空压机的结构和控制

第二节 空压机的结构和自动控制,一、典型结构与部件 CZ60/30型空压机是一种船用水冷二级空压机。 其排量为60m3/h，转速750rpm。 一级额定排气压力0.64MPa，二级为3 Mpa。,1、运动部件 电机 飞轮（联轴器） 曲轴单曲拐 连杆 击油勺 活塞销间隙配合 活塞级差式 活塞环密封环+刮油环,2、气流路径 滤清器 低压吸气阀 低压级气缸 低压排气阀 级间冷却器 低压安全阀 高压吸气阀 高压级气缸 高压排出阀 高压安全阀 后冷却器 气液分离器 空气瓶,3、余隙调节垫片,影响1、2级余隙容积,影响1级余隙容积,4、气阀空压机中最重要的易损件,对气阀的要求：,1)启闭及时，动作准确。即阀片的起落无延迟现象，阀升起后能正确落位。 2)关闭严密。气阀关闭时气密性好，无漏气现象。 3)阻力损失小。 4)工作时冲击和噪声小。,空压机使用最普遍的是环状阀。 气阀由阀座、阀片、升程限制器、气阀弹簧组成。,对气阀的要求：,空压机气阀要求：严 、静 、快 、小 ?,关于气阀的升程：,升程小，撞击速度小，工作平稳，但气流速度增加，流动阻力增加。 升程大，气流速度小，阻力小；但撞击大，易变形，寿命短。 升程设计时已定（升程限制器2-4mm）。 转速高和压力大时升程应较小。,气阀泄漏会造成： 排气温度上升 排气量下降 缸套温度异常发热 排气阀泄漏比进气阀泄漏影响大 高压级气阀泄漏比低压级影响大,气阀种类,5、安全阀 为了防止空压机的排气压力超过容许值而发生机损事故。 低压级安全阀开启压力0.7 Mpa（比额定排出压力高15%）。 高压级安全阀开启压力3.3 Mpa（比额定排出压力高10%） 空压机出厂时，安全阀的开启压力已调整好，并已铅封。,6、气液分离器,空压机气缸中排出的压缩空气含有油和水蒸气，经冷却后会凝结成液滴。 油滴和水滴若粘附在气阀或缸壁上，会关闭不严和润滑恶化。 若冷却后的压缩空气直接充入储气瓶，则会降低压缩空气的品质。,气液分离器原理,冷却后的压缩空气进入壳体内，容积增大，流速降低，为分离提供了较充裕的时间。 气流流向的多次转折而撞击芯子壁面，液滴沾附于壁面上，并由重力下流而积聚。,分离后的压缩空气则经限制器和出口接头充入下一级气缸或储气瓶。 为了提高油水分离器分离油和水的效果，空压机运行中，应定期开启泄放阀排污。,7、 润滑,有飞溅润滑和压力润滑两种，本型号采用飞溅润滑。 气缸上部缸壁（低压缸）靠一级吸入管上的油杯每分钟滴入46滴油。 也可通过连接管从曲轴箱中吸入部分油雾来润滑,气缸下部缸壁靠击油勺击油飞溅润滑。 曲轴箱的油位应严格控制在油标尺两刻线之间。 油位过高，飞溅剧烈，耗功增大，油温升高，加速滑油的变质，增加油耗量和压缩空气中的油分。 油位过低，会造成润滑不良。,船用空压机多采用水冷，包括以下几方面： （1）级间冷却降低排温，减少功耗。 （2）气缸冷却降低排温，减少功耗，避免滑油温度过高。缸壁温度一般比冷却水温度高1520，冷却水温一般为30左右，以免湿空气在壁面结露而造成水击 （3）后冷却冷却至60左右即可，以减小排气比容，提高气瓶储量，减轻气压降低程度，并使排气中的油和水蒸汽冷凝而便于分离。 （4）滑油冷却油温保持在50左右，以保持滑油良好的润滑性能，减轻油变质的速度。,8、冷却,降低排气比容,增加气瓶储量,分离油水。,船用水冷式空压机，一般不自带水泵 所需冷却水来自压力水柜或由机舱的其它水泵供给。,9、卸载机构 启动期间必须卸载，以减小启动电流。 常用卸载方法： 顶开吸气阀：使第一级吸气阀常开。 排气泄放：开启中间冷却器和气液分离器后泄放阀。,二、活塞式空压机的自动控制,空压机的自动控制如图所示，主要包括： 1.自动起、停（由各自的压力继电器控制） （一台2.5MPa起动， 3.0MPa停车；另一台2.4MPa起动，2.9MPa停车。） 每月定期转换主次。,空压机自动控制,自动起停,自动卸载和泄放,自动卸载和泄放：启动时延时关闭，运行时定期2h泄放，停车时开启。,二、自动控制,冷却水自动控制,二、自动控制,自动保护,停车,注意判断：滑油温度高，可表现为压力低，出现“低压报警”,自动保护电机过载，过电流，排气温度高121或冷却水温高，低油压延时保护，低油位,二、自动控制,自动供油,滴油润滑设供油电磁阀。