往復(fù)式壓縮機基本知識

1、培訓(xùn)教案培訓(xùn)課題：往復(fù)式壓縮機基本結(jié)構(gòu)、工作原理、常見故障及注意事項培訓(xùn)日期：2017 年 8 月|培訓(xùn)課時:2 課時課程重點：講述往復(fù)式壓縮機基本結(jié)構(gòu)、工作原理、常見故障及注意事項。培訓(xùn)目標及要求：通過培訓(xùn)使全體員工對往復(fù)機的結(jié)構(gòu)、工作原理有一定的了解，掌握其常見故障，明 確注意事項，真正做到四懂三會”授課內(nèi)容：一、往復(fù)式壓縮機的型號、結(jié)構(gòu)及工作原理1、往復(fù)式壓縮機型號往復(fù)式壓霜赧的壁號一JR由以下幾都分址成“j-戎示排氣址（駆人狀態(tài)下朱分0口 殺示排隹壓力公斤/怎米*I糞示話喜力慰有時不寫此項、氣雄攜列部丈代號F 戟排列#訴一W型挪列*I2立袞I L7型t F-n, DPM.H一對檸平循型

2、表示設(shè)討冬號.農(nóng)對也衰示氣虹列建例如：3五，5-10/12-（9簫開氮壓鴉機；3時琢平備排列匚6. 5活塞推力為6 0昵入伏態(tài)下的排氣最；I 2 - 1 V廩入壓力為1 2 k g f / e2、往復(fù)式活塞壓縮機的工作過程往復(fù)式活塞壓縮機屬于于容積型壓縮機。靠氣缸內(nèi)作往復(fù)運動的活塞改變工作容積壓縮氣體。氣缸內(nèi)的活塞，通過活塞桿、十字頭、連桿與曲軸聯(lián)接，當曲軸旋轉(zhuǎn)時，活塞在汽缸中 作往復(fù)運動，活塞與氣缸組成的空間容積交替的發(fā)生擴大與縮小。當容積擴大時殘留在余隙內(nèi)的氣體將膨脹，然后再吸進氣體；當容積縮小時則壓縮排出氣體，以單作用往復(fù)式活塞壓機（見圖）為例，將其工作過程敘述如下：左死點 圧期機氣缸樂

3、蕊圖右死點（1）吸氣過程 當活塞在氣缸內(nèi)向左運動時，活塞右側(cè)的氣缸容積增大，壓力下降。當壓力降到小于進氣管中壓力時，則進氣管中的氣體頂開吸氣閥進入氣缸，隨著活塞向左運動， 氣體繼續(xù)進入缸內(nèi)，直至活塞運動到左死點為止，這個過程稱吸氣過程。（2 ）壓縮過程 當活塞調(diào)轉(zhuǎn)方向向右運動時，活塞右側(cè)的氣缸容積開始縮小，開始壓縮氣體。（由于吸氣閥有逆止作用， 故氣體不能倒回進氣管中； 同時出口管中的氣體壓力高于氣缸內(nèi)的氣體壓力，缸內(nèi)的氣體也無法從排氣閥排到出口管中；而出口管中氣體又因排氣閥有逆止作用，也不能流回缸內(nèi)。）此時氣缸內(nèi)氣體分子保持恒定，只因活塞繼續(xù)向右運動，繼續(xù)縮 小了氣體容積，使氣體的壓力升高，

4、這個過程叫做壓縮過程。（3） 排氣過程 隨著活塞右移壓縮氣體、氣體的壓力逐漸升高， 當缸內(nèi)氣體壓力大于出口管中壓力時，缸內(nèi)氣體便頂開排氣閥而進人排氣管中，直至活塞到右死點后缸內(nèi)壓力與排氣管壓力平衡為止。這叫做排氣過程。（4）膨脹過程 排氣過程終了，因為有余隙存在，有部分被壓縮的氣體殘留在余隙之內(nèi)，當活塞從右死點開始調(diào)向向左運動時，余隙內(nèi)殘存的氣體壓力大于進氣管中氣體壓力，吸氣閥不能打開，直到活塞離開死點一段距離，殘留在余隙中的高壓氣體膨脹，壓力下降到小于進氣管中的氣體壓力時，吸氣閥才打開，開始進氣。所以吸氣過程不是在死點開始，而是滯后一段時間。這個吸氣過程開始之前，余隙殘存氣體占有氣缸容積的過

