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1、中国石油集团工程设计有限责任公司 湖北500万方/天LNG工厂国产化示范工程,业主员工培训,沈阳远大压缩机股份有限公司,1.压缩机的工作原理,1.1压缩机工作原理内容： 压缩机工作时，电动机带动压缩机的曲轴旋转，通过连杆与十字头的传动(曲柄连杆机构)，使活塞做往复运动，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。当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，推开吸气阀而进入气缸，直到工作容积变到最大时为止，吸气阀关闭；往复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，
2、直到活塞运动到极限位置为止，排气阀关闭。当往复式压缩机的活塞再次反向运动时，上述过程重复出现。总之，往复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，以上就为往复式压缩机机的工作原理。,1.2压缩机气体流动情况,2.压缩机工艺流程,2.1工艺气体流程 工艺气体由总进气管线进入压缩机系统，由入口自动控制阀控制开启，工艺气体最先进入一级进气缓冲器，缓冲气体的脉动冲击，使气体稳态进入气缸，工艺气在气缸内被压缩，由排气缓冲器排出进入下一级压缩；工艺气经过最后一级压缩后，达到理论压力后，由总排气管线脱离压缩机系统，总排气口由自动控制阀控制开关。在工艺气体
3、进行压缩的过程中，配套有压力及温度检测。 2.2冷却水流程 冷却水由现场循环水对压缩各个部位进行冷却，包括压缩机的气缸，各级冷却器，电机及稀油站冷却器的冷却。每个支路都配有阀门，控制冷却水的开关，每条回路上都设有阀门，视水器及温度计。每条路线配有高点放空和低点排凝。,2.3 润滑油流程 润滑油主要储存在油箱中，当油路系统工作时，稀油站油泵将油箱中的润滑油吸出，将润滑油供向冷却器，保证润滑油供油温度大10，再由冷却器经过过滤器，过滤器掉油路系统中杂质，最后通过供油口将润滑油分配到压缩机各个部分；供油管线上设有自力式调节阀，保证油压在0.35MPa左右，以满足压缩机正常工作。供油管线上设有压力及温
4、度的检测。 2.4 充氮及漏气回收流程 工艺过程主要是现场氮气源通过减压阀将氮气压力将到0.15MPa，然后充入填料中，用氮封的方式保证填料的密封；填料还设有漏气回收口，将填料泄露出的氮气及微量工艺气体收集到集液罐中，再由集液罐的放空口接至火炬。 2.5 气量调节流程 气量调节主要是由气缸部分的卸荷器完成，由仪表风及电磁阀控制，当仪表风接通时，卸荷器会作用在气阀上，使气阀处于卸荷状态，由此实现0-50-%100的气量调节。,3. 压缩机的结构组成,活塞式压缩机的基础件包括机体部件(机身、中体)、曲轴部件、连杆部件、十字头部件，这些部件主要用于实现压缩机的运转及承受运动中各列的作用力。其它部件如
5、气缸部件、活塞部件及气阀部件的作用为实现气体的吸入与排出；填料部件的作用为密封高压气体；刮油器部件的作用为防止润滑油进入接筒与压缩气体接触；气缸与中体间一般都设置隔距件，即中间接筒，其作用一是用于安装填料与刮油器，二是防止油与压缩介质接触；同时为了保证压缩机的运转需要还设置了一些辅助设备及气、水、油管路系统，如电机-为压缩机提供动力，稀油站-用于运动机构的润滑，缓冲器、冷却器及分离器-用于降低气缸进、出口处气流脉动及保证各级入口条件满足压缩机要求，各级进出口还设有必要的监控仪表。,3.1机体部件(机身、中体) 机身带有油池和十字头滑道，机身为灰铸铁件，用来装曲轴、连杆、十字头，机身用螺栓固定在
