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文檔簡介
1、空壓機基礎(chǔ)培訓(xùn)工程部:周文廣,一、空壓機基礎(chǔ)知識 空壓機用途、分類、結(jié)構(gòu)、原理 二、斯可絡(luò)空壓機基本結(jié)構(gòu) 系統(tǒng)流程、工作原理,一、空壓機基礎(chǔ)知識1.空壓機的用途,1.1動力用壓縮機 壓縮空氣作為動力風(fēng)源,具有安全、經(jīng)濟效率高的特點,在礦山、建筑等機械行業(yè)中用來驅(qū)動各種風(fēng)動工具,如風(fēng)鎬、風(fēng)鉆、氣動板手等; 壓縮空氣用于控制儀表及自動化裝置,如機械加工中心的刀具更換、噴涂等; 紡織工業(yè)中的輸送; 采礦: 油田注氣、爆破采煤; 氣體輸送:煤氣/天然氣; 1.2工業(yè)用壓縮機 化學(xué)工業(yè):合成氨/尿素,高壓聚乙烯; 石油煉制:脫硫,石油裂化催化; 1.3制冷和氣體分離用壓縮機,2.空壓機分類,2.1按工作
2、原理分為: 容積式壓縮機-利用可變?nèi)莘e來提高氣體壓力 動力式(速度式)壓縮機-將氣體動能轉(zhuǎn)化為壓力能,即將氣體速度轉(zhuǎn)化為壓力。 2.2按排氣壓力分為: 低壓壓縮機0.21.0MPa 中壓壓縮機1.010MPa 高壓壓縮機10100MPa 超高壓壓縮機100MPa,2.3按排氣量分為: 微型壓縮機10=100 m3/min,2.空壓機分類,2.空壓機分類2.4按工作原理分為:,3.壓縮機的基本結(jié)構(gòu)與特點,3.壓縮機的基本結(jié)構(gòu)與特點,3.壓縮機的基本結(jié)構(gòu)與特點,可靠性高,無故障運行時間可達(dá)4-8萬小時; 振動小、噪聲低,不需要基礎(chǔ); 機器體積小、重量輕; 排氣平穩(wěn)、沒有氣流脈動; 結(jié)構(gòu)簡單、維修方
3、便; 排氣量和排氣壓力適應(yīng)性差,最小流量和最高壓力不能同時滿足。,3.壓縮機的基本結(jié)構(gòu)與特點,確保潤滑油的性能。壓縮腔內(nèi)噴油,螺桿轉(zhuǎn)子不直接接觸,陽轉(zhuǎn)子通過油膜帶動陰轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)嚙合 。因此潤滑油的性能好壞直接影響轉(zhuǎn)子的工作狀況與壽命。 潤滑油的作用:潤滑、密封、冷卻、消聲。 注入的潤滑油可在轉(zhuǎn)子之間形成油膜,陰轉(zhuǎn)子可直接由陽轉(zhuǎn)子帶動,無需借助高精度的同步齒輪。 噴入的潤滑油可以增加轉(zhuǎn)子與機殼和轉(zhuǎn)子與轉(zhuǎn)子之間的氣密性。 潤滑油可減低因高頻壓縮所產(chǎn)生的噪音。 潤滑油具有冷卻作用,保證機組具有較高的單級壓縮比。單級壓比能達(dá)到13。 必須設(shè)置高效的進氣過濾器、油氣分離裝置、油冷卻器:保證油的循環(huán)使用與供
4、應(yīng)氣體的品質(zhì)。 必須控制排氣溫度適中:排溫不能過高也不能過低。,4.壓縮機的工作原理,4.1吸氣過程: 螺桿式進氣側(cè)的吸氣口,必須設(shè)計得使壓縮室可以充分吸氣,而螺桿式壓縮機并無進氣與排氣閥組,進氣只靠一調(diào)節(jié)閥的開啟、關(guān)閉調(diào)節(jié),當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時,主副轉(zhuǎn)子的齒溝空間在轉(zhuǎn)至進氣端壁開口時,其空間最大,此時轉(zhuǎn)子的齒溝空間與進氣口的自由空氣相通,因在排氣時齒溝的空氣被全數(shù)排出,排氣完了時,齒溝乃處于真空狀態(tài),當(dāng)轉(zhuǎn)到進氣口時,外界空氣即被吸入 ,沿軸向流入主副轉(zhuǎn)子的齒溝內(nèi)。當(dāng)空氣充滿整個齒溝時,轉(zhuǎn)子的進氣側(cè)端面轉(zhuǎn)離了機殼的進氣口,在齒溝間的空氣即被封閉,以上為,進氣過程。,4.壓縮機的工作原理,4.壓縮機的工
