天然气压缩机的基本介绍

天然气压缩机的基本介绍
1、基本结构 天然气压缩机属于往复活塞式压缩机，主要由三大部分 组成：运动机构（曲轴、轴承、连杆、十字头、皮带轮 或联轴器等）、工作机构（汽缸、活塞、气阀等）与机 体。此外还有三个辅助系统，即润滑系统、冷却系统和 调节系统。
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运动机构：包括曲轴、连杆、十字头、活 塞杆等。 运动机构是一种曲柄连杆机构，把曲轴的 旋转运动变为十字头的往复运动。通常驱 动机通过联轴器或飞轮（皮带轮）带动曲 轴旋转，曲轴与连杆的大头相连，连杆的 小头与十字头连接，十字头被限定在机体 滑道内，只能做往复运动。
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4、调节系统 对于四台天然气压缩机，可通过下列方法来调节 排气量； 控制吸入压力。此方法是用调节压缩机进气管路 上的控制阀开度，使压缩机的吸入压力增大或减 小，从而改变（增大或减小）压缩机的排气量。 需要注意的是：压缩机排气压力不变的情况下， 吸入压力改变，压缩机压缩比发生变化。因此， 将影响到气缸排气温度及活塞杆力的变化。此时 应注意使排气温度及活塞杆力保持在最大允许范 围内。
5、冷却系统 压缩机的冷却系统的选型 压缩机的冷却系统可为一个恒温的或热虹 吸的或强制循环系统中之一，具体取决于 所需散走的热量。
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如果气体排出温度小于140℉ 60℃ 如果气体排出温度小于140℉（60℃）并且吸入和排出温度之差小于 80℉（44.5℃）压缩机气缸可采用干夹套操作，干夹套必须放气。 80℉ 44.5℃ 如果气体排出温度在140℉ 60℃）和199℉ 92.8℃ 如果气体排出温度在140℉（60℃）和199℉（92.8℃）之间并且吸入 和排出温度之差小于170℉ 99.4℃ 和排出温度之差小于170℉（99.4℃）时。压缩机气缸夹套必须充以适 当的液体，并提供一具通风的立管以便在气缸达到工作温度处理液体 的膨胀问题。 如果排出温度在200℉ 93.3℃）和249℉ 120.6℃ 如果排出温度在200℉（93.3℃）和249℉（120.6℃）之间可采用一具 热虹吸系统。冷却介质的循环是通过热水和冷水之间的密度差使热水 从压缩缸升至散热器或冷却器，而相反地冷水从散热器或冷却器流下 来到动力缸来实现的。这个系统的优点在于取消了冷却水泵，且能保 证压缩机在最佳温度运转，以实现最高效率。 如果排气温度为250℉ 121.1℃ 如果排气温度为250℉（121.1℃）可更高时，或吸气与排气温度之差 为170℉（94.4℃）或更高时，压缩机气缸必须采用强制循环冷却系统。 170℉ 94.4℃ 如果双作用气缸的两端装备有起阀器或吸入阀卸载器，不管温度如何， 对于一切情况均应采用循环冷却系统。
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2、工作原理 往复式压缩机由曲柄连杆机构将驱动机的 回转运动变为活塞的往复运动，气缸和活 塞共同组成实现气体压缩的工作腔，活塞 在气缸内往复运动，使气体在气缸内完成 进气、压缩、排气等过程。由进、排气阀 控制气体进入与排出气缸，气体在被压缩 过程中压力升高，因而实现对气体增压的 目的。
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调节排气管路放空阀。由于此种方法是将 一部分或全部排出的高压气体通过放空阀 排至火炬系统，所以此种方法是不经济的， 故仅用于压缩机开、停机和生产中特殊情 况下作临时调节。
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利用气缸可调余隙进行调节。此种方法是 在压缩机吸压、排压、转速等运行参数不 变的情况下改变气缸的余隙容积，使气缸 容积效率增大或减小，从而达到增大或减 少气缸排气量的目的。由于此种方法即经 济，又比较方便，在生产中被广泛采用。
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3、主要部件及零部件 主要零部件包括曲轴、连杆、十字头、气 缸、气阀及填料密封等。下面分别简介其 结构和工作原理。
