1、压缩机原理及工作过程,压缩机压力提高的原理 各种压缩机的工作过程（离心式、轴流式、往复式、螺杆式、转子式、涡旋式、滑片式、罗茨式） 压缩机的主要技术参数及性能指标 压缩机的级（段）,学员问题：我公司还拥有2台离心式压缩机及3台立式活塞氧压机，想多学习了解日常维护的相关知识，维修时的难点和注意事项。,压缩机压力提高的原理,透平式压缩机：依靠气流与叶轮的相互作用，将机械功变为气体的动能和压力能； 容积式压缩机：使气体容积缩小，以提高气体的压力。通风机：压力在102MPa以下 鼓风机：压力在102MPa至101MPa 压缩机；压力在101MPa以上 （以上均指表压）,按所能达到的排气压力分,名 称
2、排气压力范围（绝压）鼓风机 2105Pa 低压压缩机 (310) 105Pa 中压压缩机 (10100) 105Pa 高压压缩机 (1001000) 105Pa 超高压压缩机 1000 105Pa,活塞式压缩机,容积式压缩机：使气体容积缩小，以提高气体的压力。,理想气体的过程方程统一表达为对质量一定容积内的气体，表明容积缩小则压力提高。n=n,多变过程 n=0,等压过程，（冷却器） n=1,等温过程，（低速压缩机） n=k,绝热过程，（高速压缩机）,透平式压缩机：依靠气流与叶轮的相互作用，将机械功变为气体的动能和压力能,单位质量理想气体的伯努利方程 （加入气体的机械功等于其动能增加与压力能增加
3、之和）W=(c2Co2)/2g+(P/dPo/do)/2g式中C、Co终态、初态气体速度P、Po 终态、初态气体压力d、 do 终态、初态气体密度g重力加速度W机械功速度能可转换为压力能,压缩机的分类,透平压缩机 Turbine Compressor离心压缩机 Centrifugal Compressor轴流压缩机 Axial-flow Compressor容积压缩机 Positive Displacement Compressor往复压缩机 Reciprocating Compressor膜式压缩机 Diagraph Compressor螺杆压缩机 Screw Compressor滑片压缩机
4、 Rotary Vane Compressor涡旋压缩机 Scroll Compressor,离心压缩机,离心压缩机叶轮加工,轴流式压缩机的级：动叶和静叶,透平式压缩机的特点是：,流量大，单级压比小，级数多 转速高 机器的体积小，重量轻； 排气平稳，没有气流脉动； 结构简单，维修方便； 排气量和排气压力的适应性差，最小流量和最高压力不能同时满足； 运转状况欠稳定，性能随工况条件变化较大； 气体性质的影响较大，难以实现轻气体压缩,往复式压缩机特点,强制输气，对工况适应性好 运动部件多，结构复杂，维修工作量大 受力不均衡，往复惯性力不能完全平衡，要求基础较大 压缩气体不是连续排出，有脉动 可大可小
5、，应用范围广，主要向中压及高压方向发展，其它机种无法替代,隔膜压缩机,回转式压缩机是工作容积作旋转动动的容积式压缩机。气体压缩和压力变化是依靠容积变化来实现的，而容积的变化又是通过压缩机的一个或几个转子在气缸里作旋转远动来达到的，与往复压缩机不同的是，其容积在周期性地扩大和缩小的同时，空间位置也在不断变化。兼有透平、往复压缩机特点。,转速较高，机器外形尺寸小，振动小，排气较均匀； 不需气阀，结构简单； 因没有气阀，可在被压缩气体中注入液滴，在压缩过程中起冷却作用，降低压缩终了温度和压缩机耗用功率； 某些回转压缩机组成工作容积的各个壁面相互不直接接触，可不用油润滑，因而气体不受污染，如罗茨鼓风机
6、、螺杆压缩机等。,回转式压缩机,机器有形状不规则的、长度较大的密封边缘，一般只能靠较高的制造精度来保证密封 所能达到的压力受密封效果的限制,排气压力不超过4MPa 强制排气，变工况性能好 缺点是噪声较大： 广泛用于空气压缩机、制冷压缩机,螺杆式压缩机,典型主机结构,典型主机结构（带增速齿轮）,无油工艺螺杆压缩机（带同步齿轮）,无油工艺螺杆压缩机,内容,单螺杆压缩机,滚动活塞压缩机,涡旋压缩机 Scroll Compressor,涡旋压缩机工作过程,涡旋式压缩机,滑片式压缩机,旋叶压缩机Rotary Vane Compressor,罗茨压缩机（鼓风机）,风冷机组流程图,水冷机组流程图,DRYER
7、,MOTOR,AIR FILTER,学员问题：螺杆压缩机、罗茨风机维护,转子外圆气缸之间的间隙 转子与转子之间的间隙 转子侧面与气缸之间的间隙（特别是螺杆压缩机的排气端） 同步齿轮啮合状况 轴承润滑状况 轴封,理想气体与实际气体,理想气体实际气体：实际气体能否按理想气体来处理，主要决定于气体所处的状态及分析计算的要求。 如在10MPa以下、常温以上，单原子、双原于气体在压缩机设计中常按理想气体处理。氢、氧、氮、空气等临界温度大大低于环境温度，低于10MPa可作为理想气体； 临界温度接近常温的二氧化碳、乙烯、氨，制冷工质等极易液化的气体，一般不能作为理想气体。,理想气体混合物的热力性质与热力过程
8、,理想气体混合物仍遵循理想气体状态方程，这里的为混合气体中各气体组分物质量的总和，R是混合气体的平均气体常数式中，ni、 为气体组分的摩尔数和分子量； 为混合气体的平均分子量。,理想气体混合物的热力性质与热力过程,混合气体的压力遵循道尔顿分压定律，混合气体压力等于各组分分压力之和混合气体的总容积等于各组分分容积之和,理想气体混合物的热力性质与热力过程,混合气体的质量成分（ ）、容积成分（ ）、 摩尔成分（ ） 间存在如下关系,理想气体混合物的热力性质与热力过程,混合气体的比热、内能、焓、熵分别等于各气体组分的比热、内能、焓、熵之和，而混合气体的绝热指数满足,冷却方式 驱动方式 传动方式,水冷