,6-3 活塞式空压机的管理,一、活塞式空压机的管理要点 1、 启动和停车 启动： （1）一般性检查 盘车 （2）检查曲轴箱油位 （3）供给冷却水 放气旋塞 （4）全开通往储气瓶管路上的截止阀 （5） 非自动控制的压缩机，低压级设有卸载机构的应手动卸载，并开启各级排气端泄放阀 （6） 启动压缩机，观察启动电流和听声音 （7） 一切正常后，非自动控制压缩机手动停止卸载机构并由低至高关闭各级泄放阀 再转为自动控制,1. 起动和停车手动,(1) 一般性检查,(2) 曲轴箱油位,(3) 供冷却水,(4) 开管路截止阀,(5) 开卸载机构,(6) 按启动按钮,(7) 关卸载机构， 关泄放阀(由低压至高压),(1) 开卸载机构,(2) 开泄放阀(由高压至低压),(3) 按停车按钮,(4) 关管路截止阀，停冷却水,2、 运行中管理要点 倾斜度、温度、湿度,（1） 润滑情况 油位、油压、连续 （2） 冷却情况 水压、水温、连续 各级排温200 滑油70 水冷： 水温+30 风冷：环境+40 断水应停车、自然冷却，避免“炸缸”。 （3） 定时泄水 （4） 排气压力和温度 仪表 此外，应定时巡查是否有水、气、油的漏泄；各气阀盖处温度是否正常；是否有异常噪音等。,一、管理要点,3. 检修保养,气阀漏泄现象,阀温度升高，阀盖烫手,级间气压偏高(后级气阀漏) 级间气压偏低(前级气阀漏),排气量降低,漏泄缸排气温度升高,气阀检修,气阀煤油试漏，20滴/min,吸排气阀弹簧3次压紧自由高度残余变形0.5%,检查阀片升程、开口销,紫铜垫退火，阀片8字研磨,一、管理要点,3. 检修保养, 气阀, 润滑油, 冷却系统清洗,对润滑油的要求,良好的抗氧化积碳能力,良好的抗乳化性,适当高的闪点(200240C，高于压缩终点气温2040 C),国产压缩机油,N68、N100、N150, 防止着火与爆炸, 运动部件间隙,一、管理要点,3. 检修保养, 气阀, 润滑油, 冷却系统清洗,碱洗法(1%Na2CO3),酸洗法,检查冷却器防蚀锌棒, 防止着火与爆炸, 运动部件间隙, 运动部件间隙,一、管理要点,3. 检修保养, 气阀, 润滑油, 冷却系统清洗,活塞环间隙,主轴承间隙,连杆轴承间隙, 防止着火与爆炸,活塞缸壁间隙,气缸余隙,气缸、活塞销、曲柄销、曲轴轴颈的圆度、圆柱度,问题：该间隙增加，低压级余隙？高压级余隙？, 防止着火与爆炸, 运动部件间隙,一、管理要点,3. 检修保养, 气阀, 润滑油, 冷却系统清洗,油在高温下分解的积碳沉淀物自燃(不一定达到闪点，有时180200C会发生)。,合理选用滑油,工作温度150 C或低于滑油闪点28C，避免空转过长。,减少积油积碳，定期放残,消除触发自燃的因素,原因,预防措施,防止空气中油分达到爆炸极限, 气缸、活塞环磨损过大, 气阀弹簧损坏、太弱、漏装,二、故障分析,1. 排气量降低, 转速低, 阀片损坏, 阀座与阀片接触不良, 缸盖和缸体接触不良, 滤器堵塞或气阀通道积碳过多, 吸气阀弹簧太强, 余隙容积太大, 气缸冷却不良, 吸气温度太高, 前1级排气量减小, 级间气体外漏,二、故障分析,2. 级间压力高于或低于正常值, 后1级排气量减小, 级间冷却不良, 高压缸排气经活塞环漏入低压缸,二、故障分析,2. 级间压力高于或低于正常值,问题：空压机低压级安全阀开启(级间压力高)可能是什么原因？,A.高压级吸气阀漏泄,B.高压级排气阀漏泄,C.低压级排气阀漏泄,D.级差式活塞上部活塞环漏泄,E.吸气温度高,F.通气瓶的排气压力过高, 排气压力过高,二、故障分析,3. 排气温度过高, 气阀漏泄, 气缸或级间冷却不良, 吸气温度过高,二、故障分析,3. 排气温度过高,问题：空压机排气温度过高可能是什么原因？,A.低压级吸气阀漏泄,B.高压级吸气阀漏泄,C.低压级排气阀漏泄,E.排气阀漏泄,F. 冷却不良,G.余隙容积因轴承磨损变大,H.吸气温度高,D.高压级排气阀漏泄, 曲柄连杆机构与气缸中心线不一致,二、故障分析,4. 不正常的敲击声, 机械敲击：轴承间隙太大，余隙容积太小，螺栓松动，零件掉入气缸, 油击：气缸滑油量太多, 水击：气缸凝水或缸套冷却水漏入气缸,