【正文】 縮機(jī)為輸送天然氣的 中壓 小型工藝噴油螺桿壓縮機(jī)，因此需要系統(tǒng)具有穩(wěn)定可靠，零部件更換方便的特性。精分離出來(lái)的油在壓力作用下經(jīng)回油管進(jìn)入到主機(jī)低壓腔中。為保證機(jī)組連續(xù)運(yùn)行，二次油分離器、精油過(guò)濾器采用雙結(jié)構(gòu)，一開(kāi)一備。當(dāng)壓縮機(jī)起動(dòng)后，由于進(jìn)氣控制閥預(yù)留有間隙，有少量空氣被吸入主機(jī)進(jìn)行壓縮，排氣壓力將緩慢上升，壓縮機(jī)輕負(fù)荷起動(dòng)。 超壓停機(jī)裝置由另一氣壓自動(dòng)開(kāi)關(guān)控制，氣壓自動(dòng)開(kāi)關(guān)的上限電觸點(diǎn)調(diào)整在 位置上，當(dāng)排氣壓力達(dá)到或超過(guò)超壓停機(jī)規(guī)定的壓力時(shí)，控制氣源使氣壓自動(dòng)開(kāi)關(guān)的上限電觸點(diǎn)動(dòng)作，使電控柜中的運(yùn)轉(zhuǎn)控制回路斷電，從而切斷電機(jī)主電路，使主機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。 主電路是電氣控制線路中大電流通過(guò)的部分，包括從電源 到電機(jī)之間相連的電器元件；一般由組合開(kāi)關(guān)、主熔斷器、接觸器主觸點(diǎn)、熱繼電器的熱元件和電動(dòng)機(jī)等組成。線路的動(dòng)作次序如下： 圖 41 電機(jī)啟動(dòng)時(shí)線路動(dòng)作次序 主電路設(shè)有交流互感器，熱繼電器接在互感電路中，互感電流為 主電路電流的 1/n（ n 為互感倍數(shù)），在這種情況下，通過(guò)熱繼電器 FR1 的電流就為小電流。 (2) 主電路中電源電路繪水平線；受電的動(dòng)力設(shè)備（如電動(dòng)機(jī)等）及其它保護(hù)電器支路，應(yīng)垂直于電源電路繪制。對(duì)于接觸器和電磁式繼電器為電磁鐵未吸合的位置，對(duì)于行程開(kāi)關(guān)、按鈕等則為未壓合的位置。 （ 3） 保證控制系統(tǒng)的運(yùn)行安全、穩(wěn)定、可靠。這一步是非常重要的一步。 （ 3）按下 SB3KM4 得電，風(fēng)扇運(yùn)行；按下 SB4KM4 失電 風(fēng)扇停止 （ 4）排氣溫 度超過(guò) 80℃ DT 觸點(diǎn)閉合 KA2 線圈得電 工藝故障報(bào)警， KA6 線圈得電 主電機(jī)失電。 此外，選擇 FX 系列的情況下，還能變換成 FXGP(DOS),FXGP(WIN)格式的文檔。 5. 能夠用各種方法和可編程控制器 CPU 連接 (1)經(jīng)由串行通訊口 (2)經(jīng)由 USB (3)經(jīng)由 MELSECNET/10(H)計(jì)算機(jī)插板 (4)經(jīng) 由 MELSECNET(Ⅱ )計(jì)算機(jī)插板 (5) 經(jīng)由 CCLink 計(jì)算機(jī)插板 (6) 經(jīng)由 Ether 計(jì)算機(jī)插板 (7)經(jīng)由CPU 計(jì)算機(jī)插板 (8)經(jīng)由 AF 計(jì)算機(jī)插板 6. 豐富的調(diào)試功能 (1) 由于運(yùn)用了梯形圖邏輯測(cè)試功能，能夠更加簡(jiǎn)單的進(jìn)行調(diào)試作業(yè) (2) 在幫助中有 CPU 錯(cuò)誤，特殊繼電器 /特殊寄存器的說(shuō)明，所以對(duì)于在線中發(fā)生錯(cuò)誤，或者是程序制作中想知道特殊繼電器 /特殊寄存器的內(nèi)容的情況下提供非常大的便利 。但壓縮介質(zhì)天然氣為易燃易爆物質(zhì)，不能讓其在消聲罩內(nèi)積累，應(yīng)采取適當(dāng)?shù)耐L(fēng)設(shè)施。 