【正文】 桿身多采用工字形截面且中間鉆一長孔作為油道。 連桿 連桿：連桿是曲軸與活塞間的連接件，它將曲軸的回轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為活塞的往 復(fù)運動，并把動力傳遞給活塞對汽體做功。曲軸在運動時，承受拉、壓、剪切、彎曲和扭轉(zhuǎn)的交變復(fù)合負載，工作條件惡劣，要求具有足夠的強度和剛度以及主軸頸與曲軸銷的耐磨性。 曲軸 曲軸：曲軸是活塞式制冷壓縮機的主要部件之一，傳遞著壓縮機的全部功率。汽缸采用汽缸套結(jié)構(gòu)，安裝在汽缸體上的缸套座孔中，便于當(dāng)汽缸套磨損時維修或更換。 機體 機體：包括汽缸體和曲軸箱兩部分，一般采用高強度灰鑄鐵（ HT2040）鑄成一個整體。這些符號亦稱為型號，單級產(chǎn)品型號主要由氣缸數(shù)目、所用制冷劑的種類、氣缸布置形式與氣缸直徑四個方面的內(nèi)容組成。這就是活塞式制冷壓縮機的理想工作過程與原理。至此，壓縮機完成了一個由吸氣、壓縮和排氣三個過程組成的工作循環(huán)。 排氣過程 活塞繼續(xù)向上移動，致使氣缸內(nèi)的氣體壓力大于排氣壓力，則排氣閥開啟，氣缸內(nèi)的氣體在活塞的推動下等壓排出氣缸進入排氣管道，直至活塞運動到上止點。 壓縮過程 活塞從下止點向上運動，吸、排汽閥處于關(guān)閉狀態(tài)，氣體在密閉的氣缸中被 壓縮，由于氣缸容積逐漸縮小，則壓力、溫度逐漸升高直至氣缸內(nèi)氣體壓力與排氣壓力相等。若對氣體質(zhì)量要求過高，壓縮后氣體的凈化要求繁重。會造成管網(wǎng)或機件的損壞。 活塞式壓縮機的主要缺點： （ 1） 結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，易損件較多，維護，檢修和安裝都比較麻煩 （ 2） 由于往復(fù)慣性力的 限制，轉(zhuǎn)速較低，當(dāng)需要較大排氣量時，其機體龐大，并需要大型設(shè)備基礎(chǔ)，因此，當(dāng)排氣量較大時，不宜采用活塞式壓縮機。 （ 2） 效率高 其效率高于回轉(zhuǎn)式壓縮機和速度式壓縮機，大型活塞式壓縮機的熱效率在80%以上。 （ 3）排氣過程 當(dāng)活塞右移到一定位置時，氣缸內(nèi)的氣體壓力升高到稍高于排氣管中的氣體壓力，氣體便頂開排氣閥進入排氣管中，直到活塞運動到最右端（又叫外止點）為止。同時，因 排氣管中氣體又高于氣缸內(nèi)部的壓力，氣缸內(nèi)氣體無法從排氣管流出，而排氣管中的氣體因排氣閥的止逆作用，也不能進入氣缸內(nèi)。 （ 2）壓縮過程 當(dāng)活塞向右運動時，氣缸內(nèi)工作容積縮小，而氣體壓力逐漸增大。 壓縮機運轉(zhuǎn)時，電動機帶動曲軸作旋轉(zhuǎn)運動，通過連桿使活塞作往復(fù)運動，曲軸旋轉(zhuǎn)一周，活塞往復(fù)運動一次，氣缸內(nèi)相繼實現(xiàn)吸氣，壓縮，排氣的過程，即完成一個工作循環(huán)。如渤西油田陸上終端處理場所用的穩(wěn)定氣體壓縮機為兩列對稱式活 塞壓縮機。它在國民經(jīng)濟各部門中已成為必不可少的關(guān)鍵設(shè)備。這種壓縮機結(jié)構(gòu)緊湊，密封性好，使用方便，振動小、噪音小，廣泛使用在小型自動化制冷和空調(diào)裝置中。 半封閉式制冷壓縮機的結(jié)構(gòu)特點 是：壓縮機與電動機共用一主軸，并共同組裝于同一機殼內(nèi)，但機殼為可拆式，其上開有各種工作孔用蓋板密封。 開啟式制冷壓縮機的結(jié)構(gòu)特征在于：壓縮機的動力輸入軸伸出機體外，通過聯(lián)軸器或皮帶輪與電動機聯(lián)結(jié)，并在伸出處用軸封裝置密封。 活塞式制冷壓縮機，根據(jù)其結(jié)構(gòu)特征，還可分為開啟式、半封閉式和全封閉式三種。立式壓縮機氣缸中心線呈垂直位置而臥式壓縮機氣缸中 心線是水平的。