?? 常溫下,液化石油氣各儲罐及管道系統(tǒng)的壓力基本相同,都處于飽和壓力狀態(tài)。要將液化石油氣自一個容器輸往另一個容器(如倒罐、罐車裝卸等),需要借助升壓設(shè)備來實現(xiàn)。因此,升壓輸送設(shè)備也是液化石油氣儲配站的主要生產(chǎn)設(shè)備。
壓縮機是一種輸送和加壓氣體的設(shè)備,儲配站內(nèi)的壓縮機主要用于裝卸液化石油氣和對鋼瓶中殘液的回收。
壓縮機的種類及其結(jié)構(gòu)形式很多。但按其工作原理而言,大體上可分為容積式及速度式兩大類。
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,增加了氣體的密度,從而提高氣體的壓力。這類壓縮機包括活塞式壓縮機和回轉(zhuǎn)式壓縮機。
速度式壓縮機是依靠高速旋轉(zhuǎn)的葉片與存在葉道中的氣體在高速旋轉(zhuǎn)下互相作用,將葉輪的機械能轉(zhuǎn)化為氣體的壓力能的結(jié)果。這類壓縮機包括離心式壓縮機、軸流式壓縮機和混流式壓縮機。
一、活塞式壓縮機的結(jié)構(gòu)形式和工作原理
1.結(jié)構(gòu)形式
一臺活塞式壓縮機,不論其構(gòu)造如何復(fù)雜,但組成機器的主要零部件不外乎是機身、曲軸、連桿、十字頭、氣缸、活塞、活塞桿、填料、氣閥(又稱活門)等(見圖1-11-1)。在機身上有曲軸軸承座、法蘭面,供安裝曲軸承和氣缸用,還有圓筒形滑道供十字頭導(dǎo)向用。
活塞式壓縮機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)都是由活塞對氣體的壓縮和氣體對活塞的反壓縮(反作用)這一矛盾所決定的。
在壓縮過程中,必須有原動力來帶動活塞去克服氣體的阻力而對氣體進行壓縮,要把原動力傳給活塞就要有一套傳動機構(gòu)。如曲軸、連桿、十字頭、活塞桿等。曲軸安裝在曲軸軸承上,用于把電動機的旋轉(zhuǎn)運動變成為活塞的往復(fù)運動。曲軸由電動機帶動旋轉(zhuǎn),曲軸上的曲拐軸帶動連桿大頭進行回轉(zhuǎn),由連桿小頭通過十字頭銷拖動十字頭作往復(fù)運動?;钊麠U把十字頭和活塞連接起來,從而使活塞在氣缸也作往復(fù)運動。
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為了容納被壓縮的氣體和防止氣體向外泄漏,需要有一個氣室(氣缸)和密封裝置。密封裝置包括活塞環(huán)和填料?;钊糜跉飧變?nèi),活塞環(huán)裝在活塞上,并與氣缸緊密貼合。在氣缸上裝有吸、排氣閥?;钊麠U穿入氣缸與活塞連接,為使氣缸與外界隔絕, 氣缸與活塞桿用填料進行密封。
為了減少活塞環(huán)和氣缸間的摩擦以及曲軸連桿機構(gòu)中運動部件的磨損,一般都用潤滑油進行潤滑。
2.工作原理
活塞式壓縮機的用途雖然各不相同,但其工作原理基本相同,都是由電動機帶動曲軸旋轉(zhuǎn),并通過連桿等機構(gòu)將曲軸的運轉(zhuǎn)變?yōu)榛钊跉飧變?nèi)的往復(fù)運動,使氣缸儲存氣體的容積(工作容積)作周期性變化,從而依次完成膨脹、吸氣、壓縮、排氣四個工作循環(huán),達到輸送氣體的目的。圖1-11-2所示為單作用活塞式壓縮機的工作簡圖,其中示功圖表明活塞運動時氣缸內(nèi)的壓力變化。
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(1)膨脹過程
??? 當(dāng)活塞向右移動時,氣缸內(nèi)的氣體體積增大,壓力下降,降到稍小于進氣管內(nèi)的壓力時膨脹過程結(jié)束。圖中C-D曲線就是膨脹過程線。
(2)吸氣過程
