大头作旋转运动的曲拐部分。曲柄是主轴颈与曲轴销的连接部分。曲柄半径：曲轴的主轴颈的中心线与曲

10、柄的中心线距离。它是活塞行程的一半。平衡铁：由于曲轴的曲柄、曲轴销以及连杆的部分，都是以一定的半径围绕主轴颈的中心线作高速旋转，这些旋转部分就会对轴瓦产生很大的离心力， 使得压缩机产生振动。为了消除此离心力，在曲轴的曲柄销反方向上用螺栓连接一适当质量的平衡铁。4.1.1.2 曲轴的型式:有两种即曲拐轴和曲柄轴。 曲拐轴：它的每一个拐由二个曲柄夹一个曲轴销而成，它的材料受力情况比较好，目前大多为这种型式。曲柄轴：它的每一个拐由一个曲柄连接一个悬臂式曲柄俏而成。曲柄轴只适用于安装大头是整体的连杆，但比较少用。曲轴的润滑：曲轴运转中，主轴颈与轴瓦、曲轴销与连杆大头间由于相对运动而产生磨损，应有良好的

11、润滑。所需的润滑油油道， 多在曲轴内钻成。由油泵将压力润滑油分别送至主轴瓦和曲柄销处。4.1.2 连杆：是将曲轴的旋转运动转换为十字头或活塞的往复运动，并将曲轴传来的切向力转换为活塞对气体的轴向压缩力。4.1.2.1 结构：包括大头、小头、杆体三部分。大头：有大头瓦与曲轴销连接。大头常用剖分结构，装配时用连杆螺栓固紧。小头：有小头瓦与十字头销（或活塞销）相连。杆体：是连接大头与小头的直杆部分，杆体截面形状有圆体、矩形和工字型几种。64.1.2.2 润滑：小头所需的润滑油大多来自于连杆大头瓦处，故杆身中钻有油孔。4.1.3 十字头：是连接活塞杆与连杆的部件，它的作用是对活塞杆的轴向往复运动起导向

12、作用。4.1.3.1 型式： 闭式十字头：连杆小头放在十字头内，大量采用。 开式十字头：少量采用的与叉形连杆相配的开式十字头。4.1.3.2 构造：由十字头体和设置在十字头上、下面滑履二大部分组成。在十字头体的靠气缸的一端，有用来安装活塞杆的孔，通常这一部分是突出在十字头体的一端，故也称之为“十字头颈”。十字头与活塞杆的连接型式分为螺纹连接、联接器连接、法兰连接、销 连接。十字头与连杆的连接由十字头销来完成。4.2 工作机构：是实现压缩机工作原理的主要部件。气缸是圆筒形，两端均装有若干吸气阀与排气阀，活塞在气缸中间作往复运动。4.2.1 气缸4.2.1.1 基本要求应具有足够的强度与钢度。应具

13、有良好的冷却、润滑及耐磨性。应尽可能地减少余隙容积和气体阻力。应有利于制造和便于检修。应符合系列化、通用化、标准化的“三化”要求，便于互换。4.2.1.2 镜面：与活塞外圆相配合的气缸（或缸套）的内壁表面称为工作表面（镜面）。为增加气缸的耐磨性和密封性，工作表面的加工要求较高，一般表面粗糙度Ra0.4um；中等直径（D600mm ）Ra=0.40.8um；大直径（ D600mm） Ra1.6um。4.2.1.3 气缸冷却方式风冷：靠气缸外所铸环向或纵向散热片强化散热，一般用于小型移动式压缩机，结构简单、重量轻。水冷：铸铁气缸可铸成有冷却水道的双层壁式或三层壁结构。4.2.1.4 气阀在气缸上的

