李德禄-天然气压缩机厂成都

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,压 缩 机 技 术 简 介,主讲,:,李德禄,成都天然气压缩机厂,目 录,第一章 压缩机分类概述,第二章 整体式压缩机的发展历史,第三章 整体式压缩机结构概述,第四章 动力部分工作原理,第五章 动力部分有关技术问题,目 录,第六章 压缩部分工作过程,第七章 压缩机仪表控制系统,第八章 压缩机故障诊断技术简介,第九章 离心式压缩机简介,第十章 燃气轮机简介,压缩机定义：,用来压缩气体借以提高气体压力的机械称为压缩机。从能量的观点看压缩机是属于将原动机的动力能转变为气体压力能的工作机。,第一章 压缩机分类,第一章 压缩机分类,1.,按工作原理分类,(1),容积式压缩机,(2),速度式压缩机,压缩机,容积式,速度式,往复式,回转式,活塞式,膜片式,螺杆,滚动转子,滑片,.,透平式,喷射式,离心式,轴流式,第一章 压缩机分类,2.,按气体压力分类,名称,排气压力,风机,通风机,0.21.0MPa,中压压缩机,1.010MPa,高压压缩机,10100MPa,超高压压缩机,100MPa,第一章 压缩机分类,3.,按压缩级分类,(1),单级压缩级,(2),两级压缩级,(3),多级压缩级,4.,按容积流量分类,名称,容积流量,m,3,/min,微型压缩机,10100,大型压缩机,100,第一章 压缩机分类,5.,活塞式压缩机按结构形式分类,（,1,）立式压缩机,（,2,）卧室压缩机,1,）一般卧式压缩机,2,）对置型压缩机,3,）对称平衡型压缩机,a. M,型压缩机,b. H,型压缩机,（,3,）角度式压缩机,1,）,V,型压缩机,2,）,L,型压缩机,3,）,W,型压缩机,4,）扇形压缩机,5,）星形压缩机,第一章 压缩机分类,6.,各种压缩机热力性能与结构特性比较,比较内容,往复式,回转式,离心式,轴流式,排气压力,MPa,0.232,0.21,0.215,0.20.8,容积流量,m,3,/min,0.1400,0.1500,103000,20010000,流量稳定性,变化较小,变化小,流量随排气压力变化大,流量随排气压力变化大,绝热效率,较高,一般,一般,较高,结构复杂性,复杂,较简单,简单,简单,可靠性,一般,高,高,高,寿命,一般,较长,长,长,加工要求,一般,大多很高,高,高,转速,低,较高，上万,1907,年，瑞典阿特拉斯推出世界首台热泡点火的内燃机,往复式空气压缩机组；,1909,年，美国库伯能源公司第一台天然气发动机,压缩机诞生；,1930,年，美国,Monobles,柴油摩托式压缩机问世，其为立式、二冲程、,4,缸、无十字头；,1958,年，美国库伯能源公司推出,DPC,低速整体式天然气发动机,压缩机系列；,1993,年，成都天然气压缩机厂在吸收消化国外先进技术的基础上，通过再创新，推出,ZTY,低速整体式天然气发动机,压缩机系列。,第二章 整体式压缩机的发展历史,ZTY,整体式压缩机由动力部分、压缩部分和共用基础件、运动件、润滑、冷却系统、空冷器、仪表控制系统组成。,第三章,ZTY,整体式压缩机结构概述,第三章,ZTY,整体式压缩机结构概述,动力部分为二冲程，自然进气，活塞底泵扫气的天然气发动机，其工作原理如图：,第四章 动力部分工作原理,动力冲程,扫气过程,压缩冲程,第四章 动力部分工作原理,当活塞向缸头运动时,首先关闭吸入口，然后关闭排气口，封住吸入的燃料和空气。当接近外止点位置，由火花塞点火燃烧，燃烧后的气体压力和温度升高，推动活塞向曲轴端运动，当活塞运动到不能遮住排气口时，使燃烧后的废气排出，当活塞进一步向曲轴端运动时吸入口打开，存留于扫气室中有一定压力的空气进入气缸，取代存留废气。,第四章 动力部分工作原理,由于填料将机身油池与动力缸工作室完全隔开，使动力缸与机身气腔组成了一个扫气室。在活塞向外止点运动时，这个扫气室就形成局部真空，与大气形成压差，压缩进气阀弹簧使阀片开启，新鲜空气存留于扫气室。当活塞向曲轴端运动时，扫气室空气压力升高，单向阀阀片关闭，此时被封闭的空气压力提升到,0.2-0.5kg/cm,2,，形成了一台有效的扫气泵，扫气发生在作功冲程终了，吸入和排气口打开时。,从上述可知，动力部分工作过程是由进气开始，历经压缩，燃烧，膨胀，排气等一系列连续过程形成。而这些过程是在曲轴旋转一周完成的，称为二冲程循环。