往复式压缩机综合研究报告Word文档下载推荐.docx
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气体只在活塞的一侧进行压缩又称单动压缩机。
2)双作用压缩机:
气体在活塞的两侧均能进行压缩又称复动或多动压缩机。
3)多缸单作用压缩机:
利用活塞的一面进行压缩,而有多个气缸的压缩机。
4)多缸双作用压缩机:
利用活塞的两面进行压缩,而有多个气缸的压缩机。
按结构形式分类
可分为立式、卧式、角度式、对称平衡型和对制式等。
一般立式用于中小型;
卧式用于小型高压;
角度式用于中小型;
对称平衡型使用普遍,特别使用于大中型往复式压缩机;
对制式主要用于超高压压缩机。
如:
6M40-490/25.5-BX(或BX6M40-490/25.5)
▪为6列气缸,M型对称平衡型,活塞力为40吨力,打气量为490m3/min,排气压力为25.5kgf/cm2(2.55MPa)
▪国内往复式压缩机通用结构代号的含义如下:
立式-Z。
卧式-P,角度式-L、S,星型-T、V、W、X,对称平衡型-H、M、D,
对制式-DZ。
3、工作原理
活塞式压缩机属于最早的压缩机设计之一,但它仍然是最通用和非常高效的一种压缩机。
活塞式压缩机通过连杆和曲轴使活塞在气缸内向前运动。
如果只用活塞的一侧进行压缩,则称为单动式。
如果活塞的上、下两侧都用,则称为双动式。
当活塞式压缩机的曲轴旋转时,通过连杆的传动,活塞便做往复运动,由气缸内壁、气缸盖和活塞顶面所构成的工作容积则会发生周期性变化。
活塞式压缩机的活塞从气缸盖处开始运动时,气缸内的工作容积逐渐增大,这时,气体即沿着进气管,推开进气阀而进入气缸,直到工作容积变到最大时为止,进气阀关闭;
活塞式压缩机的活塞反向运动时,气缸内工作容积缩小,气体压力升高,当气缸内压力达到并略高于排气压力时,排气阀打开,气体排出气缸,直到活塞运动到极限位置为止,排气阀关闭。
当活塞式压缩机的活塞再次反向运动时,上述过程重复出现。
总之,活塞式压缩机的曲轴旋转一周,活塞往复一次,气缸内相继实现进气、压缩、排气的过程,即完成一个工作循环。
4、压缩机结构及各部分作用
压缩机主要由机体、曲轴、连杆、活塞组、阀门、轴封、油泵、能量调节装置、润滑油系统、进出口缓冲罐/气液分离器等部件组成。
(1)机体包括机身、机座、曲轴箱等部件。
机体一般采用高强度灰铸铁(HT20-40)铸成一个整体,是支承气缸套、曲轴连杆机构及其它所有零部件重量并保证各零部件之间具有正确的相对位置的本体。
(2)气缸是活塞式压缩机中组成压缩容积的主要部分。
气缸与活塞配合完成气体的逐级压缩,它要承受气体的压力,活塞在其中往复运动,气缸应有良好的工作表面以利于润滑并应耐磨,为了散发气体被压缩时产生的热量以及摩擦生热,气缸应有良好的冷却,通常在气缸中设置冷却水夹套。
(3)气阀是压缩机的一个重要部件,属于易损件。
它的质量及工作的好坏直接影响压缩机的输气量、功率损耗和运转的可靠性。
(4)活塞与气缸构成了压缩容积,活塞必须有良好的密封性,有足够的轻度和刚度,重量轻,制造工艺好。
要求活塞和活塞杆的连接和定位可靠,活塞杆表面硬度高、耐磨、光洁度高。
(5)通常填料密封采用石墨制径向浮动和自定中心的迷宫密封环(无油润滑),密封环装在不锈钢密封腔内,下端装有漏气收集腔,将泄漏气送回一级的吸入口。
(6)曲轴是往复式压缩机的主要部件之一,传递着压缩机的全部功率。
其主要作用是将电动机的旋转运动通过连杆改变为活塞的往复直线运动。
(7)连杆是曲轴与活塞间的连接件,它将曲轴的回转运动转化为活塞的往复运动,并把动力传递给活塞对气体做功。
(8)十字头是连接作摇摆运动的连杆与作往复运动的活塞杆的构件,具有导向作用。
(9)塞压缩机中,在零件相互滑动的部件,如活塞环与气缸、填料与活塞杆、主轴承、连杆大头瓦、连接小头衬套以及十字头滑道等处,要注入润滑剂进行润滑
(10)压缩机进出口缓冲罐/分离器的作用是从压缩机入口介质中去除冷凝物,防止液体进入气缸中产生液击现象。
5、压缩机的特点
活塞压缩机的优点:
1、活塞压缩机的适用压力范围广,不论流量大小,均能达到所需压力
