1 按排氣壓力分
低壓壓縮機 <1 MPa
高壓壓縮機 10~100MPa
中壓壓縮機 1~10 MPa
超高壓壓縮機 >100MP
2 按容積流量分
微型壓縮機 <1m3/min
中型壓縮機 10~100m3/min
小型壓縮機 1~10m3/min
超高壓壓縮機 >100m3/min
3 按達到排氣壓力所需要的級數分
單級壓縮機—氣體經過一級壓縮達到排氣壓力;
兩級壓縮機—氣體經過兩級壓縮達到排氣壓力;
多級壓縮機—氣體經過三級或三級以上壓縮達到排氣壓力。
4 按氣缸中心線相對地平線位置或其彼此間關系分
立式壓縮機—氣缸中心線與地平面垂直;
臥式壓縮機—氣缸中心線與地平面平行,其中按氣缸相對于機身的位置又分為:一般臥式壓縮機,對動式和對置式壓縮機;
角度式壓縮機—氣缸中心線與地平面成一角度,并按氣缸排列所呈的形狀又有:L型、W型、V型、扇型、星型等。
5 其他分類方式
按被壓縮的氣體介質分有空氣壓縮機、氫氣壓縮機、石油氣壓縮機等;
按冷卻方式可分為風(空)冷壓縮機和水冷壓縮機;
按機器工作地點固定與否分為移動式和固定式等。
1、立式壓縮機
優點是:主機直立,占地面積小;活塞重量不支承在氣缸上,沒有因此而產生的摩擦和磨損。
缺點是:大型時高度大,需設置操作平臺,操作不方便;管道布置困難;多級時級間設備占地面積大。
所以,立式壓縮機現僅用于中、小型及微型,使機器高度均處于人體高度便于操作的范圍內,且中型壓縮機主要用于無油潤滑結構——活塞無需支承而僅需導向;此外,級數以少為宜,以避免管道布置的麻煩。
2、臥式壓縮機
臥式壓縮機大都制成氣缸置于機身兩側的結構,其優缺點恰好和立式壓縮機相反;臥式壓縮機的級間設備甚至可配置在壓縮機的上方或下方,故中、大型壓縮機宜采用臥式結構。
在臥式壓縮機中,相對列活塞相向運動的對動式壓縮機,其動力平衡性能特別好,并因為相對列力矩轉化的力,故軸承受力情況改善,且不論奇數列還是偶數列都可做成對動式結構,所以現在應用最普遍。當然對動式壓縮機也有缺點:首先,兩相對列中,總有一列十字頭上作用的側向力向上,而在兩止點位置側向力小時,其重力又向下,因此造成十字頭在運動中有敲擊,并導致活塞桿隨之擺動,從而影響填料的密封性及耐久性;其次,僅兩列的對動式壓縮機,其總切向力曲線很不均勻,由此使飛輪矩要比角度式結構大。
所謂對置式壓縮機,就是其相對列的活塞部件并不做對稱運動。采用一連桿而具有框架式十字頭的對置式壓縮機主要用于超高壓的增壓壓縮機。因為超高壓級一般都是單作用式,采用框架式十字頭可使相對列的氣體力抵消掉一部分,從而減少了連桿、曲軸的負荷,此外,兩列均無向上的側向力,故運轉時比較平穩。這種結構往復質量很大,但因考慮到密封元件等的耐久性,超高壓壓縮機一般轉速不高,其慣性力仍不至超過最大氣體力。
角度式壓縮機其優點是結構緊湊,每個曲拐上裝有兩根以上的連桿,使曲軸結構簡單、長度較短,并可能采用滾動軸承;缺點是大型時高度大。所以,角度式壓縮機的適用范圍也主要是中、小型及微型壓縮機。
1 列數
為了獲得較好的動力平衡性能,不論什么型式的壓縮機,列數以等于或多于兩列為宜;只有那些微型的低壓或高壓壓縮機,因為動力平衡性能不重要,以及由于密封等原因,才采用單列結構。但是,列數也不是愈多愈好,因為列數多時將使壓縮機結構復雜,故列數需視機型系列化的情況、氣量大小、壓力高低等來決定。通常活塞力為(2~22)*104N時取2~4列,大于22*104N取3~8列。對于活塞力小于2*104N時,大都為無十字頭的壓縮機,一般2~4列,而在冷凍壓縮機中目前也有多達16列的。
2 級在列中的配置
關于級在列中的配置,有十字頭和無十字頭壓縮機不一樣,但基本原則是類似的,即應注意到下列四方面:
各列活塞力要均衡,有十字頭時希望往返行程中的活塞力也能均衡,這樣曲軸、連桿的強度利用比較充分;
力求減少氣體泄漏量,所以應使相鄰容積壓力差較小;
在曲軸一側配置較低壓力級,以利于填料密封;
制造和裝配方便。
在多列壓縮機中,通常每列僅配置1~2級,個別的達3級或更多。每列配置一個級,在無十字頭壓縮機中只能作成單作用式;而有十字頭式壓縮機,在低、中壓時大都作成雙作用式,這樣往返行程活塞力均衡,且泄漏較少。高壓或超高壓時也作成單作用式,因為高壓時即使作成雙作用,由于活塞桿的影響,往返行程中活塞力的差別也很大。若高壓級一定也要作成雙作用,則需要采用貫穿活塞桿,這樣活塞力均衡了,但要多增加一道活塞桿密封裝置。