但是由于直流式壓縮機的進汽閥需裝在活塞上，這樣便相對增加了活塞的長度和重量，因而功的消耗就增加、檢修也麻煩，所以目前生產(chǎn)的壓縮機大都采用逆流式。所謂直流式是指制 冷劑蒸氣的運動從吸氣到排氣都沿同一個方向進行，而逆流式，吸氣與排氣時制冷劑蒸氣的運動方向是相反的。但是由于雙作用壓縮機的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，因而目前大都是采用單作用壓縮機。而雙作用壓縮機制冷劑蒸氣輪流在活塞兩側(cè)的氣缸內(nèi)進行壓縮，活塞往返一個行程，吸、排氣各兩次。 按作用方式分類，有單作用壓縮機和雙作用壓縮機。單級壓縮機是指壓縮過程中制冷劑蒸氣由低壓至高壓只經(jīng)過一次壓縮。如果不考慮活塞式壓縮機實際工作中的容積損失和能量損失（即理想工作過程），則活塞式壓縮機曲軸每旋轉(zhuǎn)一周所完成的工作，可分為吸氣、壓縮和壓縮過程、排氣過程。氣量小時用容器裝運，因容器一般體積有限所以為裝運更多的氣體，往往將充氣壓力定得高一些，如天然氣汽車加氣子站氣體轉(zhuǎn)運槽車的運輸壓力是 20MPa，而燃料電池汽車車載氫氣瓶的充裝壓力是 35～ 70MPa。 氣體輸送用壓縮機 氣體輸送有輸送管道和瓶裝輸送兩種方式。 制冷和氣體分離用壓縮機 制冷設(shè)備中需要提高制冷劑的壓力，以將其冷卻成液態(tài)，這需要壓縮機提供約 ～ 12MPa 的壓力。 化工工藝用壓縮機 在化學(xué)工業(yè)中將氣體壓力提高有利于化學(xué)反應(yīng)的進行，提高反應(yīng)速度和產(chǎn)率，并可相應(yīng)減小設(shè)備尺寸，降低工程造價。 動力用壓縮機 利用壓縮空氣驅(qū)動各種工具和器械已經(jīng)應(yīng)用的非常廣泛，如風(fēng)鎬、風(fēng)鉆、氣力扳手、造型機、車輛制動、儀表控制等。 表 42 壓縮機按功率大小分類 名稱 功率 /kW 一般配用電源 /V 小型壓縮機 ﹤ 5 220 中型壓縮機 5～ 450 380 大型壓縮機 ≥ 450 3000 或 6000 資料來源：李云 姜培正 .過程流體機械 [M].北京： 化學(xué)工業(yè)出版社， 20xx. 壓縮機分類 命名 壓縮機按結(jié)構(gòu)或工作特征分類和命名見 表 43. 表 43 壓縮機按結(jié)構(gòu)或工作特征分類和命名 按工作原理 按工作腔中運動件或氣流工作特征 按工作腔中運動件結(jié)構(gòu)特征 容積式 往復(fù)式 活塞式 柱塞式 隔膜式 回轉(zhuǎn)式 雙螺桿（螺桿）式 單螺桿式 渦旋式 羅茨式 劃片（旋葉）式 滾動活塞（轉(zhuǎn)子）式 螺旋葉片式 單齒轉(zhuǎn)子式 液環(huán)（液體活塞）式 三角轉(zhuǎn)子（汪科爾）式 動力式 離心式 葉輪（透平）式 軸流式 漩渦式 噴射式 噴射泵 資料來源：李云 姜培正 .過程流體機械 [M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 20xx. 壓縮機的用途 壓縮機的用途極為廣泛，遍布工農(nóng) 業(yè)、交通運輸業(yè)、國防甚至生活的各個領(lǐng)域。 單級壓縮機 —— 氣體僅通過一次工作腔或葉輪壓縮； 兩級壓縮機 —— 氣體順次通過兩次工作腔或葉輪壓縮； 多級壓縮機 —— 氣體順次通過多次工作腔或葉輪壓縮，相應(yīng)通過幾次便是幾級壓縮機。而在動力式壓縮機中，往往經(jīng)過兩次或兩次以上葉輪壓縮后，才進入冷卻器進行冷卻，把每進行一次 冷卻的數(shù)個壓縮“級”合成為一個“段”。對于進氣壓力高于 的壓縮機，特稱為“增壓壓縮機”，化工廠中常用的循環(huán)氣壓增機即為增壓壓縮機的一種。動力式壓縮機工作的理論基礎(chǔ)是反映流體靜壓與動能守恒關(guān)系的流體力學(xué)伯努利方程。動力式壓縮機首先使氣體流動速度提高，即增加氣體分子的 動能，然后使氣流速度有序降低，使動能轉(zhuǎn)化為壓力能，與此同時氣體容積也相應(yīng)減小，其特點是壓縮機具有驅(qū)使氣體獲得流動速度的葉輪。