2、适应性强,即排气范围较广,且不受压力高低影响,能适应较广阔的压力范围和制冷量要求
3、活塞压缩机对材料要求低,多用普通钢铁材料,加工较容易,造价也较低廉
4、活塞压缩机的装置系统比较简单,可维修性强
5、热效率高,单位耗电量少
6、技术上较为成熟,生产使用上积累了丰富的经验
活塞压缩机的缺点:
1、排气不连续,造成气流脉动
2、转速不高,机器大而重
3、运转时有较大的震动
4、结构复杂,易损件多,维修量大
6、机器准备
6.1安装前的准备
6.1.2安装前应具备下列技术资料:
a、产品出厂合格证;
b、产品总图、主要部件图、产品使用说明书等。
6.1.2安装前应对分箱包装的各零件进行彻底清洗,清除零部件所有表面的防锈油,并涂适量的润滑油以防止在安装间隔期内发生锈蚀。
6.1.3安装前应对周围环境进行清理,保持安装环境清洁、干燥。
应避免有害尘埃及腐蚀气体影响。
6.1.4安装前应组织施工人员进行必要的学习培训,以便了解掌握本产品的基本结构特点以及安装中的有关规定要求。
6.2基础验收
6.2.1按有关土建基础施工图及压缩机产品技术资料,对基础标高位置进行复测检查其允许偏差应符合有关标准、规范的规定。
6.2.2对基础进行外观检查,不允许有较明显的裂纹、窝蜂、空洞、露筋等缺陷。
6.3机身的安装
6.3.1基础表面应进行铲麻处理,麻点应分布均匀,深度不宜小于10mm。
6.3.2机身就位前,应将其底面上的油污、泥土等脏物清除净。
6.3.3机身安装宜采用垫铁安装,平垫铁和斜垫铁的规格表按表1及图1选取制作,每组垫铁不应超过四块,其中仅允许有一对斜垫铁。
安装后用0.05mm塞尺检查时,允许局部有间隙,但塞尺插入深度不得超过垫铁总长(宽)的1/3。
6.3.4垫铁与基础应均匀接触,接触面积应达50%以上,各垫铁组上平面应保证水平度和同标高。
6.3.5机身垫铁安放位置如图2所示,每个地脚螺栓两侧的垫铁位置应尽量靠近。
6.3.6基础平面及地脚螺栓孔清理干净后,将机身地脚螺栓放入螺栓孔中的隔离套管(如无隔离套管,可直接放入孔中)并与锚板正确连接。
6.3.7机身应整体吊装并安放在基础垫铁上,吊装过程中应保持机身水平和稳定。
7、压缩机的使用操作过程
压缩机的操作可分为准备、启动、看管、停车四个阶段,其操作规程见下表
(1)
检查完毕后将排气阀门全开,然后按下起动按钮或启动柴油机,使机器在无负荷状态下起动运转,这样可以延长空压机及原动机的寿命。
(2)
检查运转方向是否和皮带防护罩上箭头指示相同,若不相同,请将三相电机的三条电源线中任意两条调换即可。
(3)
起动后约三分钟左右若没有异音,则将阀门关闭,使储气罐中的压力逐渐升高到达预定的压力,达到设定之压力后,压力开关自动切断电源、电机停止运转。
(此时压力开关处释气阀会有几秒钟之释气,将排气铜管内之压缩空气排出,这是正常现象。
目的是使电机再度运转时,负载减轻且较易动,并非漏气。
8、压缩机运行中的监护
(1)定期检查安全防护装置。
(2)对规定的监测点巡回检查并认真填写运行记录。
(3)保持机身油池内油位在规定的范围内。
(4)中间冷却器冷凝出的冷凝水应每一小时排放一次,储气罐每班排放一次。
(5)应随时注意和检查各压力表和温度表的读数是否在规定范围内。
(6)检查冷却水温度、流量是否正常。
(7)经常注意中间冷却器,储气罐上的安全阀状态是否完好可靠。
(8)检查机身曲轴箱十字导轨处温度是否正常。
(9)经常注意排气阀和吸气阀的工作状况是否正常并定期清洗。
(10)注意电机的温升、轴承温度和电压表、电流表指示情况是否正常。
(11)检查压缩机是否振动、地脚螺钉有无松动和脱落现象。
(12)定期清洗或更换各过滤器机芯,定期更换润滑油。
(13)为了提供良好的润滑,采用符合标准的油品,禁止使用劣质机油。
(14)停车后切断电源、关闭冷却水总阀
9、综述
初步了解认识压缩机的构造及工作原理对于实验效率的提高有很大的帮助,有利于迅速的掌握实验核心技巧所在。
同时避免了在实验过程中可能出现的一系列的临时故障。
对于往复式压缩机的初步研究,为实验验证做下铺垫。
本研究报告将从理论与实践两方面进行研讨,如有不当之处敬请指正!
