工厂用压缩空气及空压机、冷干机原理知识.ppt
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1、空压机设备基础知识空压机设备基础知识1 现代产业使用现代产业使用压缩空气压缩空气时都有一整套设备、设施,时都有一整套设备、设施,我们把由生产、处理和储存压缩空气的设备所组成我们把由生产、处理和储存压缩空气的设备所组成的系统称为气源系统。典型的气源系统由下列几部的系统称为气源系统。典型的气源系统由下列几部分组成:分组成:空压机、后部冷却器、缓冲罐、过滤器(包括油水空压机、后部冷却器、缓冲罐、过滤器(包括油水分离器、预过滤器、除油过滤器、除臭过滤器、灭分离器、预过滤器、除油过滤器、除臭过滤器、灭菌过滤器等等)、干燥机(冷冻式或吸附式)、稳菌过滤器等等)、干燥机(冷冻式或吸附式)、稳压储气罐、自动排
2、水排污器及输气管道、管路阀件、压储气罐、自动排水排污器及输气管道、管路阀件、仪表等。上述设备根据工艺流程的不同需要,组成仪表等。上述设备根据工艺流程的不同需要,组成完整的气源系统。完整的气源系统。空气压缩系统基础知识空气压缩系统基础知识2种类简介种类简介空气压缩机(空压机)的种类很多。空气压缩机(空压机)的种类很多。1 1、按工作原理可分为三大类:容积型、动力型(速度型或透平型)、热力型压、按工作原理可分为三大类:容积型、动力型(速度型或透平型)、热力型压缩机。缩机。2 2、按润滑方式可分为无油空压机和机油润滑空压机。、按润滑方式可分为无油空压机和机油润滑空压机。3 3、按性能可分为:低噪音、
3、可变频、防爆等空压机。、按性能可分为:低噪音、可变频、防爆等空压机。4 4、按用途可分为:冰箱压缩机、空调压缩机、制冷压缩机、油田用压缩机、天、按用途可分为:冰箱压缩机、空调压缩机、制冷压缩机、油田用压缩机、天然气加气站用、凿岩机用、风动工具、车辆制动用、门窗启闭用、纺织机械然气加气站用、凿岩机用、风动工具、车辆制动用、门窗启闭用、纺织机械用、轮胎充气用、塑料机械用压缩机、矿用压缩机、船用压缩机、医用压缩用、轮胎充气用、塑料机械用压缩机、矿用压缩机、船用压缩机、医用压缩机、喷砂喷漆用。机、喷砂喷漆用。5 5、按型式可分为:固定式、移动式、封闭式。、按型式可分为:固定式、移动式、封闭式。容积式压
4、缩机容积式压缩机直接依靠改变气体容积来提高气体压力的压缩机。直接依靠改变气体容积来提高气体压力的压缩机。活塞式压缩机活塞式压缩机是容积式压缩机,其压缩元件是一个活塞,在气缸内做往复运是容积式压缩机,其压缩元件是一个活塞,在气缸内做往复运动。动。回转式压缩机回转式压缩机是容积式压缩机,压缩是由旋转元件的强制运动实现的。是容积式压缩机,压缩是由旋转元件的强制运动实现的。滑片式压缩机滑片式压缩机是回转式变容压缩机,其轴向滑片在同圆柱缸体偏心的转子上是回转式变容压缩机,其轴向滑片在同圆柱缸体偏心的转子上作径向滑动。截留于滑片之间的空气被压缩后排出。作径向滑动。截留于滑片之间的空气被压缩后排出。空气压缩
5、系统基础知识空气压缩系统基础知识3液体液体-活塞式压缩机活塞式压缩机是回转容积式压缩机,在其中水或其它液体当是回转容积式压缩机,在其中水或其它液体当作活塞来压缩气体,然后将气体排出。作活塞来压缩气体,然后将气体排出。罗茨双转子式压缩机罗茨双转子式压缩机属回转容积式压缩机,在其中两个罗茨转子属回转容积式压缩机,在其中两个罗茨转子互相啮合从而将气体截住,并将其从进气口送到排气口。没有内部压互相啮合从而将气体截住,并将其从进气口送到排气口。没有内部压缩。缩。螺杆压缩机螺杆压缩机是回转容积式压缩机,在其中两个带有螺旋型齿轮的是回转容积式压缩机,在其中两个带有螺旋型齿轮的转子相互啮合,使两个转子啮合处体