設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)是近年來(lái)才在我國(guó)發(fā)展起來(lái)的一門新興技術(shù)，狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建立之前，應(yīng)對(duì)被監(jiān)測(cè)設(shè)備進(jìn)行全面分析，并根據(jù)設(shè)備的 造價(jià)、配置傳感器的孫城江：雙吸平衡式雙螺桿壓縮機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 30 難易程度及其在整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中的重要程度等因素確定監(jiān)測(cè)方式和要求。在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中曾多次遇到困難，但最終都得到了很好的解決，這使我建 立起了“只要肯努力，問(wèn)題都會(huì)解決”的信念。 圖 52 監(jiān)控系統(tǒng)示 意圖 華東交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 31 第六章 畢業(yè)設(shè)計(jì)總結(jié) 通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)， 了解了我國(guó)螺桿壓縮機(jī)目前的發(fā)展歷程、發(fā)展?fàn)顩r及發(fā)展趨勢(shì) 。振動(dòng)測(cè)量 一般在壓縮機(jī)機(jī)殼上的三個(gè)平面上進(jìn)行，即垂直方向、水平方向和軸向，并且這三個(gè)平面要盡量靠近兩轉(zhuǎn)子的進(jìn)氣和排氣端軸承。由于在壓縮腔中有大量的油存在，能對(duì)噪聲起到很大的衰減作 用。 (2) 功能塊（以下，略稱作 FB） FB是以提高順序程 序的開(kāi)發(fā)效率為目的而開(kāi)發(fā)的一種功能。 選用三菱的 PLC，型號(hào)為 FX2N16MS. PLC 編程軟件簡(jiǎn)介 GX Developer 是三菱 PLC的編程 軟件 。此外，還有一部分 “軟件程序 ”，即梯形圖。 （ 2） 根據(jù)控制要求確定所需的用戶輸入設(shè)備（按鈕、操作開(kāi)關(guān)、限位開(kāi)關(guān)、傳感器等）、輸出設(shè)備（繼電器、接觸器、信號(hào)燈等執(zhí)行元件）以及由輸出設(shè)備驅(qū)動(dòng)的控制對(duì)象（電動(dòng)機(jī)、電磁閥等），確 定 PLC 的 I/O 點(diǎn)數(shù)。 按照電氣原理圖的繪制原則，根據(jù)電氣控制要求繪制壓縮機(jī)的電氣控制系統(tǒng)原理圖，所繪原理圖如附圖 1 所示。 (6) 為區(qū)別控制線路中各電器的類型和作用，每個(gè)電器及它們的部件用規(guī)定的圖形符號(hào)表示，且每個(gè)電器有一個(gè)文字符號(hào)，屬于同一個(gè)電器的各個(gè)部件都用同一個(gè)文字符號(hào)表示。它包括所有電器元件的導(dǎo)電部件和接線端點(diǎn)，但并不按照電器元件的實(shí)際 位置來(lái)繪制，也不反映電器元件的大小。 主電路 主電路并聯(lián)兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)，一臺(tái)電機(jī)是壓縮機(jī)的原動(dòng)機(jī) M1，型號(hào)為 YLJ280S4，功率為 150kw，另外一臺(tái)電機(jī)為 風(fēng)扇電機(jī) M2，型號(hào)為 Y13024，功率為 。壓縮機(jī)啟動(dòng)控制柜和壓縮機(jī)控制臺(tái)配套來(lái)完成機(jī)組的啟動(dòng)、停止、能量調(diào)節(jié)、安全保護(hù)、聲光報(bào)警及數(shù)值顯示等工作。通過(guò)進(jìn)氣控制閥和反比例閥的聯(lián)合作用實(shí)現(xiàn)排氣壓力的動(dòng)態(tài)控制。 儀表控制系統(tǒng) 儀表控制系統(tǒng)由減荷裝置、自動(dòng)放空閥、安全閥、超壓停機(jī)裝置、超溫停機(jī)裝置等組成。當(dāng)用戶輸氣管道放空時(shí)（不帶壓力），壓縮機(jī)的最小壓力不得低于 油路系統(tǒng) 油路系統(tǒng)主要由油箱、油過(guò)濾器、散熱器、斷油閥、油管等組成。 為保證機(jī)組連續(xù)運(yùn)行，采用雙吸氣過(guò)濾器并聯(lián)，一開(kāi)一備。 