二往复式空气压缩机性能测定实验
1、实验目的:
a)测量空气压缩机的性能参数,绘制空气压缩机的排气量——压力比(qv-ε)、轴功率——压力比(Nz-ε)、效率——压力比(ηad-ε)性能曲线;
b)绘制空气压缩机闭式示功图(p-V图)。
2、实验设备:
FG-50型空气压缩机
3、实验内容:
a)通过调节储气罐出口阀门的开度、调节压缩机的排气压力,测定在不同压力比下的排气量、电机功率、计算出相应压力比下的排气量、轴功率和绝热效率,绘制空气压缩机的排气量——压力比,找功率——压力比、效率——压力比性能曲线;
b)绘制压缩机的示功图。
4、实验步骤
a)启动工控机,运行“压缩机实验”程序,输入实验现场数据如:
室温、大气压力、相对温度。
点击“确认”进入实验界面。
b)启动压缩机;
i.盘车——用手转动皮带轮一周以上;
ii.将储气罐出口调节阀完全打开;
iii.顺时针转动电气控制箱上的“电源开关”,“电源指示”灯亮;
iv.打开冷却水阀门,电气控制箱上的“安全指示”灯亮;
v.启动压缩机,“运转指示”灯亮。
c)点击“清空数据”按钮;
d)调解储气罐出口阀门,改变排气压力p2,依次从0.1MPa到0.5MPa,每间隔0.1MPa记录一次试验数据,每次记录数据前都需等待系统稳定后,再点击“记录”。
实验中,如发现有不正常现象有及时停车;
e)停车:
按下红色“关闭电机”按钮,关闭压缩机:
逆时针转动电气控制箱上的“电源开关”,“电源指示”灯灭。
关闭冷却水阀门。
储罐内压缩空气自然放空。
5、数据记录和整理:
室温t1_20__(℃)当地大气压力P1=1.01MPA_相对温度φl_60%
实验数据纪录表
(一)
序号
转速
r/min
吸气压力
kPa
排气压力
MPa
喷嘴前温度
℃
喷嘴前后压差kPa
电流
(A)
电压
(V)
1
890
100.3
0.090
28.9
14.1
6.3
394.0
2
889
0.140
29.7
11.7
6.6
394.3
3
887
0.191
30.9
11.0
6.8
392.2
4
886
0.238
31.3
12.8
7.0
392.4
5
884
0.296
31.6
7.2
392.7
6
883
0.333
32.2
9.8
7.3
392.3
7
881
0.380
32.5
11.6
7.5
8
879
0.443
32.7
10.2
7.7
391.8
9
0.490
33.2
7.4
7.8
393.1
喷嘴蒸汽压pa
排气量
M3/min
等熵功率
kw
电机功率
轴功率
凝水系数
λ
名义压力比ε
效率
η
3981.80
0.6407
0.76
3.34
3.24
1.000
1.897
23.5
4170.42
0.5823
0.99
3.50
3.39
2.396
29.3
4467.15
0.5629
1.29
3.59
3.48
0.997
2.904
37.0
4570.59
0.6074
1.71
3.69
3.58
0.996
3.373
47.7
4648.97
0.5804
1.98
3.80
0.994
3.951
53.6
4808.67
0.5296
1.97
3.85
3.73
0.993
4.032
52.8
4891.44
0.5765
2.37
3.96
3.84
0.992
4.789
61.8
4946.63
0.5404
2.50
4.06
3.93
0.991
5.417
63.4
5087.26
0.4585
2.26
4.12
4.00
5.885
56.6
表2
实验数据整理(表3)
名称
符号
公式
单位
测量点数据
吸气压力
p1
(绝压——大气压)
Pa
p2
(绝压)
名义压力比
ε
p2/p1
—
喷嘴前后压差
Δp
——
14.1
喷嘴前温度
T2
t℃+273
K
吸气温度
Tx1
297
297
实测排气量
qv
m3/min
0.6074
0.5804
电压
U
V
电流
I
A
电机输出功率
Ne
3I·
U·
cosφ·
压缩机轴功率
NZ
Ne·
ηc(ηc=0.97)
六、数据处理过程
1、压缩机效率=Nz/Ne
轴功率如实验数据统计表
排气量如实验数据统计表
2、数据计算结果
序号
2
3
4
5
6
7
8
9
3、空气压缩机的性能曲线
7、研究报告总结
2014年7月2日进行了往复式空气压缩机的相关研究,在参考相关的网络文献的基础之上,写出了自己的总结报告。
