压缩机部分.docx

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压缩机部分

压缩机部分

第一节、概述

一、压缩机的用途、种类及应用范围

（一）压缩机的用途

压缩机是一种输送气体和提高气体压力的机器。

它在石油化工生产中，压缩机不仅是必不可少的而且是关键的设备。

（1）压缩气体作为动力如：

控制仪表阀门与自动化装置。

（2）压缩气体用于制冷和气体分离如：

石油裂解气的分离，先经压缩然后，然后在不同的温度下将各组分分别低分离出来。

（3）压缩气体用于合成与聚合在化学工业中，某些气体经压缩机提高压力后有利与合成与聚合。

例如：

生成甲醇的反应。

（4）气体的输送压缩机还用于气体的管道输送和装瓶等。

如远程煤气和天然气的输送。

（二）压缩机的种类及应用范围压缩机的种类很多，如果按其工作原理，可分为容积式和速度式。

容积式压缩机：

气体压力的提高是由于压缩机中气体的容积被缩小。

气体分子彼此接近。

主要有活塞式压缩机，膜片式、滑片式、螺杆式等。

速度式压缩机：

主要是离心式压缩机。

二、活塞式压缩机的基本构造及工作原理

活塞式压缩机主要零部件有机身、曲轴、连杆、活塞、气缸、进排气阀、十字头、滑道、活塞杆及填料函等。

曲轴由电动机带动作旋转运动，曲轴上的曲柄轴带动连杆大头回转并通过连杆使连杆小头作往复运动，连杆小头又带动十字头作直线运动，十字头带动活塞杆作往复运动，这就是活塞压缩机的运动过程。

活塞往复一次，使汽缸中的气体的容积扩大和缩小，从而达到膨胀、吸气、压缩、排气的循环过程。

膨胀过程

吸气过程

压缩过程

排气过程

三、压缩机常用名词

级、压缩机有几个缸，就有几级。

列、压缩机有几个连杆就有几列。

段、压缩机有n个中间换热器就有n-1个段。

四、活塞压缩机的优缺点

优点：

1、能够达到的压力范围很广，因有气阀控制排气压力稳定。

2、机器效率高

3、排气量范围广

缺点：

1、转速低、排气量较大时，机器显得笨重。

2、结构复杂，易损件多、日常维修量大。

3、动平衡性差，运转时有振动。

4、排气不连续、气流不均匀。

A、易损件：

气阀、活塞环、填料函。

B、振动大、管线振动。

五、活塞式压缩机的油系统

流程：

机身油池→粗滤器→磁性过滤器→油箱→油泵→双桶网式过滤器→换热器→运动部位→机身油池

↓

连杆大头、连杆小头、主轴轴瓦等处、十字头滑道、十字头销。

（介绍各部分的作用）

（1）机身油池：

收集各润滑部位的回油。

（2）粗滤器：

滤掉油中大颗粒杂质。

（3）磁性过滤器：

滤掉油中润滑部位掉下的铁质东西。

（4）油箱：

收集回油及储存油。

（5）油泵：

给润滑油加压道需要的压力。

（6）双桶网式过滤器：

过虑掉油中微笑的杂质。

（7）换热器：

给润滑油降温，因为油在运动部位经过摩擦升温。

六、压缩机的循环水系统

气缸水冷却

填料函水冷却

级间换热器水冷却

第二节、离心式压缩机

一、离心式压缩机的总体结构及工作过程

在压缩机的每段里，一般是有几个或一个压缩机级所组成。

每个级是由一个叶轮及与其相配套的固定元件所组成。

这些固定元件由吸气室、扩压室、弯道、回流器及蜗壳组成。

对于任何复杂结构的离心压缩机，都可以认为是由“级”所组成，下面我们先介绍一个级中的叶轮及与其相配合的固定元件的作用和原理。

（图）

1、吸气室：

在每段压缩机的第一级进口都设置吸气室，它的作用是把所需压缩的气体，由进气管道或中间冷却器的出口，均匀地引入工作叶轮中去进行增压。

2、叶轮；叶轮是压缩机中最总要的部件。

气体在叶轮叶片的作用下，随着叶轮作高速旋转，由于受离心力的作用和在叶轮中扩压流动，使气体通过叶轮之后压力得到了提高，同时气体的流速也得到提高，所以叶轮是压缩机中使气体提高能量的主要部件。

