螺杆式空气压缩机毕业论文.doc
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1、 河北化工医药职业技术学院毕业论文螺杆式空气压缩机作者姓名: 专业班级 化工设备维修技术 学 号 29 指导教师 成 绩 2012 年11月摘 要 螺杆式空气压缩机是喷油单级双螺杆压缩机,分为单螺杆式空气压缩机及双螺杆式空气压缩机,采用高效带轮传动,带动主机转动进行空气压缩,通过喷油对主机内的压缩空气进行冷却,主机排出的空气和油混合气体经过粗、精两道分离,将压缩空气中的油分离出来,最后得到洁净的压缩空气。冷却器用于冷却压缩空气和油。具有优良的可靠性能,振动小、噪声低、操作方便、易损件少、运行效率高是其最大的优点。螺杆压缩机是容积式压缩机中的一种,空气的压缩是靠装置于机壳内互相平行啮合的阴阳转子
2、的齿槽之容积变化而达到。转子副在与它精密配合的机壳内转动使转子齿槽之间的气体不断地产生周期性的容积变化而沿着转子轴线,由吸入侧推向排出侧,完成吸入、压缩、排气三个工作过程。 关键词 : 结构、 维护 、运行 目录第1章、螺杆式空气压缩机结构组成.61、冷却与润滑系统.62、分离系统.63、控制与安全保护系统.64、微电脑操作系统.7第2章、螺杆式压缩机的分类92.1喷油螺杆空气压缩机92.2喷油螺杆制冷压缩机92.3喷油螺杆工艺压缩机102.4干式螺杆压缩机102.5喷水螺杆压缩机102.6其他螺杆式机械11第3章、螺杆式压缩机的特点.12第4章、螺杆空气压缩机工作原理: .13第5章、螺杆式
3、空气压缩机的工作过程155.1吸气阶段155.2压缩阶段155.3排气阶段15第6章、双螺杆空压机的工作流程16第7章、螺杆式空气压缩机故障处理及保养维护167.1油管路167.2油过滤器177.3油气分离器滤芯187.4冷却润滑油187.5保护性停机系统197.6空气滤清器滤芯197.7油冷却器、后冷却器208.8带轮部件.178.9故障及原因.17 8.10定期保养和维护.17 8.11清洁冷却器.18 8.12排放冷凝水.18 8.13安全阀.18 8.14压缩机补油.19. 第8章、螺杆式压缩机的发展方向17致谢20参考文献21 前言螺杆式压缩机的发展历史 20 世纪 30 年代,瑞典
4、工程师 Alf Lysholm 在对燃气轮机进行研究时,希望找到一种作 回转运动的压缩机,要求其转速比活塞压缩机高得多,以便可以由燃气轮机直接驱动,并且不 会发生喘振。为了达到上述目标,他发明了螺杆压缩机。 在理论上,螺杆压缩机具有他所需要的特点,但由于必须具有非常大的排气量,才能满 足燃气轮机工作的要求,螺杆压缩机并没有在此领域获得应用。尽管如此,Alf Lysholm 及 其所在的瑞典 SRM 公司,对螺杆压缩机在其它领域的应用,继续进行了深入的研究。 1937 年,Alf Lysholm 在 SRM 公司研制成功了两类螺杆压缩机试验样机,并取得了令 人满意的测试结果。 1946 年, 位
5、于苏格兰的英国 James Howden 公司, 第一个从瑞典 SRM 公司获得了生产 螺杆压缩机的许可证。 随后,欧洲、美国和日本的多家公司也陆续从瑞典 SRM 公司获得了这种许可证,从事 螺杆压缩机的生产和销售。最先发展起来的螺杆压缩机是无油螺杆压缩机。 1957 年喷油螺杆空气压缩机投入了市场应用。 1961 年又研制成功了喷油螺杆制冷压缩机和螺杆工艺压缩机。 过随后持续的基础理论研究和产品开发试验, 通过对转子型线的不断改进和专用转子加 工设备的开发成功,螺杆压缩机的优越性能得到了不断的发挥。在煤矿,井下巷道的开拓,以及少数使用风动工具的地点,都少不掉压缩空气源。目前,在淮北矿区,乃至