本次研究综合运用了本专业所学的专业知识,较强的结合了理论,对自己的专业素养的提高有了很大的帮助。
本研究着力从两个大方向研究了往复式压缩机。
第一,本研究立足于基本理论知识,研究了往复式压缩机的应用前景、工作原理、基本结构、基本特点、启动准备、维修检测等方面,可以说涵盖了整个压缩机使用的全过程。
一个全面的研究报告,对于实验的掌握是必不可少的。
本研究报告的第一部分为接下来的实验部分打下了坚实的基础,有利于接下来的实验进行,为实验数据正确的获得埋下了伏笔。
第一部分的研究,侧重于往复式压缩机的理论研究,通过压缩机的结构分析,探索其结构特点及其各部分的作用。
同时,将各个部分的结构与其物理参数紧紧地结合到一起,着重了解各个结构之间的关联,以及各个参数之间的联系。
以便于对数据进行统计分析。
本研究报告的第二部分为实验报告,在第一部分的理论基础研究之上,进行压缩机性能参数的相关实验。
测定压缩机的压力比--流量曲线,压力比--轴功率曲线,压力比--机械效率的曲线。
实验过程严格按照操作要求进行,共统计了三个表的数据,如上所述。
在对表三的数据进行统计分析之后,在坐标纸上进行了描点连线,画出了三条曲线。
得到了实验要求的数据,圆满完成了实验。
在研究学习中,我学到了很对有关往复式空气压缩机的知识。
往复式压缩机通过曲轴连杆机构将曲轴旋转运动转化为活塞往复运动。
压缩机在压缩气体的过程中,温度会逐步升高,是个多变的过程。
实际压缩循环比理论压缩循环多了一个热膨胀的过程。
随着热膨胀的逐步增加压力升高,温度也升高,功耗随之加大。
所以,在理论上等温压缩循环的功耗最小。
压缩机中最常见的压缩过程为等温、绝热及多变过程。
在同一压缩范围内,等温压缩耗功最小,绝热过程耗功最大,多变压缩介于两者之间。
实际上,由于受冷却速度的限制以及和外界的热量交换,不可能实现等温过程和绝热过程,一般都为多变压缩过程。
压缩机工作过程中活塞环、填料、气阀不可避免存在泄露,每个循环的排气量总小于实际吸气量。
压缩机的进气阻力过大,会造成压缩机排气量减少。
余隙容积过大会降低排气量,使指示功图面积变小。
在工业化的进展过程中,往复式空压机是最早问市的空压机之一,它对工业界的贡献是不可抹剎的,即使它己失去了往日的风采,逐渐的被螺旋式、离心式空压机取代了主导的地位,但是它仍然具有一定的生存空间,可见它仍然存在某些独特的优越特性是其它类型的空压机无法完全超越或取代的。
往复式活塞压缩机属于于容积型压缩机。
靠气缸内作往复运动的活塞改变工作容积压缩气体。
气缸内的活塞,通过活塞杆、十字头、连杆与曲轴联接,当曲轴旋转时,活塞在汽缸中作往复运动,活塞与气缸组成的空间容积交替的发生扩大与缩小。
当容积扩大时残留在余隙内的气体将膨胀,然后再吸进气体;
当容积缩小时则压缩排出气体。
为使压缩机能正常、连续运转,延长其使用寿命,应实行定期维护保养和检修制度。
特别对现代化连续生产的大型炼油化工装置,压缩机故障的出现会给一部分或全部生产带来很大影响,因此对压缩机的日常检查、维护保养、定期检修工作是不可缺少的,切不可忽视之。
压缩机要求耐磨、耐热、耐腐蚀、韧性强的易损件比较多,有的单位以自己的材料仿制出来满足急需,多数不能耐久,也成为事故的原因。
如气阀材料不好破损时破片掉入气缸内,成为活塞与气缸烧研和划伤气缸镜面的主要因素。
所以最好使用制造厂的零部件,并应适当贮备这些备品备件,用后还要及时补充,这是非常必要的。
压缩机出现某种异常现象时,看起来似乎仍在运行着,但多数情况,已有了事故的预兆,能早期发现异常的前兆是防止事故发生的重要因素。
要想早期发现异常就需掌握平时正常运转的情况,日常检查、定期保养、按时检修时都应详细记录,这种基础资料除对检查故障不可缺少;
还有助于检修和早期发现异常现象。
本次对往复式空气压缩机的研究极大地带动了我对本专业的热爱,同时也让我对祖国的设备行业的发展有了更进一步的信心。
我相信,未来的世界是我们这一代人的,未来的工业靠我们过程装备的人才添砖加瓦。
感谢高立营指导老师在本次研究中给予我无私的帮助,让我的专业素养有了进一步的提高。
自己今后要多关注本专业行情,努力学习本专业基本知识,争取早日为祖国贡献自己的力量!
撰写人:
冷晓伟
过控11-2
2014.07.06
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