5、作原理,4.2封閉及輸送過程: 主副兩轉(zhuǎn)子在吸氣終了時,其主副轉(zhuǎn)子齒峰會與機殼閉封,此時空氣在齒溝內(nèi)封閉不再外流,即封閉過程。兩轉(zhuǎn)子繼續(xù)轉(zhuǎn)動,其齒峰與齒溝在吸氣端吻合,吻合面逐漸向排氣端移動,此即輸送過程。,4.壓縮機的工作原理,4.壓縮機的工作原理,4.3壓縮及噴油過程: 在輸送過程中,嚙合面逐漸向排氣端移動,亦即嚙合面與排氣口間的齒溝間漸漸減小,齒溝內(nèi)的氣體逐漸被壓縮,壓力提高,此即壓縮過程。而壓縮同時潤滑油亦因壓力差的作用而噴入壓縮室內(nèi)與空氣混合。,4.壓縮機的工作原理,4.4排氣過程: 當(dāng)轉(zhuǎn)子的嚙合端面轉(zhuǎn)到與機殼排氣相通時,(此時壓縮氣體壓力最高)被壓縮的氣體開始排出,直至齒峰與齒溝的
6、嚙合面移至排氣端面,此時兩轉(zhuǎn)子嚙合面與機殼排氣口的齒溝空間為零,即完成(排氣過程),在此同時轉(zhuǎn)子嚙合面與機殼進氣口之間的齒溝長度又達(dá)到最長,其吸氣過程又在進行 。,4.壓縮機的工作原理,5.名詞解釋,5.1容積流量qV:(俗稱排氣量和輸氣量)指單位時間內(nèi)進入壓縮機吸氣口的氣體容積值(包含冷凝水的折算)。 影響因素:進氣壓力、進氣溫度、相對濕度等進口狀態(tài)和排氣壓力及冷卻條件(如海拔高度) 公稱容積流量:(銘牌標(biāo)注)特定的進氣壓力、進氣溫度、排氣壓力及冷卻條件下所測得的流量。 標(biāo)準(zhǔn)容積流量qVm:折算到標(biāo)準(zhǔn)吸氣狀態(tài)的流量(不計入冷凝水的折算)(相當(dāng)于干空氣質(zhì)量),單位 NM3/min。 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài):
7、(1)化工計算,壓力為1.013105Pa(760mmHg)、溫度為273K;(2)空氣動力計算,以海平面的平均壓力與溫度,即1.013105Pa(760mmHg)、溫度為15為準(zhǔn);用p0,T0表示。 換算公式: qVm/ qV= p0 . T /(p. T0) 海拔高度對壓縮機容積流量與功率的影響(排氣壓力為0.7barG的空壓機),5.名詞解釋,5.2排氣壓力:測得的機組出口供氣壓力(表壓)。單位:bar,MPa。 影響因素:用戶管路中的背壓(工作壓力)大小及后處理設(shè)備與管路損失。 排氣壓力升高對功率消耗的影響: 壓力每升高1bar消耗功率增加約6%左右。 工作壓力:用戶設(shè)備的實際使用壓力
8、,工作壓力直接影響到功率的消耗量。 供氣管路各部分損失分析舉例:,噴油機壓力損耗 以儀表氣為例,New Unit 7.7 bar,PRESSURE DROP IN A 7.5 bar compressor package,Inlet filter,Inlet valve,Check valve,Oil separator,aftercooler,Water separator,dryer,DD/oil removal,PD/fine filter,QD/active carbon,0.2 bar,0.2 bar,0.2 bar,0.3 bar,0.1 bar,0.8 bar,6.7 bar,A
9、FTER ONE YEAR or less,7.5 bar,Control point,OIL INYECTED SOLUTION,5.名詞解釋,5.3比功率 指壓縮機在單位時間內(nèi)吸入單位氣量所消耗的功率,通常用Kw/M3/min表示,在相同的排氣壓力下比功率越小,既耗功越少。,二、斯可洛空壓機基本結(jié)構(gòu),1.系統(tǒng)流程圖,1.1 SCR10-30,1.2 SCR40-06,1.3 SCR75-340,2.空氣流程,空氣由空氣濾清器濾去塵埃之后,經(jīng)由進氣閥進入主壓縮室壓縮;并與潤滑油混合,與油混合的壓縮空氣進入油氣桶,再經(jīng)由油細(xì)分離器、壓力維持閥、后部冷卻器,氣水分離器,最終送入使用系統(tǒng)中。,2.
