化工机械毕业设计研讨.doc

第1章 绪论 压缩机是用来提高气体压力和输送气体的机械。它的种类很多，用途极广．故有“通用机械”的称呼。随着科学技术的发展得压缩机在国民经济建设的许多部门中成为必不对少的关键设备之一。 1.1压缩机的应用 压缩机的具体应用主要有以下几方面: 1.1.1化工及石油化工工艺 化工生产中经常需将气体压力提高，以利于化学反应。例如化肥生产中氨的合成要求把氢、氮合成气加压到15Mpa或24MPa以至32Mpa以上；尿素生产中需将二氧化碳加压到15Mpa;石油裂解加压要求把氢气加压到15Mpa或32Mpa;高压聚乙烯的聚合反应要求把乙烯气加压到250Mpa甚至更高，这些场合都使用往复活塞式及离心式压缩祝。 1.1.2动力工程用 矿山、机械及国防工业常用压缩空气作为风动机械的动力气源，要求空气压力为0.61.5Mpa，气动控制仪表及自动化装置需要压力为0.6Mpa的空气源。海上油田注气用压缩空气压力高达70Mpa。 1.1.3制冷工程和气体分离用 冰箱、冷库和空调器等制冷装置中却不可缺少压缩机，压缩机在这里的作用是提高气态制冷工质的压力来提高其冷凝温度以便构成制冷循环。现用制冷工质有氨及氟里昂等，普通制冷压缩机的压力一般为0.8～1.4Mpa0.5～0.6Mpa、1.5～2.5Mpa及15～22Mpa 1.1.4气体输送 为克服气体在流动过程中的阻力损耗需用压缩机或鼓风机给气体补充能量。远程输送煤气的压缩机压力可达3Mpa。气体充瓶需用压缩机，一般氧气瓶压力为15Mpa，二氧化碳瓶为5～6Mpa 1.2压缩机的分类 1.2.1容积式压缩机 容积式压缩机的工作原理是依靠气缸工作容积周期性的变化来压缩气体，使气体压力提高。按其运动特点的不同，又可分为往复式压缩机和回转式压缩机典型的往复式压缩机是活塞式压缩机，它是依靠气缸内作往复运动的活塞来压缩气体的，气缸上设有进气阀和排气阀，用来控制气体的进入或排出，根据实际需要，往复活塞式压缩机可以做成逐级压缩的形式，即为多级压缩。工业上应用的多级压缩机级数可达6～7 1.2.2速度式压缩机 速度式压缩机分为两种：一种的工作原理是靠机内作高速旋转的叶轮，使吸入的气流能量头提高，并通过扩压元件把气体的动能头转换成所需的压力能量头这种压缩机根据气流方向的不同，又分为离心式和轴流式压缩机。另一种的工作原理是高压的亚音速引射气体通过拉伐尔喷嘴后，以超音速进入压缩机的吸入室，进行绝热膨胀，并产生压力降，使吸入室的压力低于被引射气体的压力，气体被吸入并同引射气体温合成为混合气。在混合段，相互混合的两种气体进行速度等化和升压，在喉部段和扩压段，混合气的速度等化已经完成，并达到所要求的压力。这种压缩机为喷射式，它应用于轻工业等部门低值热源热量回收上 1.3活塞式压缩机的特点 由于各类压缩机的工作原理不同，它们的工作特点、性能和所适用的范围也不同，其中活塞式压缩机有以下特点。 （1）适用压力范围较广，其排气压力从低压到超高压均可，在压力较高的场合下显示出其他类型压缩机不可比拟的优越性。目前工业生产中，其排气压力已经达到350Mpa．实验室中可达到1000Mpa的水平。 （2）适应性较强 此种压缩机诽气量范围较广，可适应所要求的任意流量，排气压力波动时，排气量比较稳定。在小气量下工作也能保持较高的效率，而且排气压力对排气量的影响较小，气体的密度对压缩机的性能影响也不大，因此，往复活塞式压缩机的通用性非常好。 （3）热效率较高 此种压缩帆压缩气体过程属于封闭系统，压缩效率较高，大型缩机绝热效率可达80%以上。 （4）由于绝大多数活塞式压缩机用油润滑气缸，所以气体带油污。气体质量要求较高时，气体的净化任务繁重。 （5）由于存在往复运动惯性力，转速不能过高。排气量较大的压缩机，外形尺寸和基础都较大。 （6）排气不连续，气体压力有波动，容易造成气流脉动和管路振动，损坏管路系统。 （7）易损件多，维修量较大。 1.4气体压缩机的技术现状及发展趋势 常用的气体压缩机有离心式气体压缩机和往复式气体压缩机。多年来，我国压缩机制造业在引进国外技术，消化吸收和自主开发基础上，攻克不少难关，取得重大突破。例如，催化裂化装置用的主风机和富气压缩机、加氢装置用的循环氢压缩机、新氢压缩机，乙烯三大压缩机，化肥四大压缩机组等已大量在石化生产中应用。其中，水平剖分式离心压缩机和轴流式压缩机制造技术已接近或达到国际同类产品先进水平，往复式活塞压缩机达到国际同类产品水平。 离心式压缩机的国际发展方向是压缩机容量不断增大、新型气体密封、磁力轴承和无润滑联轴器相继出现；高压和小流量压缩机产品不断涌现；三元流动理论研究进一步深入，不仅应用到叶轮设计，还发展到叶片扩压器静止元件设计中，机组效率得到提高；采用噪音防护技术，改善操作环境等。 往复式