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1、COMPRESSOR,天然气压缩机原理介绍 2016年6月25日,COMPRESSOR,内容 天然气压缩机组概述 压缩机组的分类 压缩机组的应用 压缩机工作原理及各部分功用介绍 压缩机主要设备流程图,COMPRESSOR,压缩机组是一种用于压缩气体以提高气体压力来输送气体的机器。可用于化学工业、天然气输送工艺等，它主要由压缩机部分，驱动部分及冷却部分三大部分组成。,天然气压缩机组概述,COMPRESSOR,压缩机组分类 1、按结构分类 目前在天然气增压输送中使用的压缩机主要可分为活塞式压缩机与离心式压缩机两种,COMPRESSOR,2、按排气压力分类 低压压缩机 排气压力大于0.2MPa而小于
2、0.98MPa 中压压缩机 排气压力大于0.98MPa而小于9.8MPa 高压压缩机 排气压力大于9.8MPa而小于98MPa 超高压压缩机 排气压力大于98MPa,COMPRESSOR,3、按排气量分类 微型压缩机 排气量小于1m3/min 小型压缩机 排气量大于1m3/min而小于10m3/min 中型压缩机 排气量大于10m3/min而小于60m3/min 大型压缩机 排气量大于60m3/min,COMPRESSOR,4、按气缸中心线相对位置分类 立式 气缸中心线与地面垂直 卧式 气缸中心线与地面平行，卧式压缩机又可分为对置式与对动式两种。 5、按活塞在气缸内作用分类 单作用式 气缸内仅
3、一端进行压缩循环 双作用式 气缸内两端都进行同一级次的压缩循环,COMPRESSOR,压缩机组安装经典整体图,COMPRESSOR,压缩机组现场实例图片,COMPRESSOR,往复式压缩机组的应用,储气 在为储气库的注气应用中，是使用压缩机将来自各个气源的天然气注入到地下储存库，如枯竭油气层构造，废弃盐洞穴和地下矿洞。夏季存储的天然气在用气高峰的冬季扮演着重要角色， 可以保持市场的稳定。此工业界的公司也可以在天然气价格较低时将气储存起来， 然后在市场需求量大并且价格高时出售释放的天然气。,COMPRESSOR,往复式压缩机组的应用,集气 在集气应用中，是用压缩机将个别独立气井及其它来源产生的天
4、然气压缩集中。气体通过管道网络压缩收集或集气，然后通过中心管道输送到指定地点。以下示例说明来自个别独立气井的天然气被集气并压缩的模式。集气前的天然气可能来自从多个不同的气源，例如气井、个别独立油井的伴生气或从其它生产基地收集的气体。,COMPRESSOR,往复式压缩机组的应用,注空气或氮气 注空气或氮气的应用是使用压缩机为油气井的欠平衡钻探注入空气或氮气。欠平衡钻探是指以小于自然构造梯度的井筒梯度进行钻探的方法。这样注入气体后的底孔循环压力就会小于构造压力，进而使井的油气流出。欠平衡钻探技术能在短期内增加油气的恢复量，为行业节省了数百万美元。,COMPRESSOR,往复式压缩机组的应用,管道传
5、输 在管道传输应用中，使用压缩机通过复杂的管道网络将天然气从产地有效地输送到用气需求高的地区。管道可以是省与省之间管道或省内管道。省间管道可跨省输送天然气，有时甚至跨国输送。被压缩的天然气是通过长输管道进行输送，因此在沿管道线一定的间隔就必须设置压缩机站为天然气增压，以确保管道内始终保持使天然气流动而应该具备的压力。天然气进入压缩机站后，被压缩至更高的压强，然后沿管道传输到另一个站。,COMPRESSOR,往复式压缩机组的应用,CNG - 压缩天然气 在压缩天然气即 CNG 的应用中，天然气被压缩到 3000 至 3600 PSIG后存储在高压存储罐中成为替代汽油的汽车车辆燃料。压缩机被安装在
6、 CNG 加气站中，来自管道的天然气在这里被压缩并存储在高压存储罐中。使用 CNG 作燃料的 CNG 车辆比使用汽油、柴油的车辆排放气更少，温室效应气体辐射量也更少。,COMPRESSOR,压缩机示例图片,COMPRESSOR,压缩机剖面动态图,连杆通过大头瓦与曲轴相连,刮油盘根,活塞杆盘根,曲轴箱,连杆通过小头瓦与十字头相连,活塞杆,进气阀,排气阀,盘根注油,COMPRESSOR,压缩机主要组成,填料,十字头,排气阀,活塞,活塞杆,曲轴,进气阀,排气阀,机体,COMPRESSOR,压缩机的组成 压缩机由曲轴、连杆、十字头、活塞杆、气缸、活塞、活塞环、填料、进排气阀等组成。,COMPRESSO