5、程稱膨脹過程。4、往復(fù)式壓縮機的結(jié)構(gòu)往復(fù)式活塞壓縮機由機座、中間接筒、曲軸、連桿、十字頭、活塞桿、活塞、填料箱、氣 閥、飛輪、冷卻和調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)及附屬管線等組成。如圖5、活塞環(huán)和填料密封活塞式壓縮機中常用的密封有下列幾種類型：（a）活塞環(huán)密封 活塞環(huán)密封是阻止氣缸內(nèi)氣體從氣缸鏡面和活塞間縫隙泄漏；（b） 填料密封 填料密封是阻止缸內(nèi)氣體從氣缸和活塞桿之間縫隙泄漏。在高壓級的柱塞活 塞中也用填料作密封；（1）活塞環(huán) 活塞環(huán)是密封氣缸鏡面和活塞間縫隙用的零件。（2） 填料 填料是用來阻止氣體從活塞桿與氣缸之間縫隙泄漏的組件。對填料的基本要求是 密封性能好；耐磨且摩擦系數(shù)小。二、 壓縮機主要參數(shù)（一

6、）轉(zhuǎn)速（n）：單位為轉(zhuǎn)/分，指由曲軸每分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)。（二）行程（s）:單位為毫米，指活塞內(nèi)外止點的間距，行程也等于曲拐軸與主軸中心距的 兩倍。（三）活塞平均速度（C 平）：單位為米/秒，活塞運動中速度是變化的，在始點（如外止 點）時為零，然后逐漸加速，在中點時為最大，然后逐漸降速，至U終點（內(nèi)死點）又為零，返行時亦如此。C平=S n /30米/秒活塞平均速度大則機器輕巧。但氣體流速大，慣過力如未平衡好則振動大，易損件壽命受到影響，目前一般 C 平=35 米/秒。（四）壓力比（）;是指進出口壓力之比，即&=P2/ Pi。由于氣缸內(nèi)有余隙容積總是不可避免的。當壓縮比&越高時，排出壓力

7、越高，殘留的氣體膨脹后所占的容積也就越大，使得吸入氣體量減少，效率降低。如果采用多級壓縮可使每一級壓力比&減小，從而提高各級氣缸容積利用率，但壓縮機級數(shù)的選擇是根據(jù)多方面因素來考慮的。在實際上，多級壓縮的每級壓縮比為 2.53.5。（五）排氣量（Q）:在壓縮機排氣端測得的單位時間內(nèi)排出的氣體體積，換算到壓縮機吸氣 條件（壓力、溫度、濕度）下的數(shù)值稱為排氣量，以V 表示。單位為米3/分。（六）功率與效率： 活塞壓縮機消耗的功率包括有：壓縮氣體的功耗，氣缸中氣閥等阻力損失與各種機械摩擦等功耗。壓縮氣體的功耗由于和氣體的熱力性能有關(guān)，當氣缸冷卻十分完善，氣體在氣缸中氣流速度很慢時，氣體在受壓

8、縮時所產(chǎn)生的熱都及時傳走，因而幾乎是等溫壓縮過程，此時消耗功率最省。當氣缸冷卻很不好，氣流速度又快，氣體在壓縮時所產(chǎn)生的熱全部無法散失，則屬于絕熱壓縮過程，此時功耗最大、實際活塞式壓縮機壓縮過程和介于兩者之間，屬于多變過程。（七）溫度；（八）活塞力（P）、單位為噸，壓縮機活塞桿、曲軸、連桿等尺寸主要是根據(jù)活塞力來設(shè)計的，為了便于這些零件的三化（系列化、標準化、通用化）；我國將活塞力分十個等級（1、2、3.5、5.5、8、12、16、22、32、45噸），每個等級的活塞桿、曲軸、連桿被相應(yīng)有一種統(tǒng)一尺寸，活塞力的大小為：F=P F式中P缸內(nèi)氣體壓力 N;F活塞端面面積 m2。三、 變工況工作和壓