系統(tǒng)方案二： 圖 雙吸平衡式雙螺桿壓縮機(jī)系統(tǒng)方案二 方案特點(diǎn)： （ 1）采用壓力控制自動(dòng)供油，噴入油量與排氣壓力成正比，系統(tǒng) 簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠。 噴油量 在給定排氣溫度后，螺桿壓縮機(jī)的噴油量可由壓縮機(jī)的熱平衡式 決定。 華東交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 第二章 雙吸平衡式雙螺桿壓縮機(jī)的 熱力學(xué)計(jì)算 雙螺桿壓縮機(jī)的熱力學(xué)計(jì)算的目的是為了求出在壓縮過(guò)程中壓力和溫度的變化，并由其計(jì)算結(jié)果算出壓縮機(jī)所需要的功率。從動(dòng)軸 10 左部和右部各設(shè)有一 套機(jī)械密封 5。 圖 12 雙吸平衡式雙螺桿壓縮機(jī)主機(jī)外形圖 在泵體 14 內(nèi)腔中部設(shè)有垂直主動(dòng)軸 9 或從動(dòng)軸 10軸向的隔板 12，隔板 12 將泵體 14 內(nèi)工作腔隔為兩個(gè)。 (3)排氣過(guò)程 如圖 11(d)所示，由于轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)基元容積不斷 縮小，將壓縮后氣體送到排氣管，此過(guò)程一直延續(xù)到該容積最小時(shí)為止 。只需研究其中一個(gè)工作容積的整個(gè)工作循環(huán)，就能了解壓縮機(jī)工作的全貌?？梢钥闯?，螺桿壓縮機(jī)具有廣闊的市場(chǎng)前景，其發(fā)展前途是光明的。表 13 是根據(jù)近幾年測(cè)試螺桿空氣壓縮機(jī)得出的主要性能評(píng)價(jià)表。 （ 1）國(guó)內(nèi)幾家自主加工 壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子（以下簡(jiǎn)稱機(jī)頭） 的企業(yè)大都是國(guó)有企業(yè)（或者國(guó)有改制企業(yè)），受市場(chǎng)及體制的影響沒(méi)有很快發(fā)展起來(lái)，另外他們的主要發(fā)展方向是大中型活塞式壓縮機(jī) ，而不是螺桿壓縮機(jī) 。這個(gè)比例在微型活塞式壓縮機(jī)和直聯(lián)便攜式壓縮機(jī)表現(xiàn)得特別突出。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)， 2021 年國(guó)內(nèi)動(dòng)力用壓縮機(jī)的生產(chǎn)銷售總量已經(jīng)達(dá)到 120億元左右；而動(dòng)力用螺桿壓縮機(jī)的銷售總量已經(jīng)達(dá)到 50億元左右，占?jí)嚎s機(jī)銷售總量的 40%多。與活塞壓縮機(jī)和其他類型的壓縮機(jī)相比，螺桿壓縮機(jī)的發(fā)展歷程比較短，其發(fā)展歷程大概追溯到 20 世紀(jì) 30年代 ,而我國(guó)螺桿壓縮機(jī)的發(fā)展歷程更短。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，著重 于 對(duì)電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 。其中， 螺桿 工藝 壓縮機(jī)是石油、石化企業(yè)可燃?xì)饣厥昭b置的關(guān)鍵設(shè)備， 目前， 國(guó)內(nèi)外可燃?xì)饣厥昭b置一般采用單吸非平衡式雙螺桿壓縮機(jī)。 與同排量的同類壓縮機(jī)相比 ，其 結(jié)構(gòu)尺寸有極為突出的優(yōu)勢(shì)，原材料消耗及制造成本減少，無(wú)故障運(yùn)行時(shí)間延長(zhǎng)。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，全世界范圍內(nèi)，螺桿壓縮機(jī)的銷售量已占所有容積式壓縮機(jī)銷售量的 80% ，在所有正在運(yùn)行的容積式壓縮機(jī)中，有 50%是螺桿壓縮機(jī)。其中還有許多企業(yè)正在申請(qǐng)空壓機(jī)生產(chǎn)許可證的過(guò)程中。