6、全国煤矿系统,仍然还有相当一部分活塞式老空压机在正常的生产中投入运行着。这类空压机,最显著的特点是能耗高、效率低、噪音大,维护工作量大。活塞型连杆式空压机,多为70 年代的产品。它在造气的过程中,由于活塞的往复运动,其惯性力非常大,转速不能太高,致使机器体积大而笨重。其能耗非常高、噪音特别大、排气温度也高(一般均在140左右,夏季容易出现风包超温现象),工作效率也非常低,而且结构复杂、易损件较多。它的吸排气阀等部件,最容易损坏。维护工作量大,操作劳动强度大。这种空压机多配用同步电动机为动力,采用同步电动机可控励磁。这种设备已相对比较落后,性能较差,事故时有发生,是煤矿生产中需要尽快更新换代的机
7、电设备之一。前两年推广的单螺杆空压机,主机为星轮体,但运行也不稳定,容易出现超温现象,使用寿命较短。虽然比老式活塞型空压机在性能、能耗和噪音上优越的多,但是还不十分理想。当前新引进的双螺杆空压机,在单螺杆的基础上又有所改进,工作效率和节能效果又上了一个台阶。初步推广的该新型空压第1章、螺杆式空气压缩机结构组成压缩机主要由下列部分组成:压缩机和电动机组件,冷却、润滑系统,分离系统,微电脑控制系统。1、冷却与润滑系统机组不设压缩机冷却润滑油油泵,冷却润滑油在系统压力的作用下,从油气分离器通过温控阀进入冷却器进行热交换,冷却后的油经过油过滤器过滤,送到压缩机喷油口和各润滑点,随同压缩空气一起又进入油
8、气分离器,如此循环工作。系统主要由五个部件组成:油气分离器、温控阀、油过滤器、风扇(风冷式用)、油冷却器螺杆式压缩机冷却润滑油有三种功能:润滑轴承、密封间隙,主要是转子啮合表面之间、转子外圆端面与气缸之间的间隙:冷却压缩空气及运动件。实际上大部分油用来冷却,而小部分油用来润滑与密封。压缩机使用一般回转压缩机专用矿物油,首次运行150小时,压缩机冷却油就必须更换,在此以后,通常300500小时或者6个月,就需要更换,以预防油污积聚或油氧化物生成;如果使用优质合成回转压缩机专用油,由于其具有稳定性高、碳粉含量低、剪切稳定性好等优点,油的使用寿命将达到400010000小时。如果压缩机一直处于不利的
9、工况下(如灰尘较多、环境温度高等)运行,或者长期处于不稳定的工作状态,那么就有必要根据具体情况缩短更换冷却油周期,在更换油时,最好在停机1020分钟后进行,并必须彻底排空油气分离器、管道及冷却器中的油,清洗后重新拧上油塞,重新加油,所加冷却润滑油必须经过三级过滤。特别注意的是:在不能保证系统中所有压力已彻底释放之前,禁止拆下压缩机润滑和冷却系统中的任何排油塞或油过滤器螺塞。润滑油混合使用可能导致不溶解的沉积物形成,这种沉积物会引起包括过滤器阻塞在内的严重故障。因此,可能的话,应尽可能避免不同型号或同型号而不同标号的油相混,最好在彻底放油后才能改用其他型号或标号的油。对于一台新的压缩机,在运行2