3、扩压器；气体从叶轮流出时，它是有较高的流速，为了充分利用这部分速度的，所以在叶轮后设置有流通截面逐渐扩大的扩压器，用来把速度能转变成为静压能，以提高气体的压力。

4、弯道和回流器为了把扩压器后的气体引导到下一级叶轮中去继续增压，一般在扩压器后面设置有一个使气流转弯的弯道。

气体经弯道转弯以后进入回流器，其作用是把气体均匀地引进下一级叶轮进口。

5、蜗壳蜗壳的作用是把扩压器或叶轮后面的气体汇集起来，送入输送管道或其流向冷却器去进行冷却。

由于蜗壳外径逐渐增大，故通流截面积逐渐扩大，所以气流在蜗壳内得到一定的降速扩亚的作用。

二、离心压缩机的基本原理

离心式压缩机和离心泵一样，机壳内高速旋转的叶轮带动气体一起旋转而产生离心力，从而把能量传给气体，使气体的温度升高，动能增加，比容缩小。

三、离心压缩机的优缺点

优点：

1、可以利用工厂的各个热回收装置，合理的进行热能的综合利用，提高生产过程的总热效率，从而节约动力投资，降低产品成本。

2、结构简单，易损件少，便于检修运转可靠，不用备机。

3、转速高，供气均匀，占地面积小，投资少。

4、消除了气体带油的缺点。

缺点：

1、离心压缩机的效率必活塞式压缩机效率低5－10％。

2、离心压缩机只能在设计工况下工作时才能获得最高效率，容易喘振。

3、离心式压缩机不能在高压比的同时得到小流量。

单级很少超过3。

四、级、段划分

离心压缩机有一个叶轮就是一级

一个级间换热器就是n＋1段，一段里可能有几个叶轮。

为什么要设置级间换热器呢？

因在气体流动过程中有摩擦等产生热量，使气体消耗一部分能量变成无用的热能。

换热后使气体温度降低。

温度高也影响压缩机的性能曲线，也容易产生喘振。

例子：

级间换热器折流挡板的作用，即流动状态对温度的影响。

五、什么叫喘振？

如果气体气量减小到最小值，则整个叶片流道不但没有气体流出，而且形成漩涡倒流，气体从叶轮的出口倒流到叶轮的进口，此时级出口的压力下降，倒流回来的气体弥补了流量的不足，从而维持正常工作，重新把倒流回来的气体压出去，这样又造成级中流量的减小，继而压力突然下降，被压缩的气体再重新倒流回到级中来，这样周而复始地改变流向，机器及排气管中产生低频高振幅的压力脉动，并发生噪音，叶轮应力增加，而整机发生剧烈振动，如果机器在这种情况下持续工作将导致机器的损坏。

这种现象称为喘振。

六、影响喘振的因素？

1）离心式压缩机在改变工作转速时，ε－Qj曲线和N－Qj曲线随转速n的减小而向左下方移动，即转速变小，则压缩机的工作范围变宽。

即：

流量不变的话，转速提高，可能发生喘振的可能性就大。

2）压缩机性能曲线随气体的分子量m的大小也发生变化。

例如当操作气体的的成分改变时，则气体的分子量也发生变化，这样工作点也将随分子量m的改变而改变。

如图，当分子量减小时，则压缩机的性能曲线将向左下方移动，如果压缩机出口压力不变而分子量由25变为20时，工作点A就移到A/，此点已进入了喘振区。

所以压缩机在运行过程中，对气体的分子量变动的范围是加以限制的。

咱们生产装置分子量是怎么调节的？

主要是气体成分的变化；

加氢量变化造成的变化；

加二氧化碳变化；

提高塔压和塔温等对合成环路成分也有影响。

但是影响不大。

3）压缩机吸气温度的增高或吸入压力的降低都将引起喘振，如图，吸入气体的温度升高使性能曲线向左下方移动，如在吸入温度升高，操作压力不变的情况下，压缩机就很容易进入喘振区。