但是，國(guó)內(nèi)螺桿壓縮機(jī)的生產(chǎn)技術(shù)水平仍然是停滯不前，由于過(guò)度競(jìng)爭(zhēng)甚至有所下降，國(guó)內(nèi)除了錫壓 、南壓、寧波欣達(dá)等少數(shù)企業(yè)能夠自主生產(chǎn)雙螺桿機(jī)頭外，其他大部分企業(yè)都是從國(guó)外進(jìn)口機(jī)頭。未來(lái)幾年，螺桿壓縮機(jī)無(wú)論是在經(jīng)濟(jì)發(fā)展比較快的東部沿海地區(qū)，還是經(jīng)濟(jì)發(fā)展比較緩慢的中西部地區(qū)，需求量增幅都比較大。企 業(yè) 類 別 企業(yè)總數(shù) （家） 銷售額 （億元） 備 注 阿、英、壽、康較早進(jìn)入大陸的企業(yè) 4 約 20 雙螺桿壓縮機(jī)自主供應(yīng)機(jī)頭 其他近幾年進(jìn)入大陸的企業(yè) 約 10 約 4～ 5 雙螺桿壓縮機(jī)自主供應(yīng)機(jī)頭 臺(tái)資企業(yè) 約 5～ 6 約 10 雙螺桿 （ 20%以上進(jìn)口機(jī)頭） 國(guó)有及改制企業(yè) 約 8～ 10 約 4～ 5 雙螺桿 （ 50%以上進(jìn)口機(jī)頭 ） 私營(yíng)企業(yè) 約 60～ 70 約 10 雙螺桿 （ 90%以上進(jìn)口機(jī)頭 ） 單螺桿企業(yè) 約 6～ 7 約 3～ 4 單螺桿自主供應(yīng)機(jī)頭 企業(yè)總數(shù) 約 100 約 50 具有空壓機(jī)許可證的企業(yè) 孫城江：雙吸平衡式雙螺桿壓縮機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 6 表 13中數(shù)據(jù)說(shuō)明這樣做其實(shí)是得不償失的，因?yàn)榇蟛糠謾C(jī)頭轉(zhuǎn)速的設(shè)計(jì)都是有一個(gè)最佳適用范圍。預(yù)計(jì)“十一五”期間對(duì)大中型壓縮機(jī)的總量需求會(huì)比“九五”、“十五”期間的需求增幅更大，尤其是超大型及特種工藝壓縮機(jī)更是如此。隨著轉(zhuǎn)子在機(jī)體內(nèi)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，使工作容積由于齒的侵入或脫開(kāi)而不斷發(fā)生變化，從而周期性地改變轉(zhuǎn)子每對(duì)齒槽間的容積，來(lái)達(dá)到吸氣、壓縮和排氣的目的。值得注意的是，此時(shí)陽(yáng)和陰轉(zhuǎn)子的齒間容積彼此并不連通。圖中：前蓋 軸向定位軸承 徑向定位軸承 前支座 機(jī)械密封 進(jìn)氣口 徑向定位鍵 螺桿 套 主動(dòng)軸 從動(dòng)軸 出氣口 1隔板1螺桿擋圈 1泵體 1并帽 1后支座 1齒輪 1后蓋 1（ 螺桿 套 8 既指主動(dòng)軸 9 上的左、右 螺桿 套，也指從動(dòng)軸 10 的左、右 螺桿 套）。主動(dòng)軸 9 通過(guò)二個(gè)軸向定位軸承 2 和二個(gè)徑向定位軸承 4 固定在前支座 3 和后支座 16 上。因此，其是綠色環(huán)保、減排降耗的高技術(shù)附加值產(chǎn)品，有良好的社會(huì)、環(huán)境效益，是國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策重點(diǎn)扶 持項(xiàng)目。 電動(dòng)機(jī)功率 一般電動(dòng) 機(jī)功率 均滿足 選配大 于軸功 率，電動(dòng) 機(jī)功率 余度為：d? = ，取 d? =，電動(dòng)機(jī)功率 ， idd tpp ??? =（ kw） （ 25） 將電動(dòng)機(jī)功率圓整，取為 150 kw。 系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問(wèn)題 根據(jù)天然氣為易燃易爆混合氣體及輸氣管道長(zhǎng)等特點(diǎn)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)綜合考慮以下因 素： (1)安全問(wèn)題； (2)對(duì)氣體組成應(yīng)有較大的適應(yīng)能力； (3)給出進(jìn)氣溫度變化范圍，防止氣體液化； (4)滿足生產(chǎn)過(guò)程連續(xù)性，適應(yīng)進(jìn)氣壓力的波動(dòng)、適 應(yīng)氣量不穩(wěn)定的變化； (5)現(xiàn)場(chǎng)組裝方便。