10、空氣流程,2.1空氣過濾器 空氣過濾器為一干式紙質(zhì)過濾器,過濾紙細(xì)孔度約為10um左右,通常每1000小時應(yīng)取下清除表面的塵埃,清除的方法是使用低壓空氣將塵埃由內(nèi)向外吹除。空氣過濾器上裝有一壓差控測器,如果顯示面板上顯示空氣濾清器堵塞,即表示空氣過濾器必須清潔或更換。,2.空氣流程,2.空氣流程,2.2進氣閥(Suction Valve) a. 起動時,進氣閥位于關(guān)閉狀態(tài),使壓縮機在低負(fù)載下起動,減輕了電機起動時的負(fù)載;便于電機的正常工作。同時HOERBIGER進氣閥本體所帶有的空載進 氣小孔,避免了壓縮機體內(nèi)的過真空。并能盡快建立系統(tǒng)所需氣壓。 b. 空車、重車轉(zhuǎn)換壓縮機起動后,進氣閥打開。
11、壓縮機即轉(zhuǎn)換為重車狀態(tài)即正常工作狀態(tài)。 c. 停機自動卸壓及止回功能停機后HOERBIGER進氣閥能快速卸除油氣桶的氣壓,使下次起動電機不至過載;同時能防止油氣桶內(nèi)壓縮空氣倒流,造成轉(zhuǎn)子反轉(zhuǎn)及含油空氣從空氣濾清器中噴出。,2.空氣流程,2.空氣流程,2.空氣流程,2.3感溫探頭 在失水、失油、水量不足、油量不足等情況下,均有可能會導(dǎo)致排氣溫度過高,當(dāng)排氣溫度達(dá)到所設(shè)定之溫度值時,則系統(tǒng)會自動停機。跳機溫度一般設(shè)定在105-110,液晶面板上可讀出排氣溫度。 2.4油氣桶 油氣桶桶側(cè)裝有油位指示計,靜態(tài)潤滑油的油位應(yīng)在油位計的高油位線與低油位線之間。油桶下裝有泄油閥,每次啟動前應(yīng)略為扭開泄油閥以
12、排除油氣桶內(nèi)的凝結(jié)水,請注意:一旦有油流出,立即關(guān)閉該泄油閥,以免有過多的潤滑油流出。桶上開有加油孔,可供加油用。,2.空氣流程,2.空氣流程,2.空氣流程,2.5安全閥(Safety Valve) 當(dāng)系統(tǒng)壓力設(shè)定不當(dāng)或失靈而使油氣桶內(nèi)壓力比設(shè)定排氣壓力高出0.1Mpa以上時,安全閥即會跳開,使壓力降至設(shè)定排氣壓力以下。安全閥于出廠前已經(jīng)過調(diào)整,請勿隨意調(diào)整。,2.空氣流程,2.6泄放閥(Vent Valve) SCR30(含)以下機型泄放閥為二通常閉電磁閥,SCR40340W泄放閥為機械式放空閥,當(dāng)停機或空車時,此閥即打開,排出桶內(nèi)的壓力,以確保壓縮機能在無負(fù)載之的情況下起動或空負(fù)荷運轉(zhuǎn) 。
13、,2.空氣流程,2.空氣流程,2.7壓力維持閥(Minimum Pressure Valve) 位于油氣桶上方油細(xì)分離器出口處,開啟壓力設(shè)定于0.45Mpa左右,壓力維持閥的功能為: A. 起動時優(yōu)先建立起潤滑油所需的循環(huán)壓力,確保機體的潤滑。 B. 于壓力超過0.45Mpa之后方可開啟,可降低流過油細(xì)分離器的空氣流速,除確保油細(xì)分離器效果之外,并可保護油細(xì)分離器免因壓差太大而受損。,2.空氣流程,2.空氣流程,2.空氣流程,2.8容調(diào)閥 當(dāng)系統(tǒng)壓力逐漸上升時,首先達(dá)到反比例閥的設(shè)定壓力,則空氣經(jīng)過量會逐漸減少使得伺服氣缸的壓力降低,并因此使得進氣蝶閥的開啟角度變小,從而減少進氣量,此時系統(tǒng)已
