活塞式压缩机讲义

易损件多。排气脉动性大， 易损件少，排气均匀无脉动，
气体中常混有润滑油。
气体中不含润滑油
活塞式压缩机的概述
（一）定义 活塞式压缩机 它是在圆筒形气缸中具
有一可往复运动的活塞，气缸上有控制进、 排气的阀门。当活塞作往复运动时，气缸 容积便周期性地变化，借以实现气体的吸 进、压缩和排出。
活塞式压缩机在实际应用中的优点
1、适用压力范围广，不论流量大小，均能达到所需压力； 2 、热效率高，单位耗电量少； 3 、适应性强，即排气范围较广，且不受压力高低影响， 能适应较广阔的压力范围和制冷量要求； 4 、可维修性强； 5 、对材料要求低，多用普通钢铁材料，加工较容易， 造价也较低廉； 6 、技术上较为成熟，生产使用上积累了丰富的经验； 7 、装置系统比较简单。
活塞式压缩机的工作原理
(一)活塞式压缩机级的理论循环 首先我们假定： ①气缸没有余隙容积，被压缩气体能全部排出气缸； ②进排气系统没有阻力，阀室容积无限大，并且是绝热
的，因此，进、排气过程没有压力损失，没有压力脉 动，也没有热交换； ③气缸压缩容积绝对严密，没有气体泄漏； ④气体压缩过程中不论有无热交换，其过程指数为定值。
活塞式压缩机的工作原理
+ 当曲轴旋转时，通过连杆的传动，活塞便做往复运动，由 气缸内壁、气缸盖和活塞顶面所构成的工作容积则会发生 周期性变化。
+ 活塞从气缸气缸盖处开始运动时，气缸内的工作容积逐渐 增大，这时，气体即沿着进气管推开进气阀而进入气缸， 直到工作容积变到最大时为止，进气阀关闭；活塞反向运 动时，气缸内工作容积缩小，气体压力升高，当气缸内压 力达到并略高于排气压力时，排气阀打开，气体排出气缸， 直到活塞运动到极限位置为止，排气阀关闭。当活塞再次 反向运动时，上述过程重复出现。总之，曲轴旋转一周， 活塞往复一次，气缸内相继实现进气、压缩、排气的过程， 即完成一个工作循环。
+ 活塞式压缩机的工作过程示意图
活塞式压缩机的主要性能指标、组成和分类
(一) 活塞式压缩机的主要性能指标：
1）、额定排气量 即为压缩机铭牌上标注的排气量，指 压缩机在特定进口状态下的排气量，常用单位m³/min、 m³/h。额定排气压力：即为压缩机铭牌上标注的排气 压力，常用单位Mpa 、bar。
2）、排气温度 考虑到积炭和安全运行，对于相对分子 量小于或等于12的介质，排气温度不超过135℃，对于 乙炔、石油气、湿氯气排气温度不超过100℃，其他气 体建议不超过150℃。
活塞式压缩机的主要性能指标、组成和分类
(一) 活塞式压缩机的主要性能指标：
3）、活塞力 活塞在止点处所承受的气体力最大，因 此这时的气体力被称为活塞力。
活塞式和透平式压缩机的特点
活塞式
透平式
（1）气流速度低，损 失小，效率高
（2）大流量不适用， 但压力范围广从低压到 超高压范围都适用
（1）气流速度高，损 失大，小流量机组效率 低
（2）小流量，超高压 范围不适用
活塞式和透平式压缩机的特点
活塞式
透平式
(3) 适应性强，排气压力在 （3）流量、出口压力的变
速度式压缩机
它是使气体分子获得很高的速度，然后让气体 停滞下来，使动能转化为位能，即使速度转化 为压力。速度式压缩机又分为透平式和喷射式， 透平式压缩机是速度式压缩机的主要类型，应 用相当广泛。透平式压缩机是依靠高速旋转的 工作叶轮，将机械能传递给流体介质，并转化 成流体的压力能。根据介质在叶轮内的流动方 向，分为离心式和轴流式，在其纵剖面上气流 是沿半径方向流动的形式为离心式；在其纵剖 面上气流是沿轴线方向流动的为轴流式。
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较大范围内变化时排气量不 化由性能曲线决定，若出口
变；同一台压缩机可用于压 压力过高，机组进入喘振工
缩不同气体
况而无法运行
（4）除超高压压缩机外， （4）旋转零部件常用高强 机组的零部件多用普通碳钢 度合金钢
（5）中、大流量机组外形 5）中、大流量机组外形尺
尺寸及质量较大，结构复杂，寸及质量较小，结构简单，
活塞式压缩机
压缩机
+ 压缩机是一种用于压缩气体借以提高气体压力 的机械，它的种类很多、用途极广。
+ 一般分类是按照压缩气体的原理，压缩机可分 为容积式和速度式两大类。
容积式压缩机
+ 它是依靠容积的周期性变化来实现流体的增压 与输送，利用机械能以改变机器内腔容积方式， 实现连续吸气、压缩、排气过程。按照活塞运 动方式的不同，又有往复活塞式和回转活塞式 两种结构型式，其中往复式主要包括：往复活 塞式、隔膜式、斜盘式、电磁振动式等，其中 往复活塞式压缩机在我国简称为“活塞式压缩 机”；回转式包括：滑片式、罗茨式、螺杆式 等。
4）、级数 大中型活塞式压缩机以省功原则来选择级 数，通常情况下其各级压缩比≤4。
活塞式压缩机的主要性能指标、组成和分类
(二) 活塞式压缩机的组成 1．传动机构：由曲柄连杆机构、十字头、滑道等
组成； 2．工作部件：气缸、气阀、活塞组件、填料等； 3．机体：曲轴箱、中体组成； 4．冷却系统：由水泵、油冷器等组成； 5．润滑系统：由机身润滑系统和气缸填料润滑系
活塞式压缩机在实际应用中的缺点
1 、转速不高，机器大而重； 2 、结构复杂，易损件多，维修量大； 3 、排气不连续，造成气流脉动； 4 、运转时有较大的震动。
活塞式压缩机在各种用途，特别是在中小制冷范围内成为 制冷机中应用最广、生产批量最大的一种机型。
我厂正在使用的活塞式压缩机主在有：三、四气燃料气压 缩机、三气厂罐区压缩机、轻烃站罐区压缩机、一气厂 HOS天然气压缩机和B块天然气压缩机等机型。以上除一气 厂的HOS天然气压缩机和B块天然气压缩机为卧式压缩机外 其余厂的压缩机全部为立式压缩机。
活塞式压缩机的工作原理
如图所示，(压缩机级的理论循环 )当活塞自左向右 移动时，气体以压力P1进入气缸，4-1称为进气过程； 然后活塞自右向左移，气体被活塞压缩，1-2称为压缩 过程；当压缩压力达排气压力P2后，气体被活塞推出 气缸，2-3称为排气过程。如此周而复始地工作，过程 4-1-2-3-4便是压缩机级的理论循环压力指示图。此外， 因4点是活塞相对机身最外边的位置，故称外止点；1 点是活塞相对机身最里边的位置，故称内止点。活塞 自外止点到内止点所走过的距离称为行程。