6、积由大变小,从而将气体压缩并转子相互啮合,使两个转子啮合处体积由大变小,从而将气体压缩并排出。螺杆式空气压缩机中的螺杆压缩组件,采用最新型数控磨床内排出。螺杆式空气压缩机中的螺杆压缩组件,采用最新型数控磨床内部制造,部制造,并配合在线激光技术,确保制造公差精确无比并配合在线激光技术,确保制造公差精确无比 。其可靠性。其可靠性和性能可确保和性能可确保 压缩机的运转费用在使用期内一直极低。调整压缩机、压缩机的运转费用在使用期内一直极低。调整压缩机、一体式压缩机和干燥剂系列都是一体式压缩机和干燥剂系列都是L/LSL/LS系列压缩机中的新产品。系列压缩机中的新产品。速度型压缩机速度型压缩机是回转式连续
7、气流压缩机,在其中高速旋转的叶片是回转式连续气流压缩机,在其中高速旋转的叶片使通过它的气体加速,从而将速度能转化为压力。这种转化部分发生使通过它的气体加速,从而将速度能转化为压力。这种转化部分发生在旋转叶片上,部分发生在固定的扩压器或回流器挡板上。在旋转叶片上,部分发生在固定的扩压器或回流器挡板上。空气压缩系统基础知识空气压缩系统基础知识4离心式压缩机离心式压缩机属速度型压缩机,在其中有一个或多个旋转叶轮属速度型压缩机,在其中有一个或多个旋转叶轮(叶片通常在侧面)使气体加速。主气流是径向的。(叶片通常在侧面)使气体加速。主气流是径向的。轴流式压缩机轴流式压缩机属速度型压缩机,在其中气体由装有叶
8、片的转子属速度型压缩机,在其中气体由装有叶片的转子加速。主气流是轴向的。加速。主气流是轴向的。混合流式压缩机混合流式压缩机也属速度型压缩机。其转子的形状结合了离心也属速度型压缩机。其转子的形状结合了离心式和轴流式两者的一些特点。式和轴流式两者的一些特点。喷射式压缩机喷射式压缩机利用高速气体或蒸汽喷射流带走吸入的气体,然利用高速气体或蒸汽喷射流带走吸入的气体,然后在扩压器上将混合气体的速度转化为压力。后在扩压器上将混合气体的速度转化为压力。永磁变频压缩机永磁变频压缩机由于变频化的螺杆空压机利用了变频器的无级由于变频化的螺杆空压机利用了变频器的无级调速特点,通过控制器或变频器内部的调速特点,通过控
9、制器或变频器内部的PIDPID调节器,能平缓启动;对调节器,能平缓启动;对用气量波动比较大的场合,又能快速调节响应。用气量波动比较大的场合,又能快速调节响应。空气压缩系统基础知识空气压缩系统基础知识5组成结构组成结构1 1::油循环系统油循环系统在启动前,首先启动油泵控制系统,油泵控制系统启动后保证空压在启动前,首先启动油泵控制系统,油泵控制系统启动后保证空压机各润滑部件润滑良好,同时油泵控制系统可通过内置的温控阀来机各润滑部件润滑良好,同时油泵控制系统可通过内置的温控阀来调节内部油压和油温,以满足系统需要。调节内部油压和油温,以满足系统需要。2 2:气路循环:气路循环系统系统压缩机工作时,空
10、气经过自洁式空气过滤器被吸入,通过压缩机工作时,空气经过自洁式空气过滤器被吸入,通过PLCPLC自动自动清洗过滤器,空气在经过进口导叶自动调节后进入一级压缩,经一清洗过滤器,空气在经过进口导叶自动调节后进入一级压缩,经一级压缩后的气体温度较高,然后进入中间冷却器进行冷却级压缩后的气体温度较高,然后进入中间冷却器进行冷却(水走管水走管内,气走管外,中冷器的水流量要求为内,气走管外,中冷器的水流量要求为110m/h)110m/h)之后进入二级压缩之后进入二级压缩系统,为避免系统中的气体倒入压缩腔内系统,为避免系统中的气体倒入压缩腔内(避免带压起动避免带压起动)在压缩机在压缩机的排气管道安装有一只悬