容積式壓縮機直接對一可變?nèi)莘e工作腔中的氣體經(jīng)行壓縮，使該部分氣體的容積縮小、壓力提高，其特點是壓縮機具有容積可周期變化的工作腔。壓縮機的種類和形式很多，不同壓縮機的結(jié)構(gòu)和特點差別很大，因而其適用的場合、性能、造價、尺寸重量等指標(biāo)也相差甚遠。 產(chǎn)品可做的范圍：排氣量從3 壓縮機概述 用來壓縮氣體借以提高氣體壓力的機械稱為壓縮機，也稱“壓氣機”或“氣泵”，一般提升壓力小于 時稱作鼓風(fēng)機，提升壓力小于 時稱為通風(fēng)機。 西門子 PLC 控制系統(tǒng)，自動化程度高，遠程控制方便。 寬范圍進氣，適應(yīng)范圍廣。 氣閥、活塞環(huán)等易損件采用國外先進產(chǎn)品，使用壽命達 8000小時以上。與現(xiàn)有天然氣加氣站用壓縮機相比，不僅簡化了結(jié)構(gòu)， 而且提高了壓縮機運轉(zhuǎn)的平穩(wěn)性，降低了能耗，并可得到無油污染的壓縮天然氣。 2 VW7/3 天然氣壓縮機的特點及應(yīng)用 天然氣壓縮機的構(gòu)造原理： 天然氣加氣站用壓縮機，構(gòu)件主要包括電機、曲軸連桿機構(gòu)、氣缸、活塞。但進口壓縮機的價格要給國產(chǎn)的壓縮機的成套價格高 52%，而且配件供應(yīng)有保證。目前車用天然氣壓縮機技術(shù)已日趨成熟，技術(shù)性能已達到國際水平，制造和生產(chǎn)的水平已接近國際水平。生產(chǎn)的壓縮機類型按其總體結(jié)構(gòu)而言，可分為總體式和分體式兩大系列。 天然氣壓縮機的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 目前，國外天然氣壓縮機的主要生產(chǎn)廠家，主要集中在美國。目前天然氣消費在世界能源消費結(jié)構(gòu)中的比重已達 35%，成為僅次于石油的第二大能源。所以無論是直接燃燒，還是用來開車或發(fā)電，都將會受到人們的歡迎。1 緒論 引言 隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，人類與天然氣的關(guān)系越來越密切。正如大家所知道的，天然氣能源是一種十分干凈，優(yōu)質(zhì)，方便，高效的能源。經(jīng)過測定，天然氣的熱效應(yīng)和熱值不僅高于煤炭的熱值，而且也高于石油的。天然氣廣泛用于商業(yè)及民用熱水器，燃灶具，制冷及采暖，也用于冶金，造紙，陶瓷，采石，玻璃等行業(yè)，還用于干燥脫水處理及廢料燃燒 天然氣汽車的一氧化碳，碳氫化合物與氮 氧化合物的排放量都大大的低于汽油，柴油發(fā)電機的汽車，不磨損，不積碳，運營費用低，是一種新型環(huán)保的汽車，未來的發(fā)展前景非?？捎^。以庫伯公司，艾里爾公司，和德萊賽蘭公司等為代表。總體來看，目前國內(nèi)生產(chǎn)的壓縮機產(chǎn)品的供需情況是：一般用微型壓縮機和往復(fù)式活塞壓縮機，這兩種壓縮機的生產(chǎn)力都大于市場需要，快速發(fā)展的微型壓縮機主要依賴于以出口為主的生產(chǎn)模式，工藝用的壓 縮機盡管有了較快的發(fā)展，但在其技術(shù)水平和制作能力，特別是在產(chǎn)品的性能穩(wěn)定性，可靠性方面與國際先進水平有一定差距，不能滿足國家重點工程建設(shè)的需要。進口及國產(chǎn)的同類型壓縮機性能與中國產(chǎn)壓縮機的易損件壽命比進口的產(chǎn)品低，國產(chǎn)材料加工水平?jīng)]有跟上是主要的原因。因此選用國產(chǎn)壓縮機投資和運行維護費用比較低。氣體的壓縮級數(shù)為三級或四級，連桿、氣缸與活塞組成的列數(shù)為兩列，同一列的不同級的氣缸之間不設(shè)置平衡段缸且采用倒級差組合結(jié)構(gòu)，每一列中的氣缸填料與活塞環(huán)為自潤滑材料環(huán)。 