輪機(jī)全部課件船舶輔機(jī)空壓機(jī)

1、1第七章 船用空氣壓縮機(jī)第一節(jié) 空壓機(jī)在船上的應(yīng)用及分類第二節(jié) 活塞式空壓機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理第三節(jié) 活塞式空壓機(jī)的控制、管理及故障分析2第一節(jié) 空壓機(jī)在船上的應(yīng)用及分類一 應(yīng)用 1.啟動柴油機(jī)； 2.操縱大型柴油機(jī)的換向機(jī)構(gòu)和軸系離合器； 3.吹洗精密機(jī)件，吹洗管路和清潔鍋爐煙道； 4.填充壓力水柜； 5.其他氣動自控系統(tǒng)、風(fēng)動工具；操縱火炮、魚雷發(fā)射、潛艇上浮等軍事用途。3二 空壓機(jī)分類：按排氣壓力分：低壓 0.21.0MPa中壓 110MPa高壓 10100MPa超高壓 大于 100MPa按排氣量分：微型 100m3/min 排氣量 單位時間內(nèi)所排送的相當(dāng)?shù)谝患壩鼩鉅顟B(tài)的空氣體積。4容積式

2、壓縮機(jī)按結(jié)構(gòu)分為兩大類：往復(fù)式與旋轉(zhuǎn)式按工作原理分為：容積式和速度式速度式壓縮機(jī)按結(jié)構(gòu)分有：離心式和軸流式兩種5活塞式壓縮機(jī)6最長的使用壽命:可以365天連續(xù)運轉(zhuǎn)并保證使用十萬小時以上，按每日以十小時運作計算，可長達(dá)33年之久。低轉(zhuǎn)速（1460RPM）.動件少（軸承與滑片），潤滑油在機(jī)件間形成保護(hù)膜，防止磨損及泄漏，使空壓機(jī)能夠安靜有效運作；葉片式壓縮機(jī)7渦旋式壓縮機(jī) 渦旋式壓縮機(jī)是20世紀(jì)90年 代末期開發(fā)并問世的高科技壓縮機(jī).由于渦旋式壓縮機(jī)的獨特設(shè)計，使其成為當(dāng)今世界最節(jié)能壓縮機(jī)。渦旋式壓縮機(jī)主要運動件渦卷付，只有磨合沒有磨損，因而壽命更長，被譽(yù)為免維修壓縮機(jī)。由于渦旋式壓縮機(jī)運行平穩(wěn)、

3、振動小、工作環(huán)境安靜，又被譽(yù)為“超靜壓縮機(jī)”。8渦旋式壓縮機(jī)零部件少。壓縮機(jī)工作腔由相運動渦卷付形成多個相互封閉的鐮形工作腔。當(dāng)動渦卷作平動運動時，使鐮形工作腔由大變小而達(dá)到壓縮和排出壓縮空氣的目的。910第二節(jié) 活塞式空壓機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理理論工作循環(huán)假定：汽缸沒有余隙容積，且密封良好，氣閥啟閉及時；吸排氣過程沒有壓力損失工作過程中氣體與缸壁等無熱交換；被壓縮氣體是理想氣體。一 工作原理111 影響實際循環(huán)的因素余隙容積的影響吸排氣壓力損失及其影響氣體和汽缸的熱交換及其影響泄漏及其影響12 （1）余隙容積的影響 由圖可見，當(dāng)存在余隙容積Vc時，殘存在余隙容積內(nèi)的氣體發(fā)生如曲線3-4所示的膨脹

4、。只有當(dāng)缸內(nèi)壓力達(dá)到進(jìn)氣管壓力時才有可能開始吸氣，吸氣量損失了V。實際過程的吸氣容積V和理想過程中的吸氣容積Vp之比稱為壓縮機(jī)的容積系數(shù)，用表示。在實際使用中可用壓鉛絲法檢查余隙的大小，并進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。13余隙容積有利的一面 （1）形成氣墊，利于活塞回行； （2）避免“液擊”（空氣結(jié)露）； （3）避免活塞、連桿熱膨脹，松動發(fā)生相撞。14保證措施：合適的氣閥升程及彈簧彈力、管路圓滑暢通、濾器干凈。（2）吸排氣壓力損失及其影響 由于吸氣閥流動阻力以及閥片上的彈簧力，在吸氣過程中汽缸內(nèi)壓力要比吸入管的壓力Ps低?；钊毥?jīng)過一段預(yù)壓縮后，才能使氣缸內(nèi)的氣體壓力上升到吸入管的壓力Ps，即由于進(jìn)氣閥的阻力