11、挂全启式止回阀,压缩机排出的气体推开的排气管道安装有一只悬挂全启式止回阀,压缩机排出的气体推开止回阀进入排气消声器,然后进入一级后冷器,二级后冷器,再进止回阀进入排气消声器,然后进入一级后冷器,二级后冷器,再进入排气主管道。入排气主管道。空气压缩系统基础知识空气压缩系统基础知识63 3:水路循环系统:水路循环系统冷却水通过管道进入空压机中间冷却器对一级压缩排出的气体进行冷却水通过管道进入空压机中间冷却器对一级压缩排出的气体进行冷却降温,再进入后冷器对排气进行冷却,另一路冷却水进水管道冷却降温,再进入后冷器对排气进行冷却,另一路冷却水进水管道经过主电机上部的两组换热器冷却电机绕组,还有一路对油冷
12、却器经过主电机上部的两组换热器冷却电机绕组,还有一路对油冷却器进行冷却。进行冷却。4 4:配电系统:配电系统空压机为空压机为2000kW2000kW高压电机高压电机(10kV)(10kV)采用全压启动,控制柜为户内交流、采用全压启动,控制柜为户内交流、金属铠装抽出式开关设备,开关设备由固定的柜体和可抽出部件即金属铠装抽出式开关设备,开关设备由固定的柜体和可抽出部件即手车两大部分组成,实现控制、保护、监测的目的,具有手车两大部分组成,实现控制、保护、监测的目的,具有“五防五防”功能。功能。5 5:屏保护系统:屏保护系统中央信号装置分为事故信号和预告信号两种。事故信号的主要任务中央信号装置分为事故
13、信号和预告信号两种。事故信号的主要任务是在断路器事故跳闸时,能及时地发出音响信号,并使相应的断路是在断路器事故跳闸时,能及时地发出音响信号,并使相应的断路器灯光位置信号闪光。预告信号的主要任务是在运行设备发生异常器灯光位置信号闪光。预告信号的主要任务是在运行设备发生异常现象时,瞬时或延时发出音响信号,并使光字牌显示出异常现象的现象时,瞬时或延时发出音响信号,并使光字牌显示出异常现象的内容。内容。空气压缩系统基础知识空气压缩系统基础知识76:直流电源系统:直流电源系统PZ32系列全自动免维护铅酸蓄电池直流电源成套设备,由充电装系列全自动免维护铅酸蓄电池直流电源成套设备,由充电装置屏,直流馈电屏和
14、蓄电池组成,具有自动稳流,自动稳压,自动置屏,直流馈电屏和蓄电池组成,具有自动稳流,自动稳压,自动调压等功能,为中央信号屏和高压控制系统提供电源。调压等功能,为中央信号屏和高压控制系统提供电源。7:DTC控制系统控制系统DTC控制屏是空压机的控制屏是空压机的“大脑大脑”,各类现场传感器的数值,最终汇,各类现场传感器的数值,最终汇总至总至DTC控制屏,在控制屏,在DTC控制屏上显示各类运行参数,并监视空压控制屏上显示各类运行参数,并监视空压机各部分的运行状态,当某些参数超出允许范围时,机各部分的运行状态,当某些参数超出允许范围时,DTC会发出相会发出相应的报警或自动使空压机停机。应的报警或自动使
15、空压机停机。空气压缩系统基础知识空气压缩系统基础知识8为什么要用空气来做压缩介质?为什么要用空气来做压缩介质?因为空气是可压缩、清晰透明的,并且输送方便(不凝结)、无因为空气是可压缩、清晰透明的,并且输送方便(不凝结)、无害性、安全、取之不尽。害性、安全、取之不尽。惰性气体是一种对环境不起化学作用的气体,标准压缩机能一样惰性气体是一种对环境不起化学作用的气体,标准压缩机能一样压缩惰性气体。干氮和二氧化碳均为惰性气体。压缩惰性气体。干氮和二氧化碳均为惰性气体。空气的性质:空气的性质:干空气成分:氮气(干空气成分:氮气(N2N2)氧气()氧气(O2O2)二氧化碳(二氧化碳(CO2CO2)78.08