10、00300小时之后均应检查油过滤器滤芯的堵塞程度,必要时更换。在此之后,对于正常运行的空压机,每运行20003000小时左右或系统润滑油压力较低甚至不能保证机组运行时应更换油过滤器滤芯。2、分离系统冷却油和空气从压缩机排出后进入油气分离器。混合体沿筒内壁流动,在离心力的作用下油滴聚合后落入分离器底部。内部挡板维持空气和油滴不断旋转,方向持续不断地改变,使越来越多的油滴从空气中清除出去。这是空气流中只剩下一些非常细小的油雾,他们随着空气一起进入油气分离器滤芯。油气分离器滤芯用高品质的纤维滤纸制成,内外由钢丝网支乘。滤芯的法兰边固定在分离器上法兰面上,气流进入油气分离器滤芯后,油气凝聚在纤维上形成
11、液滴,液滴汇集在分离器滤芯的底部,经过二次回油管路回到压缩机油路或进气口。油气分离器滤芯应根据实际情况进行更换,其一般寿命为4000小时(150天)。压缩机油气分离器上配置有以下几个基本部分:分离器、回油管、安全阀、最小压力阀。3、控制与安全保护系统该系统的功用是根据气量负荷的大小自动调节进气控制阀的开度,以达到压缩机的排气压力基本维持不变,而机组偏离设计工况时,起到保护作用。它主要由以下几部分组成:进气控制阀、自动卸荷阀、电磁阀。当压缩机启动时,主电机通过Y方式启动,风机直接启动,控制用的电磁阀不受电,压缩机进气控制阀处于关闭状态,压缩机通过进气控制阀上的小通道进气,使系统压力慢慢提高,当机
12、组运行一定时间Y转换电磁阀受电,系统开始加载,这时候通过控制管气体压力打开进气控制阀通道,排气压力上升,使排气压力上升到设定的压力,空压机正常工作。若排气压力超过设定的压力,并达到设定的卸荷压力,电磁阀断电,系统开始卸载,同时关小进气控制阀通道,排气压力缓慢下降;当排气压力下降到设定的下限压力时,电磁阀重新受电,系统停止卸载,机组重复以上过程,使机组的系统压力维持在一定的范围,保证供气压力基本稳定。空压机的控制上下限压力一般分为额定排气压力的1.05倍到0.8倍左右。当需要停机时,按停机键,主电机和风扇电源延时断开,而当按急停键时,主电机和风扇电源同时断开。在阀控制方面,电磁阀断电,进气阀关闭
13、自动卸荷阀放气,使系统充分放空,以便下次启动。当系统带有压力时(大于0.02MPa),压缩机不能带负荷启动(否则将降低压缩机使用寿命)。压缩机控制系统通过压力传感器、温度传感器等把压力、温度信号转化成弱电信号,传送给电脑控制器。机组上设有机械式安全阀,安全阀的开启压力一般为额定排气压力的1.10倍。4、微电脑操作系统螺杆机组的微电脑操作系统能达到以下功能:控制功能、报警功能、保护功能、设置功能、显示功能、记录功能。(1)控制功能:压缩机启动、停机、自动上载、卸载(启动后延时30秒加载,关机时延时30秒停机)、手动卸载、上载、紧急停机、空久停机。(1030分可设定空久停机时间)(2)报警功能:排
14、气压力过高、排气温度过高、润滑油压过低。(3)保护功能:排气压力过高、排气温度过高、润滑油压过低、主电机过载、风扇电机过载。(4)设置功能:启动时间、自动上载、卸载压力值、排气压力超高、排气温度超高、润滑油压超低、空久停时间。(5)显示功能:系统排气压力、排气温度用汉字液晶屏显示。设置菜单、记录菜单用汉字液晶显示。(6)记录功能:本次运转时间、本次上载运转时间、历史运转总时间、历史运转上载时间。螺杆机组的微电脑操作系统对机组具有以下主要操作和保护功能:(1)系统压力:控制自动上载、卸载、控制系统压力过高(一般为额定排气压力的1.05倍)报警、系统压力超高(一般为额定排气压力的1.15倍)停机保