4）出口压力也高也能发生喘振。

七、防止喘振的措施

在离心压缩机的使用中，有时生产上需要减少供气量，当供气量减少到低于喘振点所对应的气量时，必将导致喘振的发生。

常用的防止喘振的措施如下。

①将一部分气体经防喘振阀放空。

这种方法缺点：

放空部分气体造成浪费。

②将部分气体由旁路送往吸气管，将放空的气体送回机器的进口吸气管循环使用。

这种防喘振的措施在被压缩气体有毒性、易燃、易爆或经济价值高，因而不宜放空的情况下使用。

如送回的气体量和温度均较高时，可以在旁路中安装回流气体冷却器，以减小回流气体的温度对压缩机排气温度及功耗的影响。

③使压缩机与供气系统脱开当供气系统中有几台压缩机并联工作时，或对供气系统的容量很大的情况下，可以暂时停止压缩机供气而仍然可以在很短时间内继续供给生产上的用气时，采用这种措施较为方便。

当气量减小时：

开阀2，逐渐关闭1、3。

到气量正常时在恢复正常。

八、轴承的油膜振荡：

正常转动时轴径在轴承中的偏心距很小，轴径上的载荷P与压力油膜对轴径的作用力P1大小相等，方向相反，处于相对平衡状态，当转子受到外界某种干扰时（如环境的振动，进油压力的瞬间变化，转速的突然增大等）造成转子的不稳定，形成油膜振动，简称油膜振荡

九、影响油膜振荡的因素

①轴承的结构形式；

②轴承间隙，间隙大抗振性能差；

③润滑油的粘度，粘度大产生油膜振荡的可能性小，粘度小，产生油膜振荡的可能小大。

④转子的平衡精度，转子精度高，抗振性能就好。

⑤转速的影响：

产生油膜振荡时,其振荡频率为转子旋转频率的一半，如果继续提高转速，其振荡频率仍然保持为转子的一半；如果转速超过第一临界转速的两倍时，这时振荡频率等于转速的第一临界转速。

如果转速再提高，振荡频率基本不变，但振幅随转速的增加而增大。

十、消除油膜振荡的方法

①控制转速，即转速应避开转子的第一临界转速的两倍。

②控制润滑油的压力，粘度及温度。

③提高转子平衡精度，提高轴承的装配精度。

④选择抗振性能强的轴承结构。

十一、润滑、密封系统

1）油站流程图

2）润滑油流程图

3）密封油流程图

油分为：

润滑油、密封油、控制油

十二、压缩机的驱动

1）电机驱动

注意电机绕组的温度，换热方式，负荷大时容易超流。

压缩机的启车：

仪表准备，工艺准备，电器准备。

启车非常简单。

2）透平机驱动

负荷变化的调节过程：

当负荷变大时，开大调节阀的开度。

当负荷变小时，关小调节阀的开度。

1）当热网压力低时，阀2关小，二的功率下降。

高压阀1开大，一的功率增加。

此时，二减小的功率等于1增加的功率。

总效率不变。

2）当热网压力高时，1阀关小，一的功率下降。

2阀开度增大，二的功率增加。

一下降的功率等于二增加的功率。

总效率不变。

A、汽轮机的基本工作原理：

是把蒸汽的热能转变成动能的过程仅在喷嘴中进行的，工作叶片上只是把蒸汽的动能转变成机械功的。

B、汽轮机调节系统的主要作用是：

在稳定工况下，保证转速不变并维持在规定值，当负荷变化时，保证转速的偏差不超过规定的范围。