9、縮機流量的調(diào)節(jié)每臺壓縮機都是根據(jù)一定的條件設(shè)計的，運轉(zhuǎn)過程中的某些參數(shù)如壓力，排氣量和轉(zhuǎn)數(shù)等變化，或氣體組成變化或原設(shè)計壓送某一種介質(zhì)的壓縮機改為輸送其他介質(zhì)。都會對壓縮機的性能產(chǎn)生影響；此外，生產(chǎn)中的工藝條件會經(jīng)常變化；壓縮機的流量應(yīng)該和變化了的工藝條件相適應(yīng)?，F(xiàn)在將著重討論變工況對壓縮機性能的影響和壓縮機流量的調(diào)節(jié)方法。變工況對壓縮機性能的影響(1)吸氣壓力改變隨著吸氣壓力的降低， 氣體體積折算到標準狀況下就較低。此外，當吸氣壓力降低， 而排氣壓力不變時，壓縮比升高，但容積系數(shù)入V下降，排氣量降低。壓縮機級數(shù)越多，影響也就越小。當壓縮機的設(shè)計壓縮比大于1.1 ( K+ 1 )時，由于吸氣量

10、降低所減少的功率超過壓縮比上升所增加的功率。因此，吸氣壓力降低；則功率也降低。當設(shè)計壓縮比小干1.1 ( R+1 )時，則吸氣壓力下降，功率消耗上升。(2)排氣壓力改變?nèi)绻鼩鈮毫Σ蛔?，而排氣壓力增加，則壓縮比上升，容積系數(shù)入V減少。反之若排氣壓力下降，則入V增加。對單段壓縮機。這種影響較明顯，對多段壓縮機，則影響較小。排氣 壓力增加后，功率一般都是增加的。(3)壓縮介質(zhì)改變(a)壓縮不同絕熱指數(shù)的氣體時，隨著氣體絕熱指數(shù)增加，壓縮所需的功率也要增加。另一方面；絕熱指數(shù)增加后；在相同的氣缸余隙容積下，壓縮機的容積系數(shù)入V增加，排氣量會有所增加。(b )氣體的重度不同往復(fù)式活塞壓縮機屬于容積型壓

11、縮機，和速度型壓縮機不同. 氣體的比重對壓縮比沒有很大的影響。對于低分子量的氣體壓縮來說，這是它的一個重要的優(yōu)點。另一方面，在壓縮具有不同重度的氣體時，重度大的氣體，在經(jīng)過管通和氣閥時，壓降較大，使氣缸吸氣終了壓力下降，故排氣量略有降低。根據(jù)同樣的原因，也使得軸功率增加。例如氫氣壓縮機，當用空氣試車時要特別注意，否則將引起電機超載。(c)導(dǎo)熱系數(shù)大的氣體，吸氣過程中受熱強烈，溫度系數(shù)入t 較低，將會使壓縮機排氣量 降低。(d)在進排氣壓力相同時，壓縮系數(shù)Z 大的氣體，功率消耗較少。(4)轉(zhuǎn)數(shù)改變在一定的條件下，提高轉(zhuǎn)數(shù)是提高壓縮機生產(chǎn)能力的一種有效手段，轉(zhuǎn)數(shù)提高，排氣量會相應(yīng)提高，但如果壓縮機

12、在不改變有關(guān)氣體流通部件如氣閥，中間管道、冷卻器等的情況把轉(zhuǎn)速增加得過多，則功率增加的速度要大大超過排氣量增加的速度，是很不經(jīng)濟的。因為轉(zhuǎn)速的增加，氣體流動速度增加， 而壓降和流速的平方成正比，因此氣缸的實際壓縮比將因壓縮機轉(zhuǎn)速的上升而明顯上升，這會使壓縮機的容積系數(shù)入V下降；氣體流動阻力損失增加還使得氣缸吸氣氣溫度上升，引起溫度系入t降低；此外增加轉(zhuǎn)數(shù)時，為提高閥片使用時間，還需使氣閥的彈簧力增加，這又導(dǎo)致壓力系數(shù)入P降低。困此增加轉(zhuǎn)數(shù)后排氣量將不會成比例的增加，若轉(zhuǎn)數(shù)增加得過多，應(yīng)對壓縮機的有關(guān)氣體流通部件進行相應(yīng)的改造。四、壓縮機排氣量的調(diào)節(jié)通常，壓縮機的使用者總是根據(jù)最大的耗氣量來選用

