天然气压缩机系统设计（本科）毕业论文设计.doc

1绪论 1.1引言 随着科学技术的飞速发展，人类与天然气的关系越来越密切。正如大家所知道的，天然气能源是一种十分干净，优质，方便，高效的能源。所以无论是直接燃烧，还是用来开车或发电，都将会受到人们的欢迎。经过测定，天然气的热效应和热值不仅高于煤炭的热值，而且也高于石油的。目前天然气消费在世界能源消费结构中的比重已达35%，成为仅次于石油的第二大能源。天然气广泛用于商业及民用热水器，燃灶具，制冷及采暖，也用于冶金，造纸，陶瓷，采石，玻璃等行业，还用于干燥脱水处理及废料燃烧 天然气汽车的一氧化碳，碳氢化合物与氮氧化合物的排放量都大大的低于汽油，柴油发电机的汽车，不磨损，不积碳，运营费用低，是一种新型环保的汽车，未来的发展前景非常可观。 1.2天然气压缩机的国内外研究现状 目前，国外天然气压缩机的主要生产厂家，主要集中在美国。以库伯公司，艾里尔公司，和德莱赛兰公司等为代表。生产的压缩机类型按其总体结构而言，可分为总体式和分体式两大系列。总体来看，目前国内生产的压缩机产品的供需情况是：一般用微型压缩机和往复式活塞压缩机，这两种压缩机的生产力都大于市场需要，快速发展的微型压缩机主要依赖于以出口为主的生产模式，工艺用的压缩机尽管有了较快的发展，但在其技术水平和制作能力，特别是在产品的性能稳定性，可靠性方面与国际先进水平有一定差距，不能满足国家重点工程建设的需要。目前车用天然气压缩机技术已日趋成熟，技术性能已达到国际水平，制造和生产的水平已接近国际水平。进口及国产的同类型压缩机性能与中国产压缩机的易损件寿命比进口的产品低，国产材料加工水平没有跟上是主要的原因。但进口压缩机的价格要给国产的压缩机的成套价格高52%，而且配件供应有保证。因此选用国产压缩机投资和运行维护费用比较低。 2 VW-7/3天然气压缩机的特点及应用 2.1天然气压缩机的构造原理： 天然气加气站用压缩机，构件主要包括电机、曲轴连杆机构、气缸、活塞。气体的压缩级数为三级或四级，连杆、气缸与活塞组成的列数为两列，同一列的不同级的气缸之间不设置平衡段缸且采用倒级差组合结构，每一列中的气缸填料与活塞环为自润滑材料环。与现有天然气加气站用压缩机相比，不仅简化了结构，而且提高了压缩机运转的平稳性，降低了能耗，并可得到无油污染的压缩天然气。 2.2天然压缩机的特点: 1、采用德国曼内斯曼德马格公司技术，产品可靠性高。 2、气阀、活塞环等易损件采用国外先进产品，使用寿命达8000小时以上。 3、软启动，允许压缩机频繁启动和停机。 4、宽范围进气，适应范围广。 5、整体撬装结构，噪音低，易于城区安装，节省投资。 6、西门子PLC控制系统，自动化程度高，远程控制方便。 7、可以选择风冷、混冷、水冷三种冷却方式。 产品可做的范围：排气量从0.2-40m/min 排气压力从0.2Mpa-25Mpa. 3压缩机概述 用来压缩气体借以提高气体压力的机械称为压缩机，也称“压气机”或“气泵”，一般提升压力小于0.2MPa时称作鼓风机，提升压力小于0.02MPa时称为通风机。根据压缩气体的原理，压缩机可分为“容积式”和“动力式”两大类。压缩机的种类和形式很多，不同压缩机的结构和特点差别很大，因而其适用的场合、性能、造价、尺寸重量等指标也相差甚远。 4压缩机的分类与命名 4.1按工作原理分类 按工作原理，压缩机可分为“容积式”和“动力式”两大类。容积式压缩机直接对一可变容积工作腔中的气体经行压缩，使该部分气体的容积缩小、压力提高，其特点是压缩机具有容积可周期变化的工作腔。容积式压缩机工作的理论基础是反映气体基本状态参数p、V、T关系的气体状态方程。动力式压缩机首先使气体流动速度提高，即增加气体分子的动能，然后使气流速度有序降低，使动能转化为压力能，与此同时气体容积也相应减小，其特点是压缩机具有驱使气体获得流动速度的叶轮。动力式压缩机在中国个别文献中称为“速度式”或“叶轮式”压缩机。动力式压缩机工作的理论基础是反映流体静压与动能守恒关系的流体力学伯努利方程。 4.2按排气压力分类 见表4-1，按排气压力分类时，压缩机的进气压力为大气压力或小于0.2MPa。对于进气压力高于0.2MPa的压缩机，特称为“增压压缩机”，化工厂中常用的循环气压增机即为增压压缩机的一种。 表4-1 按排气压力对压缩机分类 名称 排气表压 风机 通风机 ﹤15kMa 鼓风机 0.015～0.2MPa 压缩机 低压压缩机 ﹥0.2～1.0MPa 中压压缩机 ﹥1.0～10MPa 高压压缩机 ﹥10～100MPa 超高压压缩机 ﹥100MPa 资料来源：李云 姜培正.过程流体机械[M].北京：化学工业出版社，2008. 4.3按压缩级数分类 在容积式压缩机中，每经过一次工作腔压缩后，气体便进入冷却器中进行一次冷却，这称