一列中配置兩級或三級時,無十字頭有如圖2-50所示幾種方案,其中圖2-50(a)方案泄露少但活塞力往返行程不均衡;圖2-50(b)所示方案泄漏較嚴重,但活塞力均衡,
合成氨用的氮、氫混合氣對置平衡式壓縮機,該機器為MH型結構,其右邊四列組成M型結構,它能將氣體從常壓壓縮至32MPa。四、五級氣缸為級差式六、七級為單作用式。
機器有六個曲拐,相對列曲柄錯角為180o,三個相對列之間的曲柄夾角為60o,這樣,當各列往復質量相等時,不僅一階、二階往復慣性力、回轉慣性力能完全平衡,而且往復慣性力矩和回轉慣性力矩也完全平衡,所以其平衡性能十分完美。
對置式超高壓壓縮機及其氣缸的剖面圖。它的用途是將進口壓力(20~30)MPa的乙烯氣體經過兩級壓縮達到(250~300)MPa后再進行聚合。對置的兩缸均為單作用式。其相對列的活塞桿固接于一個框架式十字頭上,由一個曲拐通過連桿來驅動。超高壓壓縮機的氣缸由若干層圓筒組成,在壓力交變區盡量避免徑向開孔,活塞為柱塞式,并用填料密封。為防止十字頭往返運動引起柱塞跳動,機器上設有輔助導向滑道。氣閥為組合式,氣體從徑向進入,軸向排出。此種機器轉速比較低,n≈125~150r/min。為了得到較好的平衡性能,一般做成四列~六列。
立式迷宮壓縮機,其氣缸、活塞和填料密封圈(
壓縮機配件)上帶有密宮槽,中體內有導向套可保證活塞桿的運動,因此,該壓縮機無需帶液潤滑,保證了壓縮介質的高度純凈。
兩級隔膜壓縮機,其容積流量10 m
3/h,排氣壓力25.1MPa。該壓縮機為V形結構,一、二級缸各占一列。排氣閥配置在膜腔蓋板的中央,進氣閥配置在膜腔型面拐點形成的圓周上。一級蓋板上裝有兩個螺桿和手輪供拆卸蓋板之用。從圖中可以看出,機器采用主、副連桿,連桿大頭采用滾動軸承(
空壓機配件)。為了安裝滾動軸承,曲軸的一端制成較大的過渡圓弧。補油泵是柱塞式油泵,由曲軸端部的偏心輪驅動,每一缸都有自己單獨的補油泵,油直接來自曲軸箱。放油閥中釋放出來的油,一級缸直接排入曲軸箱,二級缸排至其滑道的上端,用于潤滑滑道導向面。機器上還附設一個手動的齒輪泵供油系統,用于新機器開動前向液壓缸中灌油,為了排放出液壓缸腔室高位置的支板上,設有一個放氣孔,待油充滿后即用螺釘堵塞。
a 壓縮機選型的三種情形:
新建廠的壓縮機選型計算
擴建廠的選型計算
技術改造的選型與改型計算
b 明確流程的原始計算數據:
明確氣體的性質和吸氣狀態
根據生產規模或流程需要確定總供氣量
確定需要的排氣壓力
考慮排氣溫度的要求
單機容積流量的計算
熱力計算
a 電動機
電動機價格最便宜,而且結構簡單、操作方便,所以凡是有電能的地方應用電動機驅動。
b 內燃機
在沒有電能的地方或具有天然氣及可以利用可燃氣體的地方應用內燃機。雖然內燃機價格昂貴,但用天然氣的能源消耗費用最便宜,高的成本費用幾年內便可用低的運行費用所抵償。
c 氣輪機
氣輪機驅動,通常用在化工廠中因工藝流程本身需要蒸汽,因而有現成的蒸汽可用,也有很高的運行經濟性。
復算性計算具體步驟如下:
計算各級行程容積;
確定與容積流量有關的系數;
復算級間壓力和壓力比。
1 選型分析
例如某一工廠需要一臺動力用
空氣壓縮機,要求其排氣量10m
3(Vn)/min,絕對排氣壓力0.9MPa。請選擇合適的壓縮機。
考慮因素:
壓縮介質 : 本例中則應當采用動力用空氣壓縮機,通常動力用空氣壓縮機已經有產品標準,因此可以先將氣量轉換成標準工況下的排氣量,了解壓縮機型號的含義(見附錄1),查找壓縮機產品目錄及標準。
冷卻方式 : 根據冷卻情況確定風冷還是水冷,如果空氣質量要求很高,則要用無油潤滑壓縮機。如果對空氣質量無特殊要求,在室內使用,應選有油潤滑、水冷。
驅動方式
場地大小
比功率 : 如果同時有幾種符合要求,還應該比較其比功率,比功率小意味著機器比較省功。
機器價格
結構型式:從結構型式考慮,L型或V型是比較好的選擇。
結 論 : 根據附錄2表2可以看到10m
3(Vn)/min的
空氣壓縮機壓力分別有0.7MPa、1.0MPa、1.25MPa等。故可以選擇排氣壓力為0.7MPa或1.0MPa的機器的兩級壓縮機,如果對空氣質量無特殊要求,在室內使用,從價格便宜的角度考慮應選有油潤滑、水冷,并由電動機驅動的壓縮機。