13、壓縮機，但在生產(chǎn)過程中會由于種種原因要求改變氣量。往復(fù)式壓縮機調(diào)節(jié)排氣量的方法很多，下面介紹幾種主要的方法。(1)定期停轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)(a )小型和微型壓縮機一般都在出口裝有緩沖罐，如果耗氣量降低而排氣量不變，則緩沖 罐壓力升高。反之，氣罐中的壓力降低。 所以可以利用壓力繼電器之類的裝置來控制電動機 的停開，以實現(xiàn)排氣量的間斷調(diào)節(jié)。(b)在煉油和化工裝置中。壓縮機一般為多機配制，可以根據(jù)生產(chǎn)的需要，停止部分壓縮 機的運轉(zhuǎn)，以調(diào)節(jié)系統(tǒng)的供氣量。一般是使原動機和壓縮機同時停轉(zhuǎn)。這樣能量沒有任何無效的損耗，但在啟動次數(shù)較多的場合，為了避免頻繁地啟動原動機，也可以采用離合器使原動機和壓縮機脫開。（2 ）改變轉(zhuǎn)

14、數(shù)調(diào)節(jié)：改變轉(zhuǎn)數(shù)調(diào)節(jié)，可以使調(diào)節(jié)過程連續(xù)。同時，由于下面的原因， 是各種調(diào)節(jié)方法中最經(jīng)濟的。（a）轉(zhuǎn)數(shù)降低時，氣閥和管路中氣體的流速將相應(yīng)的減小，因此壓力損失減小，從而使功 率消耗降低。（b）由于轉(zhuǎn)數(shù)降低，通過壓縮機的氣量減小，而氣缸等的冷卻面積不變。氣體獲較強的冷 卻，也使功率消耗降低。c 機械摩擦損失是與速度成正比的， 排氣量隨轉(zhuǎn)數(shù)的降低而降低時， 機械摩擦功耗也成 比例的減小。由上述可知，當轉(zhuǎn)數(shù)降低時，壓縮機的功率消耗減少的比例比排氣量減少的比例還要大一 些。但是用轉(zhuǎn)數(shù)調(diào)節(jié)要受到原動機的限制。往復(fù)式活塞壓縮機由于轉(zhuǎn)數(shù)很低；一般不用汽輪機驅(qū)動，而大量采用的是電動機， 直流電機的無級變速較方

15、便， 但工業(yè)上廣泛使用的是交流電。 如果采用轉(zhuǎn)數(shù)能連續(xù)調(diào)節(jié)的交流電機，不但價格昂貴，而且運轉(zhuǎn)的經(jīng)濟性也較差，如換向電刷的磨損也會給維修帶來不便。（3 ）控制吸入的調(diào)節(jié)控制吸入的調(diào)節(jié)， 在中型空氣壓縮機上采用較多。 控制方法有停止吸入和節(jié)流吸入兩種。停止吸入時。壓縮機空轉(zhuǎn)，因而只能進行間斷的調(diào)節(jié)。節(jié)流吸入在理論上可以進行連續(xù)的無 級調(diào)節(jié)，然而在排氣量降低，排氣壓力不變的情況下，壓縮比會大大增加，有時甚至還不如把多余的氣體通過旁通閥泄去來得經(jīng)濟。同時，由于壓縮比可能很高；排氣溫度可能達不到許可的范圍，因此工業(yè)上很少采用。停止吸入的調(diào)節(jié)方式應(yīng)用較廣，它是依靠減荷閥來切斷氣體的進人而實現(xiàn)調(diào)節(jié)的。如果減

