天然氣壓縮機
一、概述
壓縮機是一種提高氣體壓力並輸送氣體的裝置。氣體經過壓縮機壓縮後，達到生產所需的壓力並輸送到儲氣裝置或直接到生產線。它廣泛地應用於國民經濟各個領域，特別在石油化工生產中，已成為必不可少的關鍵裝置，因此被喻為化工生產的「心臟」。
1、 分類
壓縮機的種類及結構型式很多，按工作原理可分為容積式壓縮機和速度式壓縮機兩類，其具體分類情況如圖3—2所示。
2、容積式壓縮機是依靠壓縮機工作容積的變化，使氣體體積縮小，氣體分子彼此接近，從而提高氣體壓力的機器。此類壓縮機又可分為往復式壓縮機和迴轉式壓縮機兩類。
活塞式壓縮機是典型的往復式壓縮機，如圖3—3所示。它主要運用曲柄連桿機構，把電動機的旋轉運動變為活塞的往復運動，從而使氣缸工作容積發生週期性變化，來實現氣體的吸進、壓縮和排出。
迴轉式壓縮機是利用機內轉子迴轉時產生容積變化來實現氣體壓縮和輸送的，根據結構型式的不同，常見的有螺桿式、轉子式和滑片式壓縮機。
圖3-3 活塞式壓縮機 1-機身；2-進氣管；3-進氣閥；4-氣缸蓋；
5-出氣閥；6-氣缸；7-活塞；8-出氣管；9-十字滑塊；10-連桿；11-曲軸。
3、速度式壓縮機是依靠高速旋轉的葉片與存在於葉道中的氣體在高速旋轉下互相作用，將葉輪的機械動能轉變為氣體的壓力勢能，從而使氣體壓力提高的裝置。這類壓縮機的主要型式有離心式壓縮機和軸流式壓縮機兩種。
4、活塞式壓縮機適用於中、小輸氣量，排氣壓力可由低至超高壓；迴轉式壓縮機適用於中、小輸氣量，中、低壓的情況；速度式壓縮機適用於大輸氣量，中、低壓的情況。
二、天然氣壓縮機
1、作用
cng加氣站的氣源一般來自市區燃氣管線，其壓力一般為0.1—0.3mpa，為保證燃氣汽車達到一定續駛里程(150一300km)，必須依靠天然氣壓縮機對低壓天然氣進行壓縮，使其壓力公升高至20—25mpa，然後通過加氣機將其充入車用氣瓶內。
其中對於慢充加氣站，只需將氣體壓力公升到稍高於車用氣瓶的壓力（20 mpa）即可；對於快充加氣站而言，站內儲氣裝置的容積越大、壓力越高，充氣的速度越快；所以加氣站壓縮機的設計排氣壓力通常不得低於25mpa。
通常加氣站壓縮機採用撬裝一體式結構，其運動形式多採用往復運動式，往復運動式又可分為膜片式、活塞式兩種，壓縮機的選型一般由加氣站的規模及使用者的熟悉程度來決定。膜片式壓縮機結構複雜、維護技能要求較高，但是在壓縮過程中，介質不與油脂接觸，壓縮天然氣不受汙染。活塞式壓縮機是加氣站最常用、最為熟知的結構型式，目前該型式壓縮機廣泛用於cng加氣站，其操作方便、維護簡單，但由於氣缸內需要注油或不可避免的竄入潤滑油，後續工藝除油效果不佳造成壓縮天然氣含有一定量的油汙，給後置脫水裝置及汽車發動機帶來一定的影響。
2、主要部分組成及傳動原理
活塞式壓縮機主要由傳動部件、工作部件和機體三部分組成。
無十字頭的活塞式壓縮機結構簡圖如圖3-5所示，其傳動機構為曲柄連桿機構，主要由曲軸、連桿等組成，連桿的大頭裝在曲軸上，小頭與活塞相連，由電機通過皮帶輪或聯軸器帶動曲軸旋轉，曲軸帶動連桿大頭旋轉，再通過連桿小頭帶動活塞在氣缸中作往復運動；工作部件主要有氣缸、進、排氣閥、活塞元件等。
有十字頭的活塞式壓縮機的結構簡圖如圖3-4所示為，主要由曲軸、連桿、十字頭、活塞桿等組成，連桿的大頭裝在曲軸上，小頭與十字頭相連，十字頭與活塞桿進行連線。當壓縮機主電機旋轉時，通過皮帶輪或聯軸器帶動曲軸旋轉，在曲軸作用下帶動連桿執行，進而帶動十字頭及活塞桿作直線往復運動。
圖3-4 有十字頭活塞式壓縮機機構簡圖圖3-5 無十字頭活塞式壓縮機機構簡圖
１－機身；２－曲軸；３－連桿機身；２－曲軸；３－連桿；
４－十字頭；５－滑到；６－活塞桿活塞；５－活塞環；６－氣缸；
７－填料盒；８－氣缸；９－活塞環排氣閥；８－進氣閥
１０－活塞；１１－排氣閥；１２－進氣閥
除此之外，活塞式壓縮機還有潤滑、冷卻、調節（分離）等輔助系統，以保證壓縮機的正常運轉。
3、壓縮工作原理
