空分空压机的工作原理

1前言

2fg0f8c7b 我欲封天好看的小说http://92ks.com/txt10524/ 福建炼油化工有限KZON—150／600—Ⅲ型空分设备配套的空压机型号是2D8—17／45—Ⅱ(以下简称2D8空压机)，杭州制氧机厂制造，为无油润滑、四级压缩、二列对称平衡卧式空压机。它的最大特点是各级活塞环都采用填充聚四氟乙烯制成，气缸内无需油润滑。从而提高了原料空气的纯净程度，也为该机本身的安全运转提供了一定保证。

该机于1991年4月20日启动运行，在其后的一段试运期间，运转情况不是很好。最大问题是活塞环磨损太快，

空压机出现故障，影响到空分装置的正常运转。为此，我们对2D8空压机出现的故障进行分析并采取了一系列治理措施。

2故障情况

1991年8月15日，运转中的2D8空压机突然发出异常响声，紧急停车后进行大解体，发现三级活塞环磨坏3个，弹簧胀圈拉断2个，卡在活塞头上，一级、二级、四级活塞环亦有较大程度磨损。统计运行时间为1062h。从以下几方面进行了测绘、检修：

(1)主轴颈、曲轴颈椭圆度、锥度；(2)主轴瓦、曲轴瓦的配合间隙及串量；(3)曲轴张合度；(4)拉杆弯曲度、椭圆度、锥度；(5)缸套椭圆度、锥度；(6)气缸与活塞、导向环径向间

活塞式空压机图

1

图 1 活塞式空压机工作原理图

1 —排气阀 2 —气缸 3 —活塞 4 —活塞杆

5 —滑块 6 —连杆 7 —曲柄 8 —吸气阀

9 —阀门弹簧

在气缸内作往复运动的活塞向右移动时，气缸内活塞左腔的压力低于大气压力pa ，吸气阀开启，外界空气吸入缸内，这个过程称为压缩过程。当缸内压力高于输出空气管道内压力p后，排气阀打开。压缩空气送至输气管内，这个过程称为排气过程。活塞的往复运动是由电动机带动的曲柄滑块机构形成的。曲柄的旋转运动转换为滑动——活塞的往复运动。

这种结构的压缩机在排气过程结束时总有剩余容积存在。在下一次吸气时，剩余容积内的压缩空气会膨胀，从而减少了吸人的空气量，降低了效率，增加了压缩功。且由于剩余容积的存在，当压缩比增大时，温度急剧升高。故当输出压力较高时，应采取分级压缩。分级压缩可降低排气温度，节省压缩功，提高容积效率，增加压缩气体排气量。 图 1 为单级活塞式空压机，常用于需要 0 . 3 — 0 . 7MPa 压力范围的系统。单级活塞式空压机若压力超过 0 . 6MPa ，各项性能指标将急剧下降，故往往采用多级压缩，以提高输出压力。为了提高效率，降低空气温度，需要进行中间冷却。图 2 (a) 为二级压缩的活塞式空

压缩机系统的节能原理介绍

系统能耗参数计算及说明：在一定工况条件下，系统的单．位．能．耗．（比功率）与电量和气量之间的关系如下： 比功率=总电量/总气量

其中:电量代表了设备的能耗值，它与流量、压力、温度有关; 气量与压力，温度、湿度有关.

因此，比功率与电量成正比，与气量成反比；其数值越大，系统能耗越高，反之能耗越低。

在理想状态下，压缩空气系统的产气量应该等同于用气量，而实际上往往产气量不等同于用气量。

提高系统的效率有以下两种方式： 1）、改善产气设备的比功率； 2）、改善用气系统的比功率。

所以，上述两种比功率值可以通过以下途径得以解决： 1、设备本体的改造：

1）、用高能效设备替换低能效设备，用一级能效设备进行替换（含空压机及后处理系统设备）；

2）、在压力和流量波动较大的压缩机系统中，增加变频调节系统； 2、系统部份：

1）、降低于压缩空气管网系统压降； 2）、设定用气系统合理的工作压力； 3）、减少管网系统泄漏；

4）、合理分配系统用气末端对不同压力和流量的需求，改善用气结构； 5）、利用节能优化控制系统来改善用气的压力和流量，实现与空压机最佳效率的匹配．

6）、减少不合理的用气. 7）、余热回收利用.

压缩机系统的节能原理介绍

系统能耗参数计算及说明：在一定工况条件下，系统的单．位．能．耗．（比功率）与电量和气量之间的关系如下： 比功率=总电量/总气量

其中:电量代表了设备的能耗值，它与流量、压力、温度有关; 气量与压力，温度、湿度有关.

