2-1 压缩空气的用途及压气系统的组成

二、典型空压机基本结构原理
低振动。单螺杆压缩结构属旋旋转型的压缩机，它没有离 心式或往复式的压缩方式，压缩排气的压力振动非常低。 维修周期长。空气压缩过程无横向及径向推压负荷，螺杆 轴承受力平衡，大大降低了轴承的磨损，提高了其耐用程度。 大修周期可达 4 ~8 万h。 操作维护方便。螺杆压缩机自动化程度高，可实现无人值 守运转．
一、分类
一、分类
按活塞在气缸所实现的气体压缩循环分类 单作用式压缩机—气缸内仅一端进行压缩循环 双作用式压缩机—气缸内两端都进行相同级次的压缩循环 级差式压缩机 —气缸内一端或两端进行两个或两个以上 不同级次的压缩循环
一、分类
按冷却方式分类 风冷压缩机一气缸用空气冷却； 水冷压缩机 ― 气缸用水套冷却。 按润滑方式分类 有油润滑压缩机 ― 气缸内注油润滑 无油润滑压缩机 ― 气缸内不注 i 由润滑。 按用途分类如下 动力用压缩机—提供动力或作为仪表用的压缩气源． 工艺用压缩机—在工艺流程中愉送工艺气体。
二、典型空压机基本结构原理
往复式空压机
二、典型空压机基本结构原理
每一个气缸上有许多弹簧式阀门， 只有当阀门两侧的压差达到一定值 后阀门才会打开。 当气缸内的压力略低于进气压 力时，进气阀门打开，当气缸内的 压力略高于排气压力时排气阀门打 开。 往复式空气压缩机有喷油和无油 两种，具有不同压力和气量，可供 广泛选择。
二、典型空压机基本结构原理
螺杆泵的工作过程 压缩过程 转子继续回转，在阴阳螺杆齿间容积连通之前，阳螺杆齿 间容积中体受阴螺杆齿的侵人先行压缩。经一转角后，阴阳 螺杆齿间容积连通（连通的阴阳螺杆容积称为齿间容积对）， 呈” V ”字形的齿间容积对，因齿的相互挤入，其容积值逐 渐减少，实现气体的压缩过程，直到该齿间容积对与排气孔 口连通为止。
二、典型空压机基本结构原理
3、离心式空压机（速度型）
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二、典型空压机基本结构原理
3、离心式空压机（速度型） 特点： 离心式空压机是无油空压机，运动齿轮的润滑 油由轴密封和空气隔离。 离心式是连续工况式压缩机，移动件很少，特 别适用于大气量无油的要求。 离心式空压机是水冷式的，典型机组包括后冷 却器和所有的控制装置。
一、压缩空气的用途
厂外中压（以前称高压）压缩空气系统 7 ）配电装置中空气断路器及气动隔离开关的操作和灭 弧用气， 2~2.5MPa ；为了干燥．要求压缩空气气压应为 工作压力的 2~4倍 厂外低压压压缩空气系统 8 ）寒冷地以水工建筑物闸门、拦污姗、调压井等防冻 吹冰用气，0.3~0.4MPa 。为了干燥,要求压缩空气气压应 为工作压力的 2 倍．
2－3 活塞式空气压缩机
一、分类
按排气量分类 微型压缩机—排气量小于 1m3 / min 小型压缩机— 排气量为 1~10m3 / min 中型压缩机—排气量为 10 ~ 60m3 / min ; 大型压缩机—排气量大于 60m3 / min ; 按所达到的排气压力分类 鼓风机—排气压力小于 0 . 3MPa ; 低压压缩机—排气压力为 0.3~1MPa ; 中压压缩机—排气压力为 1~10MPa ; 高压压缩机—排气压力为 10 ~ 100MPa . 超高压压缩机—排气压力大于 100MPa .