??? 當(dāng)活塞繼續(xù)向右移動時,氣缸內(nèi)活塞左邊的壓力小于吸氣管內(nèi)的壓力,吸入管口內(nèi)的氣體便頂開吸氣閥4進入氣缸。隨著活塞的右移,氣缸在壓力p1下等壓進氣,直到活塞移到右邊末端(又稱內(nèi)死點)為止,圖中D-A直線就是吸氣過程線。
(3)壓縮過程
??? 當(dāng)活塞調(diào)轉(zhuǎn)運動方向向左移動時,氣缸內(nèi)的容積空間逐漸縮小,壓力也隨之升高。由于吸氣閥具有止逆作用,故氣缸內(nèi)的氣體不能倒回進氣管中。同時, 因出口管中的氣體壓力又高于氣缸內(nèi)部的氣體壓力,則氣缸內(nèi)的氣體暫不能從排氣閥流出,而出口管中的氣體又因排氣閥的止逆作用,也不能進入氣缸內(nèi)。此時氣缸內(nèi)的氣體壓力不斷上升,直至升至等于排氣管口的壓力。圖中A-B曲線就是壓縮過程線。
(4)排氣過程
??? 活塞繼續(xù)左移,當(dāng)氣缸內(nèi)的氣體壓力稍大于排氣口的氣體壓力及排氣閥的彈簧力時,氣缸內(nèi)的氣體便頂開排氣閥5的彈簧而進入出口管中,氣體在壓力p2下等壓排出。直至活塞運行到左邊末端止(又稱外死點)。然后,活塞又向右移動, 重復(fù)上述過程。圖中B-C直線就是排氣過程線。
由于活塞在氣缸內(nèi)不斷地往復(fù)運動,使氣缸循環(huán)地吸入和排出氣體,活塞每往復(fù)一次稱為一個工作循環(huán)?;钊肯蚯盎蛳蚝筮\動一次所經(jīng)過的距離S(見圖1-11-2)稱為行程。
圖1-11-3 所示為一雙吸式壓縮機氣缸簡圖。這種氣缸的兩端都具有進氣閥粕和排氣閥。其壓縮過程與單吸式壓縮機相同,所不同的只是在同一時間里不論活塞向哪一方向移動,都能在其前方發(fā)生壓縮作用,在其后方發(fā)生吸氣作用。
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二、活塞式壓縮機的型號及其意義
活塞式壓縮機的型號一般由以下部分組成。
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液化石油氣儲配站常見的壓縮機有:ZG-0.75/10~15型,2DG-1.5/16~24型, ZW-1.35/10~16型,2A-8型等,其型號意義如下。
(1)ZG-0.75/10~15型 ZG表示該壓縮機結(jié)構(gòu)形式為立式,壓縮機的排氣量為0.75m3/min,吸氣壓力10kgf/cm2(0.98MPa),排氣壓力15kgf/cm2(1.47MPa)。
(2)2DG-1.5/16~24型 2表示該壓縮機的氣缸為兩列,DG表示對稱平衡式,壓縮機的排氣量為1.5m3/min,吸氣壓力16kgf/cm2(1.57MPa),排氣壓力24kgf/cm2(2.35MPa)。
(3)ZW-1.35/10~16型 ZW表示風(fēng)冷雙缸單級作用立式壓縮,排氣量為1.35m3/min,進、排氣壓力分別為0.98MPA和1.47MPA。
(4)2A-8型這是一種氨氣壓縮機(A的表示意義),在將其電機改為防爆型后, 用于輸送液化石油氣。2A-8型表示有兩個直徑為80mm氣缸的氨壓縮機,排氣量為40.5m3/min,其排氣壓力隨吸入壓力而定,最大排氣壓力為1.57MPa。
壓縮機的排氣量和進、排氣壓力是壓縮機的重要性能指標(biāo)。在確定了壓縮機能夠適應(yīng)所輸送介質(zhì)的要求后,用戶可根據(jù)實際輸送氣體量和工藝系統(tǒng)中壓力的大小來選取壓縮機。對液化石油氣來講,由于其飽和蒸氣壓力為1.47MPa,用作罐車裝卸的壓縮機可選用2DG-1.5/16~24型或ZG-0.75/16~24型壓縮機,單純作抽殘液用時,可選用ZG-0.75/10~15, 型壓縮機。所配電機均應(yīng)為防爆結(jié)構(gòu)。