6、底座上。 机身顶部为开口的，可用来安装主轴承，曲轴和连杆，主轴承上端有支承梁与机身紧密配合并用长拉杆螺栓紧固以增强机身刚性, 总装完成后用机身盖板来密封，机身的十字头滑道两侧都有十字头窗口，用来安装十字头销及连接十字头与活塞杆等，工作时窗口用盖板密封，机身上端设有呼吸器、使机身内部与大气相通，用于降低曲轴箱的油温与内部压力，不使油从连接面处挤出来。机身安装的详细说明请看本教程的安装部分。主轴承由上下两部分组成，瓦背由钢制成，内表面为轴承合金。机身底部为储油部分，底面倾钭，便于油流出，油池设有电加热器。以便冬季提高润滑油温度。,3.2 曲轴 曲轴是压缩机的传动部件之一，工作时电动机带动曲轴做旋转
7、运动，通过曲拐、连杆将旋转运动转化为十字头的直线运动。曲轴由主轴颈，曲柄销、曲柄等组成两列的曲柄互成180。轴伸端安装联轴器。润滑油由主轴承进入曲轴上的油孔，经过连杆体内油孔流向十字头销并润滑十字头滑板。,3.3 连杆 连杆的作用是将作用在活塞上的推力传递给曲轴，同时又与曲轴一起将输入压缩机的旋转运动转化为十字头、活塞的往复运动，是压缩机的传动部件 。 连杆是由连杆体和连杆盖组成，它们通过两根连杆螺栓、螺母将两体式连杆大头轴瓦组成一体。 连杆大头轴瓦为薄壁轴瓦，小头轴瓦为锡青铜整体式，压入连杆小头孔内。大小轴瓦的工作间隙见本说明的间隙表，连杆体有接通曲轴与十字头销的油孔,为保证安全运转，连杆螺
8、栓工作时间累计超过16000小时，必须报废更换。,3.4 十字头 十字头是连接做摇摆运动的连杆与往复运动的活塞杆的机件，它具有导向作用 。十字头在运动过程中承受侧向力。十字头为双侧圆筒型分体组合式结构，十字头体和上下两个可拆卸的滑履采用楔槽定位，并借助螺钉连接成一体。滑履与十字头之间装有调整垫片，由于机身两侧十字头的侧向力方向相反，为保证十字头与活塞杆运行的同心，制造厂组装时，已将受力相反的十字头与滑履间垫片数量进行调整，用户在安装检修时，不应随意调换十字头和增减垫片。十字头是由ZG230-450制成，上下滑履材料为20号钢，承压表面挂有轴承合金，并开有油槽以利于润滑油的分布。十字头销为直销型
9、式，固定于十字头销孔中，销体内分布轴向和径向油孔，用于润滑油的输送。十字头与活塞杆连接采用液压紧固装置，其工作原理为：通过联接紧固装置，将活塞杆与十字头进行连接后，用本产品随机所带的手动超高压油泵，将150MPa压力的油注入紧固装置中的压力体中，利用液体不可压缩的性质推动环形活塞，迫使活塞杆尾部产生弹性拉伸变形，再将锁紧螺母锁定后将油泄压，即可达到连接所需的预紧力。连接打压过程中应注意，油泵压力不得超过150MPa，紧固的全过程需经三次才能完成，每次间隔1小时，每次紧固方法均相同。,3.5 气缸与接筒部分 气缸是往复压缩机中直接进行气体压缩的部分，与活塞、气阀等部件共同组成压缩气体的工作腔；接
10、筒是气缸与中体的中间隔距件，作用是防止油、气接触及安装密封部件 。,3.6 刮油器部件由压盖、壳体、刮油环组成 刮油环由锡青铜制成，是为刮下活塞杆上粘附的润滑油设的,刮油环通过接筒窗口装入。本机采用的是单向刮油环，安装时应将其刃口方向朝机身侧。阻油环安装在刮油环之前，起着阻挡节流作用。,3.7 活塞部分 活塞与气缸内壁及气缸盖构成容积可变的工作腔，并由曲轴通过连杆带动，在气缸内做往复运动，实现气缸内气体的压缩。 活塞部件由活塞体、活塞杆、活塞螺母、活塞环及支承环组成。活塞力的传递由活塞杆凸肩及螺母承担，对于铝制活塞体，考虑到铝的强度较低，需在活塞杆凸肩与活塞体间及螺母与活塞体间加承压块以增大承
11、压面积(或加大螺母及凸肩外圆) ； 活塞杆与活塞连接时依靠圆柱面与活塞的配合定中心，依靠凸缘和螺母的夹持紧固。由于工作时活塞受交变作用力，以及温度变化时活塞杆与被夹持部分膨胀可能不一致，因此螺母易于松动，故需采取防松措施，大、中型压缩机采用电加热方式紧固(将活塞杆端部加热后，按设计要求将螺母旋转一定角度，待冷却后产生预紧力即达到防松目的)；,3.8 填料部件 填料的作用是阻止气缸内气体自活塞杆与气缸座之间泄露。 填料由填料盒及填料环等件组成，填料环分为径向环、切向环，高压填料还设有节流环、阻流环等； 为了改善填料、活塞杆的工作条件，填料设有冷却水道，以带走填料环与活塞杆摩擦而产生的热量。根据需