14、經(jīng)開始容調(diào)。若壓力持續(xù)上升則蝶閥開啟越接近水平角度,反之若系統(tǒng)壓力降低,則經(jīng)過反比例閥的氣量越大,直到低于比例閥的設(shè)定值,則容調(diào)動作停止。,2.空氣流程,2.空氣流程,2.空氣流程,2.9后冷卻器(After Cooler) A. 若為風(fēng)冷式的冷卻器,用冷卻風(fēng)扇將冷空氣抽入,通過冷卻器而冷卻壓縮空氣。其排氣溫度一般在(大氣溫度+15)以下。風(fēng)冷式的空壓機對環(huán)境溫度條件較敏感,選擇放置場所時,最好注意環(huán)境的通風(fēng)條件。 B. 若為水冷式的機型,則使用管殼式冷卻器,用冷卻水來冷卻壓縮空氣。其排氣溫度在40以下(冷卻水入口水溫最高不得超過35)。水冷式空壓機對環(huán)境溫度條件不敏感,且較易控制其排氣溫度,
15、若冷卻水水質(zhì)太差,則冷卻器易結(jié)垢而阻塞。必須特別注意。,3.潤滑油流程,由于油氣桶內(nèi)的壓力,將潤滑油壓入油冷卻器在冷卻器中將潤滑油加以冷卻之后,經(jīng)過油過濾器除去雜質(zhì)顆粒,然后分成二路,一路由機體下端噴入壓縮室,冷卻壓縮空氣,另一路通到機體的兩端,用來潤滑軸承組及傳動齒輪,而后(各部之潤滑油)再聚集于壓縮腔中,隨壓縮空氣排出。與油混合的壓縮空氣進入油氣桶,分離一大部分的油,其余的含油霧空氣再經(jīng)過油細(xì)分離器,濾去所余的油,經(jīng)壓力維持閥進入后部冷卻器冷卻,即可送至使用系統(tǒng)。,3.潤滑油流程,3.1 油冷卻器(Oil Cooler) 油冷卻器與空氣后冷卻器的冷卻方式相同,有風(fēng)冷與水冷二種冷卻方式。若環(huán)
16、境狀況不佳,則風(fēng)冷式冷卻器(radiator)之翅片易受灰塵覆蓋而影響冷卻效果,排氣溫度會過高而致跳機。因此每一相當(dāng)時期,即應(yīng)用低壓的壓縮空氣將翅片表面的灰塵吹掉,若無法吹干凈則必須以溶劑來清洗,務(wù)必保持冷卻器散熱表面干凈。管殼式冷卻器在堵塞時,必須以特殊藥水浸泡,且以機械方式將堵塞在管內(nèi)的結(jié)垢清除,務(wù)必確定完全清洗干凈。,3.潤滑油流程,3.2油過濾器(Oil Fiter) 油過濾器是一種紙質(zhì)的過濾器,其功能乃是除去油中雜質(zhì)如金屬微粒,油的劣化物等,過濾精度在5u-10u之間,對軸承及轉(zhuǎn)子有完善的保護作用,是否應(yīng)當(dāng)更換油過濾器可由其壓差指示來判斷,如果壓差指示燈亮,表示油過濾器阻塞,必須更換
17、。新機第一次運轉(zhuǎn) 500 小時之后即需更換油及油過濾器,爾后則依壓差指示燈亮而更換。若油過濾器壓差大而沒更換,則可能導(dǎo)致進油量不足,而排氣高溫跳機同時因油量不足會影響到軸承壽命。,3.潤滑油流程,3.潤滑油流程,3.3油細(xì)分離器(Oil Separator) 油細(xì)分離器濾芯是用多層細(xì)密的玻璃纖維制成,壓縮空氣中所含的霧狀油氣經(jīng)過油細(xì)分離器后幾乎可被完全濾去。正常運轉(zhuǎn)下,油細(xì)分離器可使用約3000小時。唯潤滑油的油品及周圍環(huán)境的污染程度對其壽命影響甚大,如果環(huán)境污染甚為嚴(yán)重,可考慮加裝前置空氣過濾器;至于潤滑油的選擇,必須采用本公司螺桿空壓機專用高級潤滑油,最 忌使用假油或再制油。油細(xì)分離器出口