查《螺桿壓縮機(jī)理論設(shè)計(jì)與應(yīng)用》可知小型噴油螺桿壓縮機(jī)宜采用壓力自動(dòng)供油。從油氣分離器流出的壓縮空氣經(jīng)保壓止回閥進(jìn)入散熱器冷卻，最后送入輸氣管供用戶使用。為滿足在寒冷條件下工作，油箱中設(shè)有油加熱器，當(dāng)油溫低于 15℃（初步設(shè)定，具體溫度與選用的潤(rùn)滑油的粘度性質(zhì)相關(guān)），油加熱器啟動(dòng)自動(dòng)進(jìn)行加熱。當(dāng)排氣壓力緩慢上升到 時(shí)，進(jìn)氣控制閥慢慢開(kāi)啟，當(dāng)排氣壓力升到 時(shí)，進(jìn)氣控制閥全部開(kāi)啟，壓縮機(jī)處 于正常全吸氣狀態(tài)運(yùn)行。 電氣控制系統(tǒng) 壓縮機(jī)的電氣控制系統(tǒng)主要包括自動(dòng)控制系統(tǒng)和自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)。 輔助電路是控制線路中除主電路以外的電路，其流過(guò)的電流比較小。 控制電路 控制電路由電源指示、主機(jī)起停控制、主機(jī)運(yùn)行及運(yùn)行指示、風(fēng)機(jī)啟動(dòng)、排華東交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 氣超溫保護(hù)、減荷控制、減荷信號(hào)指示、排氣超壓保護(hù)與指示、工藝故障報(bào)警與停機(jī)、主機(jī)啟動(dòng)延時(shí)等部分組成。 (3) 控制 電路應(yīng)垂直地繪于兩條水平電源線之間，耗能元件 應(yīng)直接連接在接地 或下方的水平電源線上，各種控制觸頭連接在上方水平線與耗能元件之間。 (8)在電路圖中兩條以上導(dǎo)線的電氣連接處要打一圓點(diǎn)，且每個(gè)接點(diǎn)要標(biāo)一個(gè)編號(hào)，編號(hào)的原則是：靠近左邊電源線的用單數(shù)標(biāo)注，靠近右邊電源線的用雙數(shù)標(biāo)注，通常都是以電器的線圈或電阻作為單、雙數(shù)的分界線，故電器的線圈或電阻應(yīng)盡量放在各行的 — 邊（左邊或右邊）。 （ 4） 考慮到生產(chǎn)的發(fā)展和工藝的改進(jìn)，在選擇 PLC 容量時(shí)，應(yīng) 適當(dāng)留有余量。開(kāi)關(guān)量，變量規(guī)劃實(shí)際上是把 PLC 的I/O 分配給實(shí)際的元器件，給實(shí)際的元器件賦予一定的 PLC 地址。 （ 5）排氣壓力超過(guò) SP2 觸點(diǎn)斷開(kāi) KM4 線圈失電 KA5 線圈得電 KA6 線圈得電 主電機(jī)失電。 2. 利用 Windows 的優(yōu)越性，使操作性飛躍上升能夠?qū)?Excel,Word 等作成的說(shuō)明數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)制，粘貼，并有效利用。 (3) 數(shù)據(jù)制作中發(fā)生錯(cuò)誤況時(shí)，華東交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 會(huì)顯示是什么原因或是顯示消息，所以數(shù)據(jù)制作的時(shí)間能夠大幅度縮短。 振動(dòng)及其監(jiān)測(cè) 由于螺桿壓縮機(jī)依靠轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)氣體的壓縮，轉(zhuǎn)子理論上處于動(dòng)平衡狀態(tài)，因此震動(dòng)很小。天然氣壓縮機(jī)是油氣田生產(chǎn)過(guò)程中重負(fù)荷、連續(xù)工作的關(guān)鍵設(shè)備， 現(xiàn)場(chǎng) 采用在線監(jiān)測(cè)方式，可以長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)設(shè)備每時(shí)每刻的