5、損失，吸氣量減少了。其影響程度可用阻力系數(shù)表示：15保證措施：加強(qiáng)對氣缸、氣缸蓋的冷卻，防止水垢和油污的形成。（3）氣體和汽缸的熱交換及其影響 在實際工作中，氣體在壓縮和膨脹時，與汽缸壁發(fā)生復(fù)雜的熱交換。使得吸入終了時氣體的溫度高于吸氣管中的溫度，比容增大，實際吸氣量減少。這部分損失叫預(yù)熱損失，其影響程度可用溫度系數(shù)t表示：16（4）泄漏及其影響 由于吸排氣閥關(guān)閉不嚴(yán)，活塞密封環(huán)密封不嚴(yán)，壓縮機(jī)在工作過程中存在泄漏，使壓縮機(jī)的排氣量減少。泄漏對排氣量的影響用氣密系數(shù)l表示。 通常l在0.900.98之間。172 輸氣量和輸氣參數(shù) 對單作用活塞式空壓機(jī)其理論輸氣量： Vt=DSnz/240 m3

6、/s式中：D汽缸直徑； S活塞行程； n壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速； z汽缸數(shù)目。 壓縮機(jī)實際輸氣量Vs與理論輸氣量Vt之比稱為輸氣系數(shù)，用表示：輸氣系數(shù)一般在0.60.8之間，壓縮機(jī)的壓比對輸氣系數(shù)的影響最大。18多級壓縮船用空壓機(jī)的排除壓力較高，一般在2.53.0MPa之間，采用單機(jī)壓縮，普通壓縮機(jī)根本無法達(dá)到2530的壓縮比，必須采用多級壓縮才能完成。采用兩級壓縮后，每一級的壓比將不大于6。為提高空壓機(jī)的經(jīng)濟(jì)性和輸氣量，通常都在級間中間冷卻。1920采用多極壓縮和中間冷卻的好處：1)降低壓縮終了的排氣溫度，保證機(jī)件潤滑；2)減小余隙容積對排氣量的影響，提高輸氣系數(shù)；3)節(jié)省壓縮功(c-b-d-e-c)；

7、4)減輕活塞上的作用力。 雙級壓縮機(jī)的中間壓力應(yīng)按最省功原則來定，每級的最佳壓比應(yīng)該是總壓比的平方根。 實際應(yīng)用時，由于后一級的余隙對對輸氣系數(shù)的影響比較大，且冷卻效果也不如前一級，因此后一級總是比前一級稍小。21活塞式空壓機(jī)的結(jié)構(gòu) CZ60/30型船用空氣壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)圖，該空壓機(jī)屬立式、水冷、二級空氣壓縮機(jī)。空壓機(jī)排氣量60m3/h,轉(zhuǎn)速750r/min。低壓級額定排氣壓力為0.64Mpa，高壓級額定排氣壓力為3Mpa。2223卸載機(jī)構(gòu) 本例中采用手動頂開吸氣閥方式，空壓機(jī)啟動前，手動提起圖中卸載閥的偏心手柄將活塞5下壓，頂開低壓級吸氣閥并使其在起動期間保持開啟。直到壓縮機(jī)達(dá)到正常轉(zhuǎn)速，再手動