15、护。(2)润滑压力:控制润滑压力过低(一般设为0.2 MPa)报警、润滑压力超低(一般设为0.15 MPa)停机保护。(3)排气温度:控制排气温度过高(一般设为100105)报警、排气温度超高(一般设为110)停机保护。(4)电机逆向保护。第2章、螺杆式压缩机的分类螺杆式压缩机又多种分类方式:按运行方式的不同,可以分为:无油压缩机和喷油压缩机;按被压缩气体的种类和用途的不同可以分为:空气式压缩机、制冷压缩机和工艺压 缩机。按结构形式的不同可以分为:移动式、固定式、开启式、半封闭式和封闭式。3.1喷油螺杆空气压缩机 喷油螺杆空气压缩机分为固定式和移动式两种,固定式的使用场合不变,用电动机带 动,
16、具有较好的消声效果,主要为各种气动工具及气控仪表提供压缩空气。移动式适合在野 外流动作业场,采用内燃机或电动机驱动。 动力用的喷油式螺杆空气压缩机已经系列化,一般都是大气压里下吸入气体,单级排 气压力有 0.8MPa、1.1 MPa 和 1.4 MPa 等不同形式。少数用于驱动大型风钻的两级压缩机, 排气压力可以达到 2.6 MPa。喷油螺杆空气压缩机目前的容积流量范围为 0.2100m3/min。 由于油分离和气体净化技术的发展, 喷油式螺杆压缩机越来越多地被用到对空气品质要求非 常高的场合,如食品、医药及棉纺企业,占据了许多原属无油压缩机的领域。 3.2喷油螺杆制冷压缩机 喷油螺杆制冷压缩
17、机都采用喷油润滑的方式运行。按与电动机连接的方式不同,可以 分为:封闭式、半封闭式和开启式三种。开启式通过联轴器与电动机相连,要求在压缩机伸 出轴上加装可靠的轴封, 以防止制冷剂和润滑油泄露。 半封闭式的电动机与压缩机作为一体, 中间用法兰连接, 能有效地防止制冷剂和润滑油泄露并采用制冷剂冷却电动机, 消除了开启 式机组中电动机风扇的噪音。 全封闭式把电动机和压缩机封闭在一个容器内, 彻底消除了制 冷剂和润滑油邪恶泄露问题,噪音也比较低。目前,半封闭式和全封闭式螺杆压缩机广泛应 用于民用住宅和商用楼房的中央空调系统,产量远远超过开启式。此外,螺杆式制冷压缩机 还应用于工业制冷、食品加工、冷藏,
18、以及各种交通运输工具的制冷装置中。目前绝大数螺 杆制冷压缩机中都采用 R22 和 NH3 制冷剂。 在环境温度下工作时,单级螺杆制冷机可达-25 摄氏度的蒸发温度,采用经济器或双 机压缩,可达到-40 摄氏度的蒸发温度。另外,已有越来越多的螺杆式制冷机用作热泵,可 向高达 100 摄氏度的热源输送热量。 即能供冷又可以供热的两用螺杆机组, 在近年来发展较 快。目前螺杆式压缩机标准工况下的制冷范围为 102500KW。3.3喷油螺杆工艺压缩机 喷油螺杆工艺压缩机用来压缩各种工艺流程中的气体,并包括二氧化碳和氮气这样的 惰性气体,也包括像氢气和氦气这样的轻气体,还可以压缩一些化学性质活泼的气体,如
19、氯 化氢、氯气等。由于其要求相似,通常喷油螺杆工艺压缩机式又喷油螺杆制冷压缩机改装而 成的,运行于标定工况中。 喷油螺杆工艺压缩机的工作压力由工艺流程决定,单级压缩比可以达到 10,排气压 力通常小于 4. 5MPa,最高可达 9.0 MPa,容积流量范围为:1200M3/min。3.4干式螺杆压缩机提干式螺杆压缩机可以用于空气压缩和工艺压缩,压缩过程中没有液体内冷却和润滑。 干式螺杆压缩机转速往往很高,对轴承和轴封的要求很高,其排气温度也很高,单级压力比 小。目前一般干式螺杆式压缩机的单级压力比为 1.53.5,双机压力比可以达到 810,排气 压力通常小于 2.5 MPa,容积流量为 35
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