,第四章 动力部分工作原理,(1),进气过程,(2),压缩过程,(3),燃烧过程,a.,燃料和空气混合气的成分,b.,混合气的分配,c.,点火提前角,d.,转速,e.,负荷,(4),膨胀过程,第四章 动力部分工作原理,第四章 动力部分工作原理,(5),排气过程,ZTY,整体机组排气温度与负荷的关系：,排气温度,负荷,机型,400r/min,机组,440r/min,机组,0,188,188,100,400,438,98,392,429,95,387,422,90,377,411,80,356,388,75,346,377,第四章 动力部分工作原理,(6)ZTY,整体式,机组配气定时,第五章 动力部分有关技术问题,1.,热耗率和燃料消耗率,整体式机组热耗率,机型,热耗率,kJ/,k,Wh,ZTY85,12014,ZTY170,12014,ZTY265,12014,ZTY310,12014,ZTY470,11865,ZTY630,11205,1.,影响发动机燃料消耗率的因素：,(1),燃料气热值,(2),转速过低,(3),各缸混合气分配不均匀,(3),空燃比,(4),点火过迟,第五章 动力部分有关技术问题,2.,发动机的能量平衡,发动机发出有效功的热冷、冷却系统的热损失、废气带走的热量、其它损失的热等的总和就等于燃料燃烧的热能，称之为发动机的能量平衡，用数学表达式如下：,Q=,Q,e,+Q,r,+Q,c,+Q,s,+Q,d,式中：,Q,每小时燃烧燃料所放出的总热量（,kJ/h,）,Q,e,转换为有用功的热能（即机械能）（,kJ/h,）,Q,r,随废气排出带走的热量（,kJ/h,）,Q,c,冷却水带走的热量（,kJ/h,）,Q,s,其它损失的热量（,kJ/h,）,Q,d,散入大气中的热量（,kJ/h,）,第五章 动力部分有关技术问题,Q=,VH,u,kJ/h,V,每小时的燃料耗量,Nm3/h,H,u,燃料的低热值,kJ/Nm3,Q,e,=3.610,3,xN kJ/h,N,发动机的有效功率,kW,Q,r,=4.18x,（,M,2,xG,T,xG,pr,xt,rm,-M,1,xG,T,xG,p,xt,0,）,kJ/h,M,1,燃烧前吸入气缸的空气量（公斤摩尔,/,公斤燃料）,M,2,燃烧产物（废气量）（公斤摩尔,/,公斤燃料）,G,T,每小时的燃料耗量（公斤,/,小时）,t,0,进入气缸前的空气温度（,）,t,rm,废气按流量的平均温度（,）,第五章 动力部分有关技术问题,t,r,废气排出时的瞬时温度,G,r,废气排出的瞬时流量,G,p,空气的平均摩尔等压比热（千卡,/,公斤摩尔,）,G,pr,废气的平均摩尔等压比热（千卡,/,公斤摩尔,）,Q,r,计算比较复杂，一般可用简单的方法测得。通常将排出的废气引到特殊的量热器中冷却，即可直接测量排气所带走的热量。,Q,c,=4.18xG,c,xC,s,（,t,1,-t,2,）,（,kJ/h,）,G,c,冷却水的重量流量（,kg/h,）,C,s,冷却水的比热（,kJ/kg,）,t,1,进水温度（,）,t,2,出水温度（,）,第五章 动力部分有关技术问题,五,动力部分有关技术问题,整体式机组发动机的能量平衡如下：,热量,（,MJ/h,）,项目,机型,ZTY85,ZTY170,ZTY265,ZTY310,ZTY470,ZTY630,总热量,1021.19,2042.38,3183.71,3724.34,5106.55,7059.15,机械能,306,612,954,1116,1692,2268,冷却水带走的热量,242.83,482.74,759.46,888.4,1347,1805,随废气带走的热量,306.35,612.71,955,1117.3,1416.33,2117.74,散入大气中的热量,61.58,123.29,191.8,224.84,261.82,325.61,其它,104.43,211.64,323.45,377.8,389.4,542.8,3.,发动机对燃料气中,H,2,S,含量的限制及其对发动机性能的影响,整体式机组,0.157%,或,2.29,克,/Nm,3,瓦克夏燃气发动机,0.1%,或,1.47,克,/Nm,3,济柴的天然气发动机,20mg/Nm,3,或,90,前向叶轮，,290,后向叶轮，,2=90,径向叶轮见图,第九章 离心式压缩机简介,(3),轴封,第九章 离心式压缩机简介,3.,离心压缩机的特点,:,4.,离心压缩机的技术参数,:,(1),转速,N,叶轮转速,r/min D,叶轮直径,In,级间压头,每一级的压头, ,压力系数,(2 ),压头 （相当水泵杨程）,第九章 离心式压缩机简介,（,3,）功率,HP,（,4,）流量、压头、功率和转速之间的关系,a.,气体体积流量与叶轮转速的关系,第九章 离心式压缩机简介,b.,压头与叶轮的平方成比例,c.,压缩机需要的功率与叶轮转速的立方成比例,第九章 离心式压缩机简介,（,5,）离心压缩机入口流量,5,离心压缩机使用的异常现象,（,1,）喘振,（,2,）临界转速,第十章 燃气轮机简介,驱离心式压缩机的驱动机有电动机、然气轮机、下面对燃气轮机工作概括介绍,1.,燃气轮机工作原理,:,第十章 燃气轮机简介,2.,燃气轮机的工作过程,第十章 燃气轮机简介,3,燃气轮机的主要部件,（,1,） 燃气涡轮机（透平）,（,2,）燃烧室,（,3,）压气机,第十章 燃气轮机简介,4.,燃气轮机的主要性能指标,（,1,）性能标定条件,（,2,）功率,（,3,）动力装置比功,第十章 燃气轮机简介,当知道机组功率和空气流量时，比功,（,4,）有用功系数：表征燃气轮机把对大小和对各部份性能的敏感性,第十章 燃气轮机简介,(5),热效率,（,6,）燃料消耗率,（,7,）热力参数,a.,混合比,b.,压比,