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1）曲轴 曲轴是往复式压缩机的重要运动部件，外 界输入的转矩要通过曲轴传给连杆、十字 头，从而推动活塞做往复运动。同时，它 又承受从连杆传来的周期变化的气体力和 惯性力。 曲轴主要由主轴颈（安装主轴承部位）、 曲柄销（与连杆大头相连部位）、曲柄及 平衡铁所组成。
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天然气压缩机内部简图如下： 天然气压缩机内部简图如下：
曲轴箱 中体 气缸
刮油环 进气阀 塞环 气阀 活 进 十字头 曲轴 连杆 连杆 活塞 可调余隙囊缸头
填料
排气阀
排气阀
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5）气阀 气阀是往复式压缩机中的重要部件，也是易损部件之一。它主要由阀 座、阀片、缓冲片（阻尼片）、弹簧、阀挡、螺栓、压紧螺母等构成。 它的好坏直接影响压缩机的排气量、功率消耗及运转的可靠性。 目前压缩机正向高转速方向发展，而限制转速提高的关键问题之一就 是气阀。 从气阀的工作原理来看，气阀工作的好坏将直接影响压缩机气缸的工 作。因此对气阀有如下要求： 阻力损失小。 气阀关闭、及时、迅速、关闭时不漏气，以提高机器的效率，延长使 用期。 寿命长，工作可靠。 形成的余隙容积要小。 噪声小。 装配、安装、维修方便，加工容易。
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此外还可以采用的调节方法有：改变气缸 工作方式，如双作用改单用，四缸工作改 为双缸工作等等。这些方法可根据具体情 况进行选择。
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气量的调节应缓慢、均匀，防止机组超速、 超温、超压及超负荷运行，防止机组因运 行不稳定引起不应有的停机。
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压缩机循环冷却系统对水温的要求 供水温度最小值不低于90℉ 32.2℃ 供水温度最小值不低于90℉（32.2℃），但不得 大于160℉ 71.1℃ 大于160℉（71.1℃）。 为了防止天然气组分在气缸壁上凝结和粘住活 塞，供水温度必须高于天然气吸入温度至少 10℉（5.6℃）。 10℉ 5.6℃ 为限制压缩机排量降低，除了当天然气吸气温 度低于60℉ 15.6℃ 度低于60℉（15.6℃）以外，供水温度应不超过 天然气吸入温度之上30℉ 16.7℃ 天然气吸入温度之上30℉（16.7℃）. 所需水量系统水温升10℉ 5.6℃ 所需水量系统水温升10℉（5.6℃）为准提出。
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工作机构：包括气缸、活塞、气阀等。 工作机构是实现压缩机工作原理的的主要 部件。气缸一般呈圆桶形，两端都装有若 干进、排气阀。
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机体是用来支撑和安装整个运动机构和工 作机构，又间做润滑油箱用，曲轴用轴承 支撑在机体上，机体上的滑道又支托着十 字头，气缸分别固定在机体的两臂上。
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2）连杆 连杆是将作用在活塞上的气体力等各种力 传递给曲轴，又将曲轴的旋转运动转换成 活塞的往复运动。连杆包括大头、小头和 杆体三部分。大头一端装有大头瓦与曲柄 销连接，小头一端装有小头瓦与十字头销 相连。杆体截面形状有圆形、矩形和工字 形几种，其中以工字形截面受力较好，节 省金属材料，最为经济合理。
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3）十字头 十字头是连接活塞杆与连杆的连件，它具 有导向作用。 十字头与活塞杆的连接形式分为螺纹连接、 连接器连接及法兰连接。十字头与连杆的 连接由十字头销来完成
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4）气缸 气缸是往复式压缩机工作部件中的主要部分，基 本要求是应具有足够的强度与刚度；应具有良好 的冷却、润滑及耐磨性；应尽可能的减少余隙容 积和气体阻力；应有利于制造和便于检修；应符 合系列化、通用化和标准化的“三化” 合系列化、通用化和标准化的“三化”要求，以 便于互换。 气缸的冷却方式一般可分为水冷和风冷两种。风 冷气缸一般用于小型低压移动式压缩机，而在大 型高压非移动式压缩机中一般采用水冷气缸。气 缸一般呈圆桶形，两端都装有进、排气阀。