第2章 水电站压缩空气系统
第2章 水电站压缩空气系统
2－ 1 2－ 2 2－ 3 2－ 4 2－ 5 2－ 6 2－ 7 2－ 8 2－ 9 2-10 2-11 压缩空气的用途及压气系统的组成 空气压缩机的分类及特点 活塞式空气压缩机 螺杆式空气压缩机 空气压缩装置的附属设备 机组制动供气 机组调相压水供气 油压装置供气 配电装置供气 维护检修、空气围带和防冻吹冰供气 综合压缩空气系统
三、活塞式空压机的工作过程
排气过程 等温压缩过程 pv C
一、分类
按压缩级数分类 单级压缩机—气体经一次压缩即达到排气终压 多级压缩机—气体经多次压缩达到徘气终压 按气缸的排列方式分类 立式压压机—气缸中心线与地面垂直 卧式压缩机—气缸中心线与地面平行 角度式压缩机—气缸中心线互成一定角度，并按气缸排 列所呈的形状，又分为 L 型、 V 型、 W 型、扇型等。 对置式压缩机： 对称平衡型压缩机 ― 气缸水平置于机身的两侧，且相邻 曲轴的错角为 1800 ; 对置型压缩机一气缸水平置于机身的两侧，且相邻曲铀的 错角不等于 1800。
二、典型空压机基本结构原理
2、回转式空压机（容积型） 螺杆式空压机
水 电 厂 常 用
二、典型空压机基本结构原理
2、回转式空压机（容积型） 单级双螺杆式空压机 无油式：螺杆间并不直接接触，相互之间存在 着一定的间隙。通过螺杆的高速旋转达到密封气 体、提高气体压力的目的。由同步齿轮来传输动 力，并确保螺杆间的间隙及其分配。 喷油式：油泵喷入机体的大量润滑油起润滑、 密封、冷却和降低噪声的作用。喷油机器中不设 置同步齿轮，一对螺杆如同一对齿轮一样，由阳 螺杆直接拖动阴螺杆。
本章重点、难点
重点 1、压缩空气的用途、任务和组成 难点 1、活塞式空压机的工作原 理和工作过程、结构 2、机组制动供气系统工作 原理 3、综合压缩供气系统图
2、活塞式空压机的工作原理和工作过程、 结构 3、压缩空气装置的附属设备的作用、原理 4、机组制动供气的目的、方法和制动系统 工作原理 5、机组调相压水的目的、设备的选择、控 制装置的工作原理 6、油压装置供气的目的、供气方式、设备 的选择 7、维护检修供气的目的、设备的选择、空 气围带供气的目的、防冻吹冰供气系统 8、综合压缩供气系统图
二、典型空压机基本结构原理
3、离心式空压机（速度型）
工作原理：气体进入离心式压缩机的叶轮后，在叶轮叶 片的作用下，一边跟着叶轮作高速旋转，一边在旋转离心 力的作用下向叶轮出口流动，并受到叶轮的扩压作用，其 压力能和动能均得到提高，气体进入扩压器后，由于流道 截面逐渐增大，前面的气体分子流速降低，后面的气体分 子不断涌流向前，使气体的绝大部分动能又转变为压力能， 也就是进一步起到增压的作用。而在叶轮处形成真空地带， 这时外界的新鲜气体进入叶轮。 气体再通过弯道、回流器流入下一级叶轮进一步压缩， 从而使气体压力达到工艺所需的要求。
一、压缩空气的用途
厂内中压（以前称高压）压缩空气系统： 1）油压装置压力油槽充气，水机调节系统和主阀操作 系统的能源，2.5~6MPa； 厂内低压压缩空气系统： 2）机组停机时制动装置用气，0.7MPa ; 3） 机组作调相运行时转轮室内压水，0.7MPa ; 4 ）维护维修时风动工具及吹污清扫，0.7MPa ; 5 ）水轮机导轴承检修密封围带用气， 0.7MPa; 6 ）主阀止水围带用气，H0+ 0.1~0.3MPa ;
二、典型空压机基本结构原理
螺杆泵的工作过程 排气过程 在齿间容积对与排气孔口连通后，排气过程即行开始。由 于转子回转时容积的不断缩小，因而压缩后具有一定压力的 气体被送至排气管。此过程一直延续到该对容积达到最小值 时为止 随若转子的继续回转，上述过程币复进行。
二、典型空压机基本结构原理
喷油螺杆式空压机系统工作原理图
2－1 压缩空气的用途 及压气系统的组成
一、压缩空气的用途
1）油压装置压力油槽充气，水机调节系统和主阀操作 系统的能源，2.5~6MPa； 2）机组停机时制动装置用气，0.7MPa ; 3） 机组作调相运行时转轮室内压水，0.7MPa ; 4 ）维护维修时风动工具及吹污清扫， 0.7MPa ; 5 ）水轮机导轴承检修密封围带用气， 0.7MPa; 6 ）操阀止水围带用气，H0+ 0.1~0.3MPa ; 7 ）配电装置中空气断路器及气动隔离开关的操作和灭 弧用气， 2~2.5MPa ；为了干燥．要求压缩空气气压应为 工作压力的 2~4倍 8 ）寒冷地以水工建筑物闸门、拦污姗、调压井等防冻 吹冰用气，0.3~0.4MPa 。为了干燥,要求压缩空气气压应 为工作压力的 2 倍．
