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1、本科毕业设计题目： 天然气汽车常规加气站压缩机和系 统设计指导老师：高秀峰学生姓名：刘洋洋 2011.9.8课题背景能源 短缺环境 污染寻求清洁替代 能源-用CNG( 压缩天然气作 为转来车辆燃 料)加气站核心设备 ：常规CNG压缩 机 母站CNG压缩机 子站CNG压缩机天然气 加气站常规 站母站子站课题背景课题任务本论文设计了一种天然气汽车常规加气站压缩 机。 主要参数：额定进气压力是 0.3MPa，排气压力为25MPa。供气量为700N m3 ,电动机功率220kw,转速980r/min。采用两列四缸结构，以实现四级压缩。主机采用了两列带平衡腔的正级差结构，第！ 、级 设置在一列，第、级设
2、置在一列。两列按平衡对动方案布置，压缩机采用风冷，气缸有油 润滑。 设计内容及步骤热力计算额定工况（0.3MPa） 热力复算：四种变工况动力计算额定工况下受力计算，得出飞轮 矩 变工况下的受力计算和分析零部件强度 校核气缸部分：气缸、气阀、活塞等 基本部件：机身、连杆、十字头等 附属部件：中冷器传热 量计算绘制装配图曲轴、连杆、高压级 气缸零件图 总装图压缩机选型压缩机为卧式对动结构，选择列数为2列。第一列布 置两级压缩，即I，级正级差带平衡腔的气缸，第 二列也是布置了两级压缩，即，级正级差带平衡 腔的气缸。额定工况下的热力计算估算各级排气温度Td用MATLAB编程计算各级进出口压缩因子估算进
3、气系数、泄漏系数、析水系数和抽气系数热力计算结果计算各级气缸工作容积计算气缸的直径气缸圆整后各级容积参数顾及压力损失后各级实际压力和压力比计算各列最大活塞力计算各级指示功率、所需轴功率、等温效率 变工况下的热力计算工作容积的确定、确定与容积流量有关的系数、确定 假想工作容积。选定四种变工况变工况1编程结果动力计算额定工况下变工况下额定工况下综合活塞力第一列动力计算第二列动力计算变工况下第一列动力计算第二列动力计算计算飞轮矩 额定工况下曲轴旋转一周切向 力变化图线，得飞轮矩为 1434kg*m2变工况下，总切向力和平均切 向力，得飞轮矩1287kg*m2气缸部分设计1气缸的设计与强度校核一级气缸
4、的设计与强度校核 ：气缸选用材料为铸铁 HT250，气缸壁厚s=1.6 cm。 二级气缸的设计和强度：气缸选用材料为铸铁材料， 气缸内壁厚s=2.5 cm。三级气缸的设计和强度校核：气缸选用材料为铸铁材 料气缸内壁厚 s= 3.5 cm。四级气缸的设计及强度校核：气缸材料为45 钢，气 缸壁厚 =1.5cm ，干式气缸套材料为铸铁,HT250, 缸套壁厚 = 1.2 (cm) 。气阀的设计计算及结构计算气缸部分设计2活塞杆的设计与强度校核活塞环、活塞的设计：活塞为级差式填料、刮油环的设计：填料采用三、六瓣结构，气缸 侧为三瓣结构，另一侧为六瓣结构。气缸部分设计3基本部件设计机身、中体、 连杆、
5、十字头、曲轴、轴承、轴瓦中冷器的设计采取一个比较平均的比定压热容的算法，质 量流量不变，可以在标准状态下计算，求得各种 工况下的传热量。系统流程和控制逻辑关系图设计 总装图连杆零件图缸体零件图缸体零件图学术价值1.本设计中的原始数据，均根据实际情况得来，所以 经由这些原始数据进行的计算具有一定的实际意义。2.求解任何压力和温度下的压缩因子的MATLAB子程 序，可以为任何需用到天然气压缩因子的计算提供帮 助.3.热力和动力计算程序可以为以后设计往复式压缩机 提供清晰的思路和参考。4.本设计吸收了中国石化集团公司江汉三机厂2D4- 3/3-250 机型的许多优点，比如，选定额定转速为 980r/min，这在我国同功率的高压压缩机中是最高的 ；级在列中的配置，选定为无高压填料，仅出现中低 压填料的方案；传动机构采用反向润滑系统。问题与展望缺陷： 1.天然气仅仅考虑了甲烷的情况，未考虑其他气体的存 在，把压缩指数和膨胀指数都当成了定值。 2.将天然气当成干气处理也不太准确。 3. 工程制图的知识缺乏，在画图细节上可能有些错 误。 4.在设计进度上，前期编程计算用的时间过多，导致后 期画图时间有些紧张，一些零件也没来得及校改进：考虑天然气的实际成分，以及水分的影响。更 加合理分配进度和执行任务，在设计过程中投入更多 在画图任务上。 参考文献