因此，比功率与电量成正比，与气量成反比；其数值越大，系统能耗越高，反之能耗越低。

在理想状态下，压缩空气系统的产气量应该等同于用气量，而实际上往往产气量不等同于用气量。

提高系统的效率有以下两种方式： 1）、改善产气设备的比功率； 2）、改善用气系统的比功率。

所以，上述两种比功率值可以通过以下途径得以解决： 1、设备本体的改造：

1）、用高能效设备替换低能效设备，用一级能效设备进行替换（含空压机及后处理系统设备）；

2）、在压力和流量波动较大的压缩机系统中，增加变频调节系统； 2、系统部份：

1）、降低于压缩空气管网系统压降； 2）、设定用气系统合理的工作压力； 3）、减少管网系统泄漏；

4）、合理分配系统用气末端对不同压力和流量的需求，改善用气结构； 5）、利用节能优化控制系统来改善用气的压力和流量，实现与空压机最佳效率的匹配．

6）、减少不合理的用气. 7）、余热回收利用.

上海施耐德机械（集团）有限公司内蒙古分公司

Shanghai Schneider-Sunshine Mechanical Group

空压机知识及空压机维修

一、空压机知识 [01] 空压机的定义 [02] 空压机的分类 [03] 压缩空气的用途

[04] 空气压缩机常用的单位符号 [05] 空压机流程

[06] 螺杆式空压机的选型指南

[07] 在世界能源危机的大环境下产生的新一代空压机转子齿形 [08] 我国螺杆制造技术的发展趋势 二、空压机问答、故障及维修 [01] 什么叫压缩机？ [02] 压缩机有什么用途？

[03] 压缩机是怎样分类的？ [04] 活塞式压缩机怎样分类？

[05] 什么叫增压压缩机和循环机？ [06] 什么叫大气压？ [07] 什么叫指示压力？

[08] 什么叫绝对压力？ [09] 什么叫真空？

[10] 温度的高低与压缩机的关系怎样？

[11] 温度高低与压缩机有什么关系？ [12] 清洁度和压缩机有什么关系？

[13] 压缩机的余隙容积是怎么回事？ [14] 怎样提高压缩机的排气量？

[15] 压缩机中为什么对排气温度限止很严格？ [16] 机体产生裂纹的原因有哪些？怎样检查？ [17] 怎样

船舶辅机 第五章 活塞式空气压缩机 [Air Compressor]

第6章 学习要点：

空气压缩机

1. 分析影响输气系数的因素。 2. 多级压缩的意义和级间压力、中间冷却对工 作性能的影响。 3. 两级空压机的结构。 4. 掌握操作管理要点。 5. 故障分析(排气量不足、级间压力不正常、 排气温度太高)。1

船舶辅机 第6章 活塞式空气压缩机 [Air Compressor]

概述[general introduction] 一、压缩空气在船上的用途： 1. 启动主柴油机、发电柴油机。 2. 为气动控制系统(如主机遥控系统)供气。

3.为气动[pneumatic]机械设备(气动马达、压力 水柜、汽笛)和工具(气动扳手、砂轮等)供气。 4. 吹洗[purge]零件(滤器、阀件、管路)。 后三项为低压空气。3、4两项常称为杂用空 气。2

船舶辅机 第6章 活塞式空气压缩机 [Air Compressor]

二、空压机的分类：结构类型： 往复式(活塞式)、回转式、离心式 额定排气压力(MPa) 低压 0.2~1.0 排气量(m3/min) 微型 <1

中压高压

1.0~1010~100

小型中型 大型

1~1010~100 >100

船舶辅机 第6章 活塞式

船舶辅机 第五章 活塞式空气压缩机 [Air Compressor]

第6章 学习要点：

空气压缩机

1. 分析影响输气系数的因素。 2. 多级压缩的意义和级间压力、中间冷却对工 作性能的影响。 3. 两级空压机的结构。 4. 掌握操作管理要点。 5. 故障分析(排气量不足、级间压力不正常、 排气温度太高)。1

船舶辅机 第6章 活塞式空气压缩机 [Air Compressor]

概述[general introduction] 一、压缩空气在船上的用途： 1. 启动主柴油机、发电柴油机。 2. 为气动控制系统(如主机遥控系统)供气。

3.为气动[pneumatic]机械设备(气动马达、压力 水柜、汽笛)和工具(气动扳手、砂轮等)供气。 4. 吹洗[purge]零件(滤器、阀件、管路)。 后三项为低压空气。3、4两项常称为杂用空 气。2