16、荷閥不嚴密，會有少量氣體被吸入， 類適節(jié)流吸入，使氣缸內(nèi)溫度急劇升高， 因而是危險的。 為了擺免這種情況，減荷閥應(yīng)盡量靠近吸氣閥，減荷閥的密封應(yīng)相當可靠。（4 ）排出與吸入連通的調(diào)節(jié)這種調(diào)節(jié)方法比較可靠，簡便易行，但功率消耗最大，是最不經(jīng)濟的一種調(diào)節(jié)方法。排出與吸入連通的方式可以有以下幾種。（a） 空氣壓縮機中，可以采用把一部分氣量直接排入大氣， 用放空量來調(diào)節(jié)裝置的用氣量。 采用這種方式便于對流量實行連續(xù)的自動調(diào)節(jié)； 在啟動壓縮機時，還可以通過把放空全部打 開來泄荷，緊急泄荷迅速，但對易燃易爆和有害氣體，不能采用這種方法。（b）壓縮機排出的氣體經(jīng)冷卻后，通過節(jié)流閥返回入口。它能在保證各級工況

17、均不變的情況下工作，而且可以連續(xù)地調(diào)節(jié)氣量。 另外，在各段旁通與正常輸氣管路之間，應(yīng)有止逆閥。（5 ）壓開吸氣閥調(diào)節(jié)壓開吸氣閥的調(diào)節(jié)作用是：氣體被吸入氣缸后，在活塞反行程時，吸氣閥仍然開著，又將部分或全部已吸入缸內(nèi)的氣體推出氣缸，這樣視推出氣體多少，實現(xiàn)壓縮機排氣氣量的調(diào)節(jié)。壓開吸氣閥的裝置，又可分為三種形式。（a ）完全壓開吸氣閥 將吸氣閥完全開啟，氣體可自由地從吸氣閥吸入并排出；排氣量等 于零。對于多段壓縮機，各段吸氣閥的壓開均由總的輸氣量調(diào)節(jié)器來實現(xiàn)。（b）部分壓開吸氣閥 吸氣閥不是完全開啟，而只是部分地開啟，當氣體通過縫隙泄出時，由于縫隙的阻力，不可能將吸入的氣體全部推出，因而仍有部分

18、氣體被送至出口管道。這種結(jié)構(gòu)有許多缺點，因為所推出的氣體，在氣缸內(nèi)已經(jīng)不同程度地被壓縮，溫度較高，再經(jīng)多 次壓縮必然使然氣管路中氣體的溫度過高；另外，由于薄的閥片不停地受到?jīng)_擊與彎曲，會產(chǎn)生嚴重的殘余變形， 影響吸氣閥關(guān)閉的嚴重的殘余變形，影響吸氣閥關(guān)閉的嚴密性。所以實際上很少采用這種調(diào)節(jié)方式。五、壓縮機啟動時的減荷壓縮機在啟動時由于各運動部件需要增大動能，故要求各氣缸在啟動期間內(nèi)盡量不消耗活塞上的機械功，否則由于驅(qū)動機的功率有限就無法使壓縮機啟動。這種在啟動時設(shè)法減小氣缸循環(huán)功的措施，稱為啟動時的減荷，可以采用下列措施之一。無載啟動 當壓縮機的排氣管內(nèi)的氣體壓力P2比吸入管內(nèi)的壓力 P1高得

19、不多，亦即氣缸內(nèi)活塞上沒有載荷時，循環(huán)功很??；這時就可以直接啟動壓縮機。全開回流閥進行啟動如果在壓縮機與儲氣罐之間的排氣管上裝有單向閥；則在啟動此壓縮機時可將進氣管與排氣管上的連通閥完主打開，于是在啟動時氣缸排出的氣體暢通無阻流回吸入管，故活塞上也沒有氣體負荷，循環(huán)功幾乎為零。全程頂開吸氣閥進行啟動在啟動前將吸氣閥全程頂開，則氣缸內(nèi)的氣體不會受到壓縮。故循環(huán)圖的面積幾乎為零。關(guān)閉吸氣管上的閥門停止吸氣，雖然也能使氣缸的循環(huán)圖面積幾乎縮小為零，但卻會引起活塞力的波動幅度大，仍有可能造成啟動困難的情況，故不能單獨采用此方法作為啟動時的 減荷措施。至于關(guān)小吸氣管閥門進行節(jié)流，部分行程頂開吸氣閥或連通