12、要，填料上还可设置充氮、漏气回收及注油等接口；,3.9 气阀部件 气阀的作用是实现压缩气体在气缸内的吸入和排出，气阀是往复压缩机中最为关键的一个部件，气阀性能的好坏直接影响压缩机的排气量、功耗以及运转的可靠性。 气阀由阀座、阀片、升程垫、缓冲片、弹簧、升程限制器(阀盖)等件组成; 压缩机气阀均为自动阀, 借助于气缸工作腔与阀腔之间的气体压力差而开启或关闭; 吸气时，气体膨胀，当阀腔气体作用力大于气缸内气体作用力与弹簧力之和，吸气阀开启，当活塞接近止点位置时，活塞速度降低，进气速度减小，阀腔气流作用力不足以克服弹簧力，吸气阀关闭；排气时，气体压缩，当气缸内气体作用力大于阀腔气体作用力与弹簧力之和
13、时，排气阀打开，当活塞接近止点位置时，气缸内气体作用力不足以克服弹簧力，排气阀关闭;,3.10 运动机构润滑系统 压缩机运动机构（曲轴、连杆、十字头等）全部采用强制润滑。机身油池作为油箱，其前部设有油标，用于显示机身油池油位。润滑系统由机身、油泵、安全阀和管路等部分组成。开车前先启动油泵润滑各摩擦部位，当油压0.2MPa（G）时，允许压缩机主电机启动，压缩机开始工作，当油压高于0.4MPa（G）时报警，停油泵；当油压0.2MPa（G）时报警，自行启动油泵；当油压0.15MPa（G）时主电机立即联锁停机,以保证摩擦部位不至于因无油润滑而损坏。油泵的供油压力应为0.250.35MPa(G)。机身内
14、的油位可从油标上观察，最高油位应不至于接触曲轴、连杆，最低应保证吸油口不露出油面。本机机身油池设有恒温电加热器，可以根据实际温度自动控制。油温10时即可启动主电机。运动部件润滑油选用GB12691-90标准中的L-DAB100压缩机油。 油池内的润滑油最少每三个月做一次定期检查，若有变质应及时更换，在压缩机刚安装好或刚更换运动部件以及长期停车以后，在运转前必须进行油路系统清洗，以除去油路中的杂质。,3.11 压力容器部分 压缩机的进、排气口处都设有脉动缓冲器，用以减小压缩机断续压缩所产生的气流脉动、从而最大限度地缓解管路振动和提高气阀的使用寿命。 所有压力容器是按GB151管壳式换热器和GB1
15、50钢制压力容器进行制造和验收并接受国家质量技术监督局压力容器安全技术监察规程的监察，按压力容器安全技术监察规程的规定进行定期检修。,3.12 冷却水管路 压缩机采用循环水冷却。循环水通过总进水管，送到压缩机各冷却点，总进水管上设压力指示仪表，用户也可根据需要在总进水管入口设水流量表，用以监测单机用水量。各冷却点（气缸、填料、油冷却器等）的进、出口处都设置截止阀，用以调节冷却水流量。每个冷却水回水管上都设有温度计，可监视回水温度情况，然后汇集到总回水管。压缩机在冬季停止运转时，应将压缩机整个冷却系统中的冷却水及机组(气、仪表管路及设备)中的冷凝水全部排净，以防冻坏机器及管路。其它季节长期停运亦
16、应如此。,3.13 气体管路部分 在压缩机总进气口设有过滤器，末端设有止回阀。止回阀用以防止系统气体倒流。 工艺气由总进气管经进气缓冲器进入缸体，经压缩后进入排气缓冲器，经过分离器进入排气总管。在排气总管上设有安全阀组，当气体压力超过额定值时，安全阀自动开启，使压力迅速下降，以保证机器安全运转。气管路组装后，在压缩机正式投入运转前应进行吹洗，,3.14仪表及自动监控系统 压缩机设有较完善的监测和控制仪表，对各级排气压力、温度；冷却水压力、温度；润滑油供油压力、温度均设有就地仪表，以便操作人员随时观察压缩机运行工况参数。 对重要运行参数，还设有自动监控保护装置，当压缩机运行参数远离设计规定值，达到危险工况时，能及时自动发出声光报警信号，并能自动联锁停机。,3.15 盘车部分 盘车目的是在压缩机运行前对压缩机的状态进行检查，以保证压缩机能正常工作。另外，在装配检修过程中，也常需盘车以使运动部件至某一便于拆装的位置。 压缩机共有两种盘车机构的结构形式，即为手动盘车及电动盘车。盘车时，两种结构形式的电机均不允许启动。 3.16 专用工具 压缩机都带随机有专用的安装、维修工具，用以压缩机安装和正常维修。,