天然壓縮機的特點 : 采用德國曼內(nèi)斯曼德馬格公司技術(shù)，產(chǎn)品可靠性高。 軟啟動，允許壓縮機頻繁啟動和停機。 整體撬裝結(jié)構(gòu)，噪音低，易于城區(qū)安裝，節(jié)省投資。 可以選擇風(fēng)冷、混冷、水冷三種冷卻方式。根據(jù)壓縮氣體的原理， 壓縮機可分為“容積式”和“動力式”兩大類。 4 壓縮機的分類與命名 按工作原理分類 按工作原理，壓縮機可分為“容積式”和“動力式”兩大類。容積式壓縮機工作的理論基礎(chǔ)是反映氣體基本狀態(tài)參數(shù) p、 V、 T 關(guān)系的氣體狀態(tài)方程。動力式壓縮機在中國個別文獻中稱為“速度式”或“葉輪式”壓縮機。 按排氣壓力分類 見 表 41，按排氣壓力分類時，壓縮機的進氣壓力為大氣壓力或小于 。 表 41 按排氣壓力對壓縮機分類 名稱 排氣表壓 風(fēng)機 通風(fēng)機 ﹤ 15kMa 鼓風(fēng)機 ～ 壓縮機 低壓壓縮機 ﹥ ～ 中壓壓縮機 ﹥ ～ 10MPa 高壓壓縮機 ﹥ 10～ 100MPa 超高壓壓縮機 ﹥ 100MPa 資料來源：李云 姜培正 .過程流體機械 [M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 20xx. 按壓縮級數(shù)分類 在容積式壓縮機中，每經(jīng)過一次工作腔壓縮后，氣體便進入冷卻器中進行一次冷卻，這稱為一級。在日本把容積式壓縮機的“級”稱為“段”，中國個別地區(qū)、個別文獻受此影響，也把“級稱為“段”。 按功率大小分類 壓縮機按功率大小分類見 表 42。 按照氣體被壓縮的目的，大致可區(qū)分為如下四類。紡織工業(yè)中利用壓 縮空氣吹送緯線以替代梭子，食品和制藥工業(yè)用壓縮空氣攪拌漿液，中大型發(fā)動機用壓縮空氣啟動，高壓空氣爆破采煤，魚雷發(fā)射，潛艇沉浮等，這些場合軍需用到不同壓力的壓縮空氣，具有安全、可靠、方便、潔凈等優(yōu)點。如化肥生產(chǎn)中的合成氨工藝要使氫 氣和氮氣早 15～ 100MPa 的壓力下反應(yīng)，尿素生產(chǎn)需要在 21MPa 下使二氧化碳和氨氣產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，而由乙烯聚合生產(chǎn)塑料的工藝則需要高達 280MPa 的壓 力，石油加氫精煉則需要 7～ 32MPa 的壓力。在氣體分離工業(yè)（如空氣），需要用壓縮機先將混合氣體提高壓力，然后進行冷卻和膨脹降溫并變成液態(tài)，最后利用不同組分沸點差將其蒸發(fā)分離。氣量大時由管道輸送，此時壓縮氣體的目的是提高其體壓力以克服流動過程中的管道阻力，并使較小的管徑輸送盡可能多的氣體，如天然氣的管道輸送需要 1～ 10MPa 的壓力。 5 活塞式壓縮機簡介 活塞式壓縮機的工作是氣缸、氣閥和在氣缸中作往復(fù)運動的活塞所構(gòu)成的工作容積不斷變化來完成。 活塞式壓縮機分類 按壓縮級數(shù) 分類，有單級壓縮和兩級壓縮。而所謂的兩級壓縮機，壓縮過程中制冷劑蒸氣由低壓至高壓要連續(xù)經(jīng)過兩次壓縮。其制冷劑蒸氣僅在活塞的一側(cè)進行壓縮，活塞往返一個行程，吸氣排氣各一次。所以同樣大小的氣缸，雙作用壓縮機的吸氣量較單作用的大。 按制冷劑蒸氣在氣 缸中的運動分類，有直流式和逆流式。從理論分析來看，直流式與逆流式相比，由于蒸氣在氣缸中溫度及比容的變化較少，故直流式性能較好。 按氣缸中心線的位置分類，有立式壓縮機、臥式壓縮機、Ｖ型、Ｗ型和Ｓ型壓縮機等。Ｖ型、Ｗ型和Ｓ型是高速、多缸、現(xiàn)代型壓縮機，其速度一般為 960～ 1440轉(zhuǎn)／分，氣缸數(shù)目多為２、 8 四種，其中，字母表示氣缸的排列形式。雖然構(gòu)造各異，但它們之間也有許多共同之處，只是其結(jié)構(gòu)特征不同。目前，氨壓縮機和容量較大的氟利昂