20、輔助容積等方法，對減少pv圖面積的效果不大，故不宜單獨采用作為啟動時的減荷措施。六、壓縮機的潤滑壓縮機中所有作相對運動的零件表面，如活塞環(huán)與氣缸?；钊麠U與填料、主軸與軸承、連桿大頭瓦與曲柄銷，連桿小頭村套與十字頭銷、十字頭與滑道等處，都應(yīng)加入潤滑油進行潤 滑。其作用是減少磨損、降低摩擦功耗，帶走磨擦熱，冷卻磨擦面，防止溫度過高和運動件 咬死；提高活塞環(huán)、填料的密封能力及防止零件生銹等。壓縮機的潤滑一般分成兩個系統(tǒng)，一是氣缸一一填料系統(tǒng)，二是曲柄一一連桿機構(gòu)系統(tǒng)。簡介如下：（一）氣缸一一填料的潤滑；氣缸、填料的潤滑方式有飛濺潤滑和壓力潤滑兩種方式。飛濺潤滑是利用連桿上的打油桿打擊油面，使曲軸箱中

21、的潤滑油甩到活塞和缸壁上進行潤滑。這種方法簡單，可以用來潤滑包括傳動機構(gòu)在內(nèi)的全部運動部件，但是難以控制帶入氣缸的潤滑油量，所以這種潤滑方式只適用于小型無十字頭的壓縮機。大、中型有十字頭的壓縮機一般都采用壓力潤滑。所謂壓力潤滑就是將潤滑油通過注油器加壓后，強制的將油注入到各潤滑點進行的潤滑。注油器產(chǎn)生的油壓必須大于注油點處氣體的壓力。該壓力大致等于活塞（或填料）兩邊壓力的平均值。 臥式壓縮機的潤滑點一般布置氣缸和填料的上方， 對單作用氣缸，可布置在第一道活塞環(huán)往返行程的中間位置；對雙作用氣缸，可布置在工作表面長度的中間位置。（二）曲柄連桿機構(gòu)的潤滑曲柄連桿機構(gòu)的潤滑除用簡單的飛濺潤滑外，廣泛采

22、用的是壓力潤滑。一般都是采用油泵（如齒輪泵）將潤滑油不斷地進行循環(huán)供油，所以又叫做傳動機構(gòu)的循環(huán)潤滑系統(tǒng)。（三）潤滑油的選用對潤滑油的要求：具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性， 即不與被壓縮的氣體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；具有-定的粘度，因為潤滑油的潤滑性能和密封性能決定于粘度；潤滑油不應(yīng)與水形成乳化液以及要求潤滑油的閃點超出最高排氣溫度20 50K。所謂閃點就是潤滑油加熱到一定溫度，產(chǎn)生的油蒸汽與空氣混合后，遇上明火時出現(xiàn)火花一閃，此時的溫度稱為潤滑油的閃點。具有氧化能力的氣體（如CO Q 等）及不允許被油 污染的氣體（如 QH、氬、氨等稀有氣體），不能用礦物油而只能用甘油、蒸餾水作為潤滑 劑，目前也趨向于無油潤滑劑

23、結(jié)構(gòu)。（四）我車間新氫機所用潤滑油牌號及位置1）150#壓縮機油，加于曲軸箱內(nèi)，用于主軸承、十字頭、連桿和曲軸軸承的潤滑；2）220#壓縮機油，加于注油器內(nèi)，用于氣缸和活塞、填料和活塞桿部位的潤滑3） 32#潤滑油，加于電機外伸軸承箱內(nèi)，用于外伸軸承的潤滑七、結(jié)合新氫機說明 C1102A 與 C1102C 有哪些不同之處，掌握壓縮機使用中的注意事項（1）C1102A 與 C1102C 不同之處1）流量:C1102A 為 16000 m3n/h ； C1102C 為 10000m3n/h;2）卸荷器形式：C1102A 是柱塞式卸荷器，C1102C 為指式卸荷器。4） C1102A 是給風為加負荷，去風為卸負荷。（通過泄荷指示器進行觀察）5）C1102C 是給風為卸負荷，去風為加負荷。6） C1102A 一級缸有 4 個吸氣閥，4 個排氣閥，二級缸有 2 個吸氣閥，2 個排氣閥C1102C 一級缸有 2 個吸氣閥，2 個排氣閥，二級缸有 2 個吸氣閥，2 個排氣閥7） 負荷開關(guān)位置 C1102A 有“ 0、50% 90%、100% C1102C 僅有“ 0、50% 100%（2 ）帶負荷