7、R,压缩机工作原理：工作时活塞从上止点运行到下止点，进气阀打开完成进气过程。活塞从下止点向上止点运动，当气缸内的压力达到一定程度时排气阀打开，完成排气过程。,压缩机工作原理及各部分功用介绍,原理: 吸气 压缩 排气,COMPRESSOR,往复式压缩机工作原理,排气阀,单向阀,气阀,压缩机气阀高速网状阀，对高转速有很好的适应性，能耗小，寿命长，性能良好。 弹簧力匹配合理，启闭及时迅速。 有足够大的通流面积，压力损失小，气体温升小。 缓冲效果好，阀片撞击速度低。 非金属阀片，质量小，撞击能量小。,压差开启进气阀,50 psi 45 psi,阀内弹簧关闭气阀,50 psi 50 psi,压差保持进气
8、阀关闭,50 psi 105 psi,105 psi 100 psi,压差开启排气阀,100 psi 100 psi,阀内弹簧关闭气阀,45 psi 100 psi,压差保持进气阀关闭,气 阀,阀片,阻尼片,阻尼弹簧,关闭弹簧,支撑环,压缩机活塞支撑环,外端：压缩,内端：膨胀,外端：排气,内端：进气,外端：排气（终点）,内端：进气（终点）,外端：进气,内端：排气,填料装置,活塞杆,滑油进,排放,114.7 psiA,458.8 psiA,压缩比不大于4的原因：,1：活塞杆上的负荷限制,80 F,320 F,2：温度限制-不能高于350F,1 PSI的压力上升对应1F的温度增长。,“?”,驱动活
9、塞的动力从哪来？,天然气发动机,驱动机的种类,电动机,驱动机的种类,发动机（曲轴）的旋转运动 压缩机（活塞）的往复运动？,机架,机架主要部分,刮油环（铸铁材料）,隔离室和盘根排污连接处,隔离段,曲轴,主轴颈,2缸压缩机有2个主轴颈， 4缸压缩机有4个主轴颈， 6缸压缩机有6个主轴颈。,连杆轴颈,2缸压缩机有2个连杆轴颈， 4缸压缩机有4个连杆轴颈， 6缸压缩机有6个连杆轴颈。,主轴颈,连杆轴颈,十字头,导轨,连杆,连杆的2/3（大端）作旋转运动，余下的1/3（小端）作往复运动。,工艺气流程,洗涤罐,吸入缓冲罐,排出缓冲罐,气缸,安全阀,换热器,风扇,启动旁通管线和阀,吹扫管线和阀,滤网,排出单
10、向阀,*系统还应配置进、排气阀,AS,12,捕雾器,挡板,手动排放阀,自动排放阀,液位控制器,高液位停车,观察镜,AS,12,AS,去控制盘,12,缓冲罐的作用：减少压力变化对气阀造成的损害,80F,220F,PI,PSHH,TSHH,仪表和保护装置,空气冷却器,压缩原理,.,P1线代表吸入压力,P2线代表排出压力,P1线代表吸入压力,P2线代表排出压力,P1线代表吸入压力,P2线代表排出压力,排气阀开启,P1线代表吸入压力,P2线代表排出压力,P1线代表吸入压力,P2线代表排出压力,P1线代表吸入压力,P2线代表排出压力,P1线代表吸入压力,P2线代表排出压力,进气阀开启,P1线代表吸入压力
11、,P2线代表排出压力,P1线代表吸入压力,P2线代表排出压力,1,2,3,4,1. 压缩过程 2. 排气过程 3. 膨胀过程 4. 进气过程,P1线代表吸入压力,P2线代表排出压力,P2 P1,考虑气阀损失,P1线代表吸入压力,P2线代表排出压力,P2 P1,45%,85%,排气容积效率,进气容积效率,总行程,P2 P1,最小余隙 (最大排量),总容积,扫过容积,设定余隙 大约 20%,1,4,3,2,P2 P1,增加余隙 （降低排量）,设定余隙 大约 25%,1,4,3,2,总容积,扫过容积,余隙塞,余隙塞接头 (CBC),反装余隙塞,余隙塞（接头） (CBC),截断余隙塞,余隙塞接头 (CBC),余隙囊,余隙囊接头 (CBC),可调余隙装置 (VVCP),可调余隙装置开启(VVCP),可调余隙装置调到最大(VVCP),气作用余隙调节囊,气作用余隙调节囊,P2-B P2-A P1,压缩比不同，容积效率改变。,70% 80%,25% 20%,活塞杆负荷反向过程,受压状态下的活塞杆,连杆小端轴承,十字头销,受拉状态下的活塞杆,连杆小端轴承,十字头销,力和扭矩,枢轴点,惯性力,惯性力,往复惯性力产生扭矩（外死点）,往复惯性力产生扭矩（内死点）,在曲轴中心线两侧加平衡配重，可限制往复惯性力。,增加侧支撑,气缸支撑1,气缸支撑2,