如圖3-6所示為單作用活塞式壓縮機的工作原理示意圖。氣缸的內表面和活塞工作端麵所形成的空間構成了壓縮氣體的工作腔。當活塞在氣缸內往復運動時，氣體在氣缸內被壓縮並完成吸氣、壓縮、排氣、膨脹四個過程。
圖3-6 單作用氣缸示意圖圖3-7雙作用汽缸示意圖
1-氣缸；2-活塞；3-進氣閥；4-出氣閥1-氣缸；2-活塞；3-出氣閥；4-進氣閥
1）吸氣過程
當活塞向右移動時，氣缸內氣體體積逐漸增大而壓力降低，當氣缸內壓力低於進氣管中的壓力一定值時，氣體頂開吸氣閥進入氣缸，直到活塞運動至最右端(此點稱為內止點)。
2）壓縮過程
當活塞向左移動時，吸氣閥關閉，同時由於氣缸內部壓力小於排氣管中壓力，所以氣缸內氣體還不足以頂開排氣閥從排氣閥排出，而此時也由於氣缸內部壓力大於進氣管道，進氣閥也處於關閉止回狀態，使氣缸內氣體被封閉在氣缸的密封工作腔內；並隨著活塞繼續向左運動，工作腔容積越來越小，氣體壓力逐步公升高。
3）排氣過程
活塞繼續左移至某一位置時，當氣缸內壓力高於排氣管壓力一定值時，氣體頂開排氣閥排出氣缸，直到活塞執行到左邊末端(此點稱為外止點)。
4）膨脹過程
為了防止活塞運動到止點處與氣缸蓋相撞擊，在設計製造時，活塞與氣缸處總留有一定的間隙，所以氣缸內氣體不可能被全部排盡。當活塞再次向右移動時，氣缸內殘留的壓縮氣體將隨之發生膨脹，當壓力低於外界壓力時，壓縮機進入下一次的吸氣過程。
活塞往復運動一次，完成吸氣、壓縮、排氣、膨脹四個過程，稱為乙個「工作迴圈」。活塞從內止點到外止點的執行距離稱為行程(或衝程)。活塞不停地在氣缸內往復運動，使氣缸迴圈地吸入和排出氣體。
如圖3-7所示為雙作用氣缸的示意圖，與單作用氣缸不同之處在於其活塞兩側都分別裝有進、排氣閥。這樣，活塞無論向左或向右運動時，都能同時完成吸入和排出氣體各一次。
4、活塞式壓縮機的分類及特點
1）分類
活塞式壓縮機分類較多，可以從不同角度進行分類，其應用見下表。
按壓縮機的結構可分為有十字頭與無十字頭，帶平衡腔與不不帶平衡腔，按轉速可分為低速機與高速機；此外還有其它分類方式，如橇裝式與組合式、系統橇裝式，中型與小型等。
圖3-8 不同的氣缸工作容積示意圖
a)單作用式；b)雙作用式；c)級差式
圖3-9 不同的氣缸排列方式圖
2）特點
各種型式特點比較見表1-1至表1-6。
表1-1各機型特點比較
表1-2 帶平衡腔與不帶平衡腔結構比較
表1-3 氣缸有油潤滑與無油潤滑比較
表1-4低速機與高速機比較
表1-5組合式、橇裝式、系統橇裝比較
表1-6 冷卻方式比較
4、天然氣壓縮機工作流程
標準天然氣加氣站壓縮機一般採用四級壓縮，其工作流程如下（圖3—10）：
5、輔助系統
（1）冷卻系統
天然氣壓縮機的冷卻方式包括水冷、風冷和混冷三種形式。目前壓縮機的冷卻方式多為水冷方式，進口壓縮機冷卻系統多採用為密閉式冷卻器對冷卻液進行降溫，其冷卻液採用乙二醇或純淨水做迴圈介質，其主要特點是不易結垢、損耗量小、成本高、迴圈介質冷卻效果欠佳。國產壓縮機冷卻系統多採用敞開式冷卻塔對冷卻液進行降溫，其冷卻液採用自來水做迴圈介質，其主要特點是易結垢、水源廣、損耗量大、成本低、迴圈介質冷卻效果好；但隨著執行時間的增加，冷卻系統結垢現象趨於嚴重，造成壓縮機冷卻效果下降、氣體及缸體溫度公升高，進而導致氣體壓縮效率降低、裝置故障率增加。
為解決壓縮機結垢的問題，曾先後採用了電子除垢器、機械清洗法、化學投藥法、化學清洗法、軟水器等，但是由於敞開式的涼水塔帶入塵沙及水池水分蒸發導致硬度增大，結垢現象仍不能從根本上消除。
壓縮機培訓
培訓教材說明為了進一步提高產品品質樹立品牌形象減少社會不良品返品率，同時也為了減少瀋陽華潤壓縮機的不良品率不斷改善和提高壓縮機品質，本教材著重針對空調使用中常見的一些故障判斷及處理方法做了介紹，由於編者水平有限此本教材僅供參考不足之處在所難免請大家給予批評指正。謝謝！目錄 華潤三洋企業簡介04 壓縮...
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