18、裝有安全閥及壓力維持閥,壓縮空氣由 此引出,通至后冷卻器。經(jīng)細(xì)分離器所濾過的油集中于中央的小圓凹槽內(nèi),再由一回油管回流至機體進 口側(cè),可避免已被過濾的潤滑油再隨空氣排出。,3.潤滑油流程,3.潤滑油流程,3.潤滑油流程,3.4溫控閥(Thermostatic Valve) 冷卻器前方裝有一溫控閥,其功能是維持排氣溫度在壓力露點溫度以上。剛開機時,潤滑油溫度低,此時溫控閥會自動把回流的回路打開,油則不經(jīng)過油冷卻器而進入機體內(nèi)。若油溫升高到71以上則閥慢慢打開,至85時全開,此時油會全部經(jīng)過油冷卻器再進入機體內(nèi)。,3.潤滑油流程,4.冷卻系統(tǒng),4.1風(fēng)冷式機型 冷空氣經(jīng)由一循環(huán)風(fēng)扇抽入,吹過冷卻器
19、的散熱翅片,與壓縮空氣及潤滑油做熱交換,達(dá)到冷卻之效果。此冷卻系統(tǒng)的最高允許環(huán)境溫度為45,超過則系統(tǒng)即有引起跳閘的可能,如放置場所在高溫鍋爐邊等。 4.2水冷式機型 冷卻水的水溫設(shè)計基準(zhǔn)為32,所以冷卻水循環(huán)系統(tǒng)設(shè)計必須特別注意。尤其是冷卻水水質(zhì)必須符合一般工業(yè)用水標(biāo)準(zhǔn)以上才可,盡量避免使用地下水。若水質(zhì)差則冷卻水塔須定期加清洗劑來清洗沉積物,以免影響冷卻器的效率及壽命。冬季時,常溫在冰點以下地區(qū),機組停機后,必須將冷卻器中的冷卻水排放干凈。,5.控制系統(tǒng),5.控制系統(tǒng),5.1電動機起動 在此期間,(三相)電磁閥不得電,進氣閥全閉,放空閥全開,此時進氣側(cè)成高度真空,壓縮機及軸承所需之潤滑油,
20、由壓縮室與油氣桶內(nèi)的壓力差所確保。 5.2電動機全壓運動轉(zhuǎn) 控制切入全運轉(zhuǎn)后,(三相)電磁閥得電,油氣桶中的壓力逐漸升高,當(dāng)油氣桶內(nèi)壓力逐漸上升到0.15Mpa以上時,進氣閥全開,因此油桶內(nèi)的壓力迅速增高,壓縮機開始全負(fù)荷運轉(zhuǎn),當(dāng)壓力升至0.450.50Mpa時,最小壓力維持閥全開,空氣輸出。,5.控制系統(tǒng),5.3重負(fù)荷/無負(fù)荷操作 當(dāng)排氣壓力達(dá)到系統(tǒng)設(shè)定上限時,切斷電源,(三相)電磁閥關(guān)閉,因而進氣閥亦關(guān)閉,同時泄放閥全開,將油氣桶內(nèi)空氣排至大氣中,此時壓縮機在無負(fù)荷狀態(tài)下運轉(zhuǎn),其所需的潤滑油即由壓縮室與油氣桶內(nèi)壓力之差所確保。待管路系統(tǒng)的壓力降至系統(tǒng)設(shè)定之下限時,再接通電源,(三相)電磁閥再次開啟,進氣閥亦全開,同時泄放閥關(guān)閉,壓縮機再負(fù)載運轉(zhuǎn)。,5.控制系統(tǒng),5.4 容調(diào)操作(SCR40300W) 當(dāng)排氣壓力逐漸上升,未達(dá)到系統(tǒng)設(shè)定之上限值時,首先到達(dá)比例閥 的設(shè)定壓力,使得進氣閥逐漸關(guān)小。此時系統(tǒng)已經(jīng)開始容調(diào)。若壓力持續(xù)上升則進氣閥逐漸關(guān)閉,直至完全關(guān)閉。反之若系統(tǒng)壓力逐漸
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