16、%20.93%0.03%78.08%20.93%0.03%密度:在密度:在00、760mmHg 760mmHg 柱时,柱时,R0=1.293kg/m3R0=1.293kg/m3“级级”和和“段段”在容积式压缩机中,每经过一次工作腔压缩后,气体便进入冷却在容积式压缩机中,每经过一次工作腔压缩后,气体便进入冷却器中进行一次冷却,这成为一器中进行一次冷却,这成为一“级级”。而在动力式压缩机中,往往经过两次或两次以上叶轮压缩后,才而在动力式压缩机中,往往经过两次或两次以上叶轮压缩后,才进入冷却器进行冷却,把每进行一次冷却的数个压缩进入冷却器进行冷却,把每进行一次冷却的数个压缩“级级”合称合称为一个为一
17、个“段段”。在日本把容积式压缩机的在日本把容积式压缩机的“级级”称为称为“段段”,中国个别地区、个,中国个别地区、个别文献受此影响,也把别文献受此影响,也把“级级”称为称为“段段”。空气压缩系统基础知识空气压缩系统基础知识9压力压强压力压强压缩机行业中所指的压力指的是压强(压缩机行业中所指的压力指的是压强(P P)面积上作用面积上作用1N1N的力为的力为1Pa1Pa,即,即1Pa=1N/1Pa=1N/,PaPa为压力基本单位,当为压力基本单位,当压力数值大时可用压力数值大时可用kPakPa(1kPa=1000Pa1kPa=1000Pa)与)与MPaMPa(1MPa=1000000Pa1MPa=
18、1000000Pa)。)。1.1.标准大气压(标准大气压(atmatm)2.2.表压与绝压表压与绝压、用压力表测得的压力为表压力,它是容器内的压力与当地的、用压力表测得的压力为表压力,它是容器内的压力与当地的大气压之差,是以大气压力为零点测得的压力,用大气压之差,是以大气压力为零点测得的压力,用P(GP(G)表示。)表示。、以绝对真空为零点的压力我们称为绝对压力,是容器内的压、以绝对真空为零点的压力我们称为绝对压力,是容器内的压力与当地大气压之和,用力与当地大气压之和,用P(AP(A)表示。)表示。表压与绝压的关系:表压表压与绝压的关系:表压+大气压大气压=绝压绝压通常在压缩机铭牌上给出的排气
19、压力为表压力。通常在压缩机铭牌上给出的排气压力为表压力。空气压缩系统基础知识空气压缩系统基础知识103.3.工作压力工作压力吸、排气压力,是指空压机吸、排气的压力吸、排气压力,是指空压机吸、排气的压力压缩机首级汽缸工作腔进气法兰和末级汽缸工作腔排气法兰接管处压缩机首级汽缸工作腔进气法兰和末级汽缸工作腔排气法兰接管处测得的气体压力称为压缩机的吸、排气压力。测得的气体压力称为压缩机的吸、排气压力。在某些场合,压缩机的排气压力也称在某些场合,压缩机的排气压力也称“背压背压”螺杆空压机吸、排气压力指的是整个空压机的吸、排气压力,一般螺杆空压机吸、排气压力指的是整个空压机的吸、排气压力,一般说空压机的工
20、作压力指的是排气压力。说空压机的工作压力指的是排气压力。空压机常用的压力单位换算空压机常用的压力单位换算1MPa1MPa(兆帕)(兆帕)=1000kPa=1000kPa(千帕)(千帕)=1000000Pa=1000000Pa(帕斯卡)(帕斯卡)1bar1bar(巴)(巴)=0.1MPa=0.1MPa1atm1atm(标准大气压)(标准大气压)=0.1013MPa=1.013bar=760mmHg=10.33mH2O=0.1013MPa=1.013bar=760mmHg=10.33mH2O1kgf/cm21kgf/cm2(工程公斤力)(工程公斤力)=0.981bar=0.0981Mpa=0.98