8、放下偏心手柄，空壓機(jī)同時開始正常壓縮過程。24 級差式空壓機(jī)低壓級和高壓級均設(shè)有安全閥。分別安裝在高壓級的吸、排閥室處。一般低壓級比額定排壓高15%，高壓級比額定排壓高10%。 安全閥，開啟時的空氣泄放量應(yīng)等于或稍大于壓縮機(jī)的排放量。25氣液分離器 氣液分離器按工作原理分：有慣性式、過濾式、吸附式三種。 圖示出為慣性式。其工作原理是利用液滴和氣體的比重不同，多次改變氣流的流動方向，使液滴撞擊并吸附在芯子7的壁上，聚集而流到殼體6的下部空間。26氣閥Valve低壓級吸氣閥排氣閥安全閥0.7MPa高壓級吸氣閥排氣閥安全閥3.3MPa27空壓機(jī)氣閥28墊片Shim氣缸曲軸箱影響1、2級余隙容積影響1

9、級余隙容積氣缸氣缸蓋29空壓機(jī)的冷卻1）級間冷卻2）氣缸冷卻3）后冷卻4）滑油冷卻空壓機(jī)的潤滑一級氣缸油杯滴油二級氣缸油勺擊濺冷卻器上部為中冷、下部為后冷；30第三節(jié) 活塞式空壓機(jī)的控制、管理及故障分析 一 活塞式空壓機(jī)的控制312.42.52.93.01#2#壓力上升時運轉(zhuǎn)狀態(tài)323334353637二、管理要點1. 起動和停車手動(1) 曲軸箱油位(2) 供冷卻水(3) 開管路截止閥(4) 開卸載機(jī)構(gòu)(5) 按啟動按鈕(6) 關(guān)卸載機(jī)構(gòu)，關(guān)泄放閥(1) 開卸載機(jī)構(gòu)(2) 開泄放閥(3) 按停車按鈕起動停車(4) 關(guān)管路截止閥，停冷卻水38二、管理要點2. 運行中檢查 滑油：水冷70 C，風(fēng)

10、冷80 C，油位太高或太低都不利。冷卻：溫差1520 C，斷水應(yīng)停車。 氣壓、氣溫：各級排氣溫度200 C，進(jìn)氣瓶溫度水冷時(進(jìn)水溫度+30 C)，風(fēng)冷時(環(huán)境溫度+40 C) 定時(2h)放殘(水、油) 檢查漏泄、噪音39二、管理要點3. 檢修保養(yǎng)氣閥漏泄現(xiàn)象閥溫度升高，閥蓋燙手級間氣壓偏高(后級氣閥漏) 級間氣壓偏低(前級氣閥漏)排氣量降低 氣閥 潤滑油 防止著火與爆炸 冷卻系統(tǒng)清洗 運動部件間隙40二、管理要點3. 檢修保養(yǎng) 氣閥 潤滑油 冷卻系統(tǒng)清洗對潤滑油的要求良好的抗氧化積碳能力良好的抗乳化性適當(dāng)高的閃點(200240C，高于壓縮終點氣溫2040 C) 防止著火與爆炸 運動部件間隙

11、41二、管理要點3. 檢修保養(yǎng) 氣閥 潤滑油 冷卻系統(tǒng)清洗堿洗法(1%Na2CO3)酸洗法 防止著火與爆炸 運動部件間隙42 運動部件二、管理要點3. 檢修保養(yǎng) 氣閥 潤滑油 冷卻系統(tǒng)清洗活塞環(huán)間隙主軸承連桿軸承 防止著火與爆炸活塞缸壁間隙氣缸余隙43 防止著火與爆炸 運動部件間隙二、管理要點3. 檢修保養(yǎng) 氣閥 潤滑油 冷卻系統(tǒng)清洗油在高溫下分解的積碳沉淀物自燃(不一定達(dá)到閃點，有時180200C會發(fā)生)。合理選用滑油工作溫度150 C或低于滑油閃點28C，避免空轉(zhuǎn)過長。減少積油積碳，定期放殘原因預(yù)防措施防止空氣中油分達(dá)到爆炸極限44 氣缸、活塞環(huán)磨損過大 氣閥彈簧疲勞損壞三、故障分析1. 排氣量降低 閥片損壞 閥座與閥片接觸不良 缸蓋和缸體接觸不良 濾器堵塞或氣閥通道積碳過多 吸氣閥彈簧太強(qiáng) 余隙容積太大 氣缸冷卻不良 吸氣溫度太高45 前1級排氣量減小 級間氣體外漏三、故障分析2.