14、布置方式对气缸结构有很大的影响。布置气阀的主要要求是：通道截面大；余隙容积小；安装和修理方便。布置方式：共三种。轴向或斜向位置：气阀在气缸盖上，其轴线与气缸轴线平行或成角度。径向布置：气阀配置在气缸体上，气阀轴线与气缸轴线相垂直。混合布置：常用于双作用气缸，盖侧气缸采用轴向布置，轴侧气阀采用径向或斜向7布置，以减少余隙容积和气缸长度。4.2.2 气阀：是往复活塞式压缩机的重要部件，也是易损件之一，它的好坏直接影响压缩机的排气量、功率消耗及运转的可靠性。一般都采用自动阀，就是气阀的开启与关阀是依靠阀片两边的压力差实现的，没有其它的驱动机构。4.2.2.1 气阀结构：阀座、阀片、弹簧及升程限制器等

15、零件组成。阀座是气阀的静止密封元件，气体通道二侧有很窄的密封突台，此突台与起落元件阀件形成密封面。阀片是气阀的起落密封元件。升程限制器作用有三：限制开启时最大升程；对阀片的起落起导向作用，限制阀片，只允许其垂直于阀片的起落运动；作为安置弹簧的底座。弹簧的作用：吸气（排气）结束后，阀片回落到阀座上形成密封，防止气体倒流；产生预紧力，形成背压差；减轻阀片开启时对升程限制器的冲击力。4.2.2.2 气阀工作原理：以进气阀为例，进气过程中，活塞向内止点运动，使气缸中气体膨胀，压力不断降低，当缸内压力低于进气管内压力，阀片上的压差足以克服弹簧力及阀片的惯性力，阀片便离开阀座开启，气体进入气缸。当活塞快接

16、近内止点时活塞速度和气流急剧变小，阀片上的压差也减小，直到压差不足以克服弹簧力，阀片就离开升程限制器回到阀座上，气阀关闭，完成一次吸气过程。以排气阀为例，排气过程中，活塞向外止点运动，使气缸中气体压缩，压力不断升高，当缸内压力高于排气管内压力，阀片上的压差足以克服弹簧力及阀片的惯性力，阀片便离开阀座开启，气体排出气缸。当活塞快接近外止点时活塞速度和气流急剧变小，阀片上的压差也减小，直到压差不足以克服弹簧力，阀片就离开升程限制器回到阀座上，气阀关闭，完成一次排气过程。4.2.2.3 从气阀的工作原理来看，气阀工作性能将直接影响压缩机气缸的工作，因此对气阀有如下要求：阻力损失小。气阀阻力损失大小与

17、气流的阀隙速度及弹簧力大小有关，气速越高，能量损失越大，弹簧力过大，阻力损失也大。气阀关闭及时、迅速，关闭时不漏气，以提高机器的效率，延长使用期。寿命长，工作可靠。限制气阀寿命的主要因素是阀片及弹簧质量，一般对长期连续运转的压缩机，希望寿命达8000h以上。形成的余隙容积要小。噪声小。此外还要求气阀装配、安装、维修方便，加工容易等。84.2.2.4 气阀类型环状阀：采用环形阀片作为起落密封元件的自动式气阀。网状阀：将环状阀的各环状阀片连在一起成为一整块的蜘蛛网状的阀片，具有这种网状阀片的气阀称之为网状阀。条状阀蝶状阀组合阀：吸气阀与排气阀组装成为一个整体。4.2.3 活塞4.2.3.1 作用：

18、活塞是在气缸中作往复运动，与气缸及缸盖之间形成可变的供吸气压缩和排气的工作容积。4.2.3.2 类型筒形活塞：常为单作用活塞，用于小型无十字头的压缩机，通过活塞销与连杆相连。活塞顶部-承受缸内压力。 活塞环部上方-活塞环，保证密封。 裙部下方装一至二道利油环，承受侧向力。盘形活塞：用于中低压双作用气缸，盘形活塞通过活塞杆与十字头相连，不承受侧向力。4.2.4 活塞环：包括密封环和刮油环。双作用- 只装有密封环。 单作用- 密封环、刮油环均装有。.密封环：对气缸起密封作用，将气缸壁上注入的润滑油均匀涂布于缸壁。作用：表面上，高温的活塞通过活塞环向缸壁四周的冷却水散热降热。切口形式：直切口、搭接切