船舶辅机 第6章 活塞式空气压缩机 [Air Compressor]

二、空压机的分类：结构类型： 往复式(活塞式)、回转式、离心式 额定排气压力(MPa) 低压 0.2~1.0 排气量(m3/min) 微型 <1

中压高压

1.0~1010~100

小型中型 大型

1~1010~100 >100

船舶辅机 第6章 活塞式

空压机岗位操作手册 （空气压缩机房）

一、概况

地面压风机负责井下压风自救系统供风及风动工具提供动力风，机房安装有FHOG-340W型单螺杆空气压缩机两台，排气量40m3/min，最高排气压力0.75MPa, 设定最高排气温度90℃；配套Y2—355M—2电动机，额定功率250Kw。其双回路电源直接来自地面6Kv变电所，经S11-400型油浸变压器变压为380V供电。室内管理制度健全，消防器材齐全完好。

二、上岗注意事项

1、司机经有资质的培训机构培训，考试合格，持证上岗；

2、操作工上岗前要穿戴好工作服、劳保用具；

3、上岗前要准时参加班前会，认真听取队值班领导安排的工作任务、安全措施及其它信息并认真执行落实；

4、加强责任心，做到“五严”；

5、机房内外整洁卫生，窗明机净，无杂物、无油垢、积水和灰尘，室外环境清洁卫生，严禁利用机房作其他用途。机房内不准有汽油、煤油；

6、上岗时要保证身体健康、精神饱满，处于饮酒、带病、精神恍惚等状态时，禁止上岗；

7、上班期间严禁做与岗位无关的事情，发现异常情况立即停机；

三、空压机司机交接班制度

1、交接班人员必须现场进行交接班；

2、交班人员必须将当班设备运转情况、存在问题、维护检查情况、材料、工

1.1 1.1.1

空压机系统

概述

每台机组设置三台同型式同容量（44.6N m3/min）空压机，两台正常运行，一台检修备用。每台机组设置 2套 45Nm/min 冷冻吸附式仪用空气干燥净化装置，设置2个40 m仪用压缩空气储气罐，正常储气罐压力0.8MPa。另设有1个40 m3检修用压缩空气储气罐。检修用的压缩空气不经过后处理装置进一步净化。每台机组在炉后设置一个6 m杂用气储气罐供空气预热器气动马达稳压用，汽机房设一个3 m3仪用储气罐供汽机气动逆止门稳压用。

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3

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图11-1空压机房布置图

两台机组共设置六台同型式同容量（44.6N m/min）空压机，其中四台为仪用空压机，两台为杂用空压机，两台机组共设置 4套 45N m/min 冷冻吸附式仪用空气干燥净化装置。两台机组以后可考虑仪用空压机中三台为正常运行使用，一台为备用空压机。两台杂用空压机为一运一备或两台同时运行。四台仪用空压机出口设有一母管，中间设置一只电动联络门，

3

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仪用空气干燥净化装置出口母管也设置一只手动联络门，两台机组仪用气可以联络运行。两台杂用空压机出口设有一母管，中间设置一只手动联络门，两台机组杂用气也可以联络运行。 1.1.1.1

表11-1储气罐：

汽机抽

1.1 1.1.1

空压机系统

概述

每台机组设置三台同型式同容量（44.6N m3/min）空压机，两台正常运行，一台检修备用。每台机组设置 2套 45Nm/min 冷冻吸附式仪用空气干燥净化装置，设置2个40 m仪用压缩空气储气罐，正常储气罐压力0.8MPa。另设有1个40 m3检修用压缩空气储气罐。检修用的压缩空气不经过后处理装置进一步净化。每台机组在炉后设置一个6 m杂用气储气罐供空气预热器气动马达稳压用，汽机房设一个3 m3仪用储气罐供汽机气动逆止门稳压用。

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图11-1空压机房布置图

两台机组共设置六台同型式同容量（44.6N m/min）空压机，其中四台为仪用空压机，两台为杂用空压机，两台机组共设置 4套 45N m/min 冷冻吸附式仪用空气干燥净化装置。两台机组以后可考虑仪用空压机中三台为正常运行使用，一台为备用空压机。两台杂用空压机为一运一备或两台同时运行。四台仪用空压机出口设有一母管，中间设置一只电动联络门，

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仪用空气干燥净化装置出口母管也设置一只手动联络门，两台机组仪用气可以联络运行。两台杂用空压机出口设有一母管，中间设置一只手动联络门，两台机组杂用气也可以联络运行。 1.1.1.1

表11-1储气罐：

汽机抽