21、1bar=0.0981Mpa1psi1psi(Lb/in2 Lb/in2)=0.07031kgf/cm2=0.06893 bar=6.893kpa=0.07031kgf/cm2=0.06893 bar=6.893kpa1MPa=145psi1MPa=145psiPsiPsi(lb/in2 lb/in2)磅)磅/平方英寸,常用在欧美等英语区国家的产品参平方英寸,常用在欧美等英语区国家的产品参数上数上通常在空压机行业说的通常在空压机行业说的“公斤公斤”是指是指“bar”“bar”空气压缩系统基础知识空气压缩系统基础知识11压缩方法压缩方法等温压缩:气体被压缩时温度始终保持恒定的压缩方法。等温压缩:
22、气体被压缩时温度始终保持恒定的压缩方法。绝热压缩:既不加热也不从外部取走热量的绝热状态下的压缩方绝热压缩:既不加热也不从外部取走热量的绝热状态下的压缩方法。法。多边曲线压缩(实际使用的压缩方法):它是把产生的一部分热多边曲线压缩(实际使用的压缩方法):它是把产生的一部分热放散、与外部有热交换的、与等温压缩及绝热压缩不同的压缩方法。放散、与外部有热交换的、与等温压缩及绝热压缩不同的压缩方法。压缩比例压缩比例 (压力比、压比)(压力比、压比)内压缩比(即内压力比)内压缩比(即内压力比)气体经内压缩后的终了压力(绝压)与起始压力(绝压)的比值。气体经内压缩后的终了压力(绝压)与起始压力(绝压)的比值
23、。外压缩比(即外压力比)外压缩比(即外压力比)压缩机的出口排气压力(绝压)与进口吸气压力(绝压)的比值。压缩机的出口排气压力(绝压)与进口吸气压力(绝压)的比值。对于螺杆空压机来说,内压缩比指的是螺杆主机吸、排气口的压力对于螺杆空压机来说,内压缩比指的是螺杆主机吸、排气口的压力比(绝压),外压缩比指的是空压机吸、排气口的压力比(绝压)。比(绝压),外压缩比指的是空压机吸、排气口的压力比(绝压)。一般说到空压机的压缩比指的是外压缩比,吸气压力就是指当地大一般说到空压机的压缩比指的是外压缩比,吸气压力就是指当地大气压,排气压力是指空压机的额定工作压力,比如优耐特斯空压机气压,排气压力是指空压机的额
24、定工作压力,比如优耐特斯空压机UD110-8UD110-8,其排气压力为,其排气压力为8bar8bar,则压缩比为,则压缩比为9 9。对于多级压缩机来说,压力比也称总压力比,是指末级排气管接管对于多级压缩机来说,压力比也称总压力比,是指末级排气管接管处测得的排气压力与首级进气接管处测得的吸气压力之比。相应各处测得的排气压力与首级进气接管处测得的吸气压力之比。相应各级名义吸、排气压力之比称为级的压力比。级名义吸、排气压力之比称为级的压力比。空气压缩系统基础知识空气压缩系统基础知识12容积流量容积流量容积流量在中国又被称为排气量或铭牌流量。容积流量在中国又被称为排气量或铭牌流量。通俗的讲在所要求的
25、排气压力下,空压机单位时间内排出的气体容积,折算通俗的讲在所要求的排气压力下,空压机单位时间内排出的气体容积,折算到进气状态,也即第一级进气接管处的吸气压力与吸气温度和湿度时的容积到进气状态,也即第一级进气接管处的吸气压力与吸气温度和湿度时的容积值。也就是吸气的容积值。也就是吸气的容积.按国家标准,空压机的实际排气量为标称流量的按国家标准,空压机的实际排气量为标称流量的5%时均为合格。时均为合格。如果转速没有变化,压力变化理论上不影响排气量,具体说,影响容积流量,如果转速没有变化,压力变化理论上不影响排气量,具体说,影响容积流量,不影响质量流量。因为我们一般所说的排气量是指进气流量,所以是没有
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