19、口和斜切口三种。.刮油环：将悬挂在缸壁上的多余的润滑油刮掉，让它流回曲轴箱。.无油润滑气缸无油润滑压缩机：对于有十字头的双作用压缩机取消其注入气缸内的润滑油，使活塞及活塞环在气缸壁上作无润滑油的干摩擦状态下滑行。取消注入气缸内滑油的原因：制冷机：注入油、降低换热效果工艺上的特殊要求 重整装置O2省油9维护和检修的角度 去掉了注油器，减轻了检修工作量无油润滑活塞环的材料-自润滑材料聚四氟乙烯、石墨、尼龙等4.2.5 填料.作用：防止气体泄漏。.原理：靠气体压力使填料紧抱活塞杆，阻止气体泄漏。.密封元件：平面填料。锥面填料。4.3 机身机身供放置曲轴、连杆、十字头等零件以及其它辅助设备，它一端连接

20、气缸，另一端固结于基础或底座上。机身一般由中体和曲轴箱二部分组成。4.4 辅助系统4.4.1 润滑系统：此系统分为气缸润滑系统和运动机构润滑系统。4.4.1.1 气缸润滑系统.气缸润滑油的选择要考虑被压缩介质、压力和温度。对于化学性能不太活泼的气体，如氮、氢、CO2等都可以使用各种牌号的润滑油，而对一些氧化能力等化学性能极活泼的气体，如O 2、 H2S、Cl 2等以及不允许有污染的气体如乙烯等，现在趋向于使用气缸无润滑油压缩机。如制氢循环机机-401/1.2。.按照润滑油达及气缸镜面的方式，气缸润滑可分为飞溅式润滑、喷雾式润滑和压力润滑三种。飞溅润滑一般用于单作用式压缩机，当活塞接近上止点时，

21、曲轴箱中飞溅的油雾及油滴落于气缸未被遮盖的镜面，并在活塞下一循环中进入活塞环槽中，再由活塞环布至需要润滑的表面。它的优点是简单，缺点是耗油量难以控制。喷雾润滑是在气缸进气接管处喷入一定量的润滑油，油和气体混合一起进入气缸，然后一部分粘附在气缸镜面上供气缸润滑。压力润滑的供油注油器常由一些独立的柱塞油泵组成，每一油泵供给一个注油点。气缸注油器可以由压缩机曲轴通过棘轮机构或蜗轮杆减速机构驱动，也可由电动机通过减速器驱动。4.4.1.2 运动机构润滑系统：是指主轴承、曲轴销、十字头销和十字头滑道等摩擦表面处的润滑。润滑的目的除了减少摩擦功降低磨损外，还有冷却摩擦表面以及带走摩擦下来的金属小10颗粒等

22、作用。运动机构润滑方式有飞溅润滑和压力润滑两种。飞溅润滑：用于无十字头的小型压缩机。润滑油是依靠连杆大头上装设的油勺或棒，在曲轴旋转时打击曲轴箱中的润滑油，使飞溅起并飞至那些需要润滑之处。压力润滑：广泛用于中、大型压缩机。将润滑油以一定的压力输送到运动机构的各润滑表面，而且可以进行专门的过滤和冷却等处理。润滑系统一般由集油箱、油泵、过滤器、冷却器等组成。压力表在细滤器前后各装一个，以便及时反映过滤器工作情况好坏。4.4.2 冷却系统：冷却水用于冷却气缸、缸盖、填料及润滑油，另多级压缩机还要进行级间冷却。4.4.3 正压通风：目的是：吹扫电机刷部位摩擦而产生的杂质。保持电机能产生火花的部位有正压而不致与可燃性气体直接接触。带走电机运转时所产生的热量。4.4.4 安全保护系统。安全阀仪表报警、联锁。5 压缩机的调节5.1 转速调节5.2 管路调节5.2.1 节流进气调节在压缩机进气管路上装有节流阀，经济性差。曲 轴润 滑 油 系 统 原 则 流 程 图油 泵滤 后 压 力滤 前 压 力 细 滤 器油 冷 器 粗 滤 器 油 池连 杆 与 十 字 头主 轴 承