9、Water-cooling:固定式大中型机组（55kw以上）风冷 Air-cooling：移动式机组、固定式小型机组电机驱动 Driven by Electrical Motor：固定式柴油机驱动 Driven by Diesel Engine：移动式气（汽）轮机Driven by Turbine 大型工艺压缩机直联 Coupling皮带传动 Belt Transmission齿轮传动 Gear Transmission：大型机组 ，55kw以上,压缩机的主要性能参数,吸气压力 Suction Pressure 排气压力 Discharge Pressure 注意： 表压(g) 绝压（a) 特
10、别要注意表压和绝压 换算：1MPa=10bar=10.1972kgf/cm2=145.04lbf/in2(psi)排气量（容积流量）Delivery Volume 定义：额定排气压力下压缩机单位时间吸入的自由空气容积。 单位:m3/min， Nm3/min(1ata,0), m3/h, cfm(ft3/min）, 换算： 1m3/min=35.31467cfm,压力、真空均可表示为绝压或表压,大气压力,零绝对压力,表压Px (g),绝压Px+1 (a),表压为负 Px (g),绝压Px+1(a),压力,真空度,一个标准大气压1atm=101325Pa=101.325kPa=0.101325MP
11、a0.1MPa 单圈弹簧管式压力表测量的是相对压力，指针是顺时针变化，起始点0表示一个大气压0.1MPa，比如指示为1 MPa，表示比大气压高1 MPa，绝对压力应是1+0.1MPa。单圈弹簧管式真空表测量的也是相对压力，指针是逆时针变化，起始点0表示一个大气压0.1MPa，若指示数为Px（应是负值），绝对压力P=Px0.1MPa。 比如，指示数为Px=0.02MPa=20kPa=20000kPa，绝对压力P=Px0.1MPa=80 kPa。,思考,某压缩机吸入压力为真空，真空表读数为0.04MPa,排气压力表读数为0.14MPa，该压缩机的压比为多少？（0.1+0.14)/(-0.04+0.
12、1)=4,Vd压缩机排气口Pd,Td下单位时间的气体容积量 V压缩机的排气量，将Vd转换到吸气状态Ps,Ts的流量,由气体状态方程 Pd Vd=mRTdPs V=mRTs (m是压缩机的质量流量,不随状态变化)故得 V=Vd(PdTs/ PsTd)Ts=273+tsTd=273+td,问题1：为什么压缩机吸入流量Vs不直接就是压缩机排气量V?问题2：压缩机标准状态排气量V0是什么？它与Vs， V的关系？,压缩机标准排气量V0压缩机的排气量V转换到标准状态P0,T0，它代表压缩机实际质量流量 单位: Nm3/min或Nm3/s, Nm3/h,由气体状态方程 P0 V0=mRT0Ps V=mRTs
13、 (m是压缩机的质量流量,不随状态变化)故得 V=V0(P0Ts/ PsT0),例：某化工厂欲订购一台人口0.2MPa,出口0.8MPa，气量60m3/min的压缩机，提供的这些信息有哪些错误？绝压还是表压 入口温度 什么流量,空气压缩机的主要参数性能（续）,含油量 ppm(百万分之一） 噪声声压级 Noise Level: 分贝（A), dB(A) 比功率Specific Power：指定排气压力下单位排气量所消耗的 功率, 单位 kw/m3/min 配套电动机 Electric Motor 型号 Model 转数 Rotation Speed: r/min(rpm) 电压 Voltage
14、(V) 频率 Frequency (Hz),功率 Power: kw, ps(公制马力) ,Hp(英制马力),1kw=1.35962ps=1.34102Hp,电动机功率确定,W-电动机功率，单位kWW=1.732IUCOS 式中： I-电动机电流，单位A U-电压，单位kV COS-电动机功率因数 （为什么有它）,压缩机的主要参数性能（续）,压缩机每级的排气温度Td= T Se(n-1)/n 式中 T S该级的吸气温度；e该级压比，排气压力与吸气压 力之比n级的压缩过程指数，取决物性、能量损失 喷油压缩机Td不大于120 非喷油压缩机Td不大于180 特殊气体有不同要求,各类压缩机的应用范围,
15、压缩机的分类,喷油压缩机,空气压缩机,固定压缩机 Fixed Package,压缩机,无油压缩机,制冷压缩机,工艺压缩机,移动压缩机 Portable,半封闭 Semi-hermetic,全封闭Hermetic,开启 Open Type,干式压缩机,喷水压缩机,工艺压缩机,空气压缩机,空气压缩机,工艺压缩机,Water-injection,Dry,Process,Refrigeration,Air,Oil-free,Oil-injection,压缩机的应用,制冷空调压缩机家用空调压缩机 冰箱压缩机汽车空调压缩机 中央空调（制冷）压缩机 空气压缩机 气体压缩机 液体泵 真空泵 膨胀机 发动机,为什么要多级压缩？,排气温度的要求，中冷 受力的要求 余隙容积的要求（容积式压缩机） 每级达到的压升有限（透平式压缩机） 工艺流程要求 提高总效率,六级往复压缩机,离心式压缩机的级,叶轮 扩压器（有叶、无叶） 弯道 回流器 涡壳（单级、出口级）,寿力双段式空压机 两级螺杆压缩机,