二、压缩空气的任务和组成
压缩空气的任务 及时给用户供气，并满足压缩空气的质量要求（气压、干 操、清洁）。 压缩空气的组成 （1）空气压缩装置。空气压缩装置由空气压缩机、电动 机、储气罐、油水分离器等组成。 （2）管道系统。由干管、支管和管件组成．将气源和用 气设备联系起来，输送和分配压缩空气。 （3）测量控制元件。包括各种类型的自动化元件，如压 力继电器、温度信号器、电磁空气阀等，其主要作用是监侧 与控制，保证压缩空气系统的正常运行。 （4）用气设备。有油压装置压力油罐、制动闸、风动工 具等。
二、典型空压机基本结构原理
1、往复式空压机
属于变容式压缩机。将封闭在一 个密闭空间内的空气逐次压缩（缩 小其体积）从而提高其气压。 往复式空气压缩机以气缸内的一 个活塞作为压缩的元件来完成以上 的压缩过程。 单作用式空气压缩机：压缩过程仅 靠活塞的一侧来完成。 双作用式空气压缩机：压缩过程靠 活塞的两侧来完成。
空压机
电动机
储气罐（应为白色）
油水分离器（应为白色）
压力继电器
温度信号器
电磁空气阀
压力油罐
制动闸
风动工具
2－2 空气压缩机 的分类与特点
一、按工作原理来分
速度型压缩机 靠气体在高速旋转叶轮作用下获得巨大的动能，随后在扩 压器中急剧降速，使气体的动能转变为势能（压力能 ） 。 容积型压缩机 靠在气缸内做往复运动的活塞，使气体容积缩小（使单位 体积内气体分子的密度增加）而提高压力。 水电站常用以下三种： 往复式空压机 回转式空压机 离心式空压机
二、活塞式空压机工作原理
pv 理想气体的状态方程 R T
1 v g
干燥空气的气体常数可用标准状态下条件求取
p0v0 101200 0.079 R 29.97[ J / (kg.K )] T0 273
三、活塞式空压机的工作过程
1、理论循环及其条件 符合以下条件的循环称为理论循环，包括吸气过程、压缩 过程和排气过程。压缩过程又分为等温过程、绝热过程和 多变过程。 气缸没有余隙容积，即气缸内被压缩的气体全部无遗的排 出，并且密封良好，气阀开、关及时。 气体在吸气和排气过程中状态不变(压力不变）。 气体被压缩时是按不变的指数进行。
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二、典型空压机基本结构原理
螺杆式空气压机由于螺杆式空气压缩机的转子转速高，可 与原动机直接连接，因而．其单位排气量的体积、重量、排 气脉动均比活塞式空气压缩机小。 可靠性。高螺杆压缩机零部件少，没有易损件，因而运转 可靠、寿命长。 动力平衡好。螺杆压缩机没有不平衡惯性力，机器可平稳 地高速工作，可实现无基础运转，特别适合移动式压缩机， 体积小、重量轻、占地面积少。 适应性强。螺杆压缩机具有强制输气的特点，容积流量几 乎不受排气压力的影响，在宽阔的范围内能保持较高效率， 在压缩机结构不作任何改变的情况下，适用于多种工况。 高效率性。单螺杆压缩机能效高，原因是压缩的速度相当 快且靠密封线改变它积，使它从高压侧到低压侧的气体泄漏 更少。
二、活塞式空压机工作原理
二、活塞式空压机工作原理
单作用活塞式空压机工作原理图 1 —排气阀 2 —气缸 3 —活塞 4 —活塞杆 5 —滑块 6 —连杆 7 —曲柄 8 —吸气阀 9 —阀门弹簧
二、活塞式空压机工作原理
一个工作循环 吸气过程：活塞往右边运动，进气阀开启，排气阀关闭 压缩过程：活塞往右边运动，进气阀关闭，排气阀关闭 排气过程：活塞继续往右边运动，进气阀关闭，排气阀打 开
二、典型空压机基本结构原理
螺杆式空压机
二、典型空压机基本结构原理
螺杆泵的工作过程
点击本图片
二、典型空压机基本结构原理
螺杆泵的工作过程 吸气过程 起初气体经吸气孔口进入阴阳螺杆与缸体间的齿间容积。 随着转子的回转，这两个齿间容积各自不断扩大。当这两个 容积达到最大值时，齿间容积与吸气孔口断开，吸程结束