1、活塞式压缩机组冷却系统 主讲人：李 鹏11/26/20221冷却系统的用途 o压缩机的冷却包括气缸组件冷却、级间冷却、压缩气体排出压缩机后的后冷却，润滑油的冷却等。o冷却效果好，可以降低压缩机的排气温度，避免因气缸内壁温度过高导致的润滑油变质，减缓了气缸的磨损；也可以避免排气温度过高导致润滑油氧化而在设备、管道内“积碳”发生的爆炸事故。对于水冷式压缩机，冷却良好可以减少水量和功率的消耗。冷却系统良好，气缸内壁温度就低，转给气体的热量少，从而提高压缩机的容积系数和温度系数，进而提高排气量。对于多级压缩，级间冷却越完善，就越好。计算表明，级间冷却温度每降低3则压缩机功耗减少1%，可见级间冷却不仅可
2、收到节能效果，而且对压缩机保持润滑油性能，确保机器安全运行都有重要意义。后冷却可使气体温度降低，便于将气体中所含的水分和油雾进行分离。11/26/20222冷却系统中冷却介质的选取o往复式压缩机冷却系统中常用的冷却介质为水和空气，故冷却系统可分为水冷式和风冷式。对于中、大型压缩机，排气量较大，压力高，所需传递的热负荷大，一般选用比热容大、价格低、容易获得的水作为冷却介质。应该指出，运行一段时间后，在冷却系统内会有水垢形成，导致水流通道截面积减小，水循环的阻力增加，阻碍正常的热交换，造成冷却设备不良，增加功率消耗，甚至发生事故。因此，使用前必须对冷却水进行软化处理，并当水垢超过一定厚度时及时将其
3、清除掉。o空气具有免费易得、无需泵和水处理等辅助设备的优点，故小型、移动式或撬装式压缩机一般选用空气作为冷却介质。当在野外特别是缺水地区作业时，选用空气冷却较为适宜。显然，风冷效果比水冷效果差，压缩机的轴功率会相应增大。11/26/20223对冷却水水质的要求o1.冷却水应接近中性，即氢离子浓度pH值在6.59.5范围之内。o2.有机物质和悬浮机械杂质皆25毫克/升，含油量5毫克/升。o3.暂时硬度10。（硬度1相当于1升水中含有10毫克CaO或7.19毫克MgO。）o上述要求达不到要求时，应采取沉淀池、过滤池进行净化处理，并用回收器进行脱油，以改善水质。o根据冷却水原始硬度的不同，可有多种软
4、化方法。用磷酸钠化学进化剂进行软化处理时，用量可参考下表：水的硬度1升水中加入磷酸钠用量（克）8 0.59 16 1.016 1.52.011/26/20224冷却系统配置的基本方案（主机部分）o活塞式压缩机冷去系统由中间冷却器、气缸和填料的水套、润滑油冷却器、后冷却器水管路以及其他附件组成。o冷却系统的配置原则：1.保证进入中间冷却器的水温，在系统中为最低；而气缸和填料水套的进水温度不应过低。风冷式压缩机，最冷空气要先进入冷却器，故多为吸风式。2.经济性好，即系统耗水量小，管路简单。3.运行时检视和调节水量方便。11/26/202251.串联系统o冷却水先进入中间冷却器，然后依次进入气缸水套
5、，然后经后冷却器排出。串联冷却系统适用于两级压缩机，三级以上不予应用。优点：耗水量小，管路简单，检视和调节水量、水温的装置较少；缺点：到关截面尺寸较大，安装不便，特别是各冷却部分不能单独调节，当密封件受到破坏时，气体泄入冷却水中，无法检视其破坏位置。11/26/202262.并联系统o冷却水总管分出若干支管，分别通至每一冷却部分，然后经各自的漏斗或总溢水槽，最后通道泄水管中。并联冷却系统适用于多级压缩机。优点：各级中间冷却器进水温度均为较低，能使气体得到最完善的冷却，各部分所需冷却水量、水温能任意调节，此外，系统各部位彼此独立，容易判断损坏的部位；缺点：耗水量大，管路复杂，调节检视装置也较多。
6、11/26/202273.混联系统o混联系统适用于两级和多级压缩机。该系统中每一中间冷却器与相应的气缸水套组成串联系统，然后各级之间构成并联形式。它具有串联和并联两者的优点，不仅冷却水量利用合理，且各级具有相同的回冷完善度。11/26/20228其它的冷却o以上三种冷却系统中，填料的冷却安置部分和气缸的冷却相同，润滑油冷却器通常配置在后冷却器前面。在并联和混联系统中，溢水槽多为总合式，以便集中检视。11/26/20229冷却水管路的介绍o一、整体式压缩机冷却水管路o二、分体式压缩机冷却水管路11/26/202210整体式水管路流程图11/26/202211整体式水管路装配图11/26/2022
7、12整体式冷却流程介绍：o此部分由水泵、水箱、空冷器、节温器及水管路组成一个封闭循环系统。水泵通过皮带轮由曲轴驱动，将冷却后的循环水泵入水管路，再分别进入动力缸水套和压缩缸水套，冷却水由下部进入，缸体上部流出，将缸体冷却后的水汇集进入冷却管束，冷却后再返回水泵，如此循环。冷却器由风扇冷却，风扇通过皮带轮由曲轴驱动。冷却器上部设有膨胀水箱，可向系统内加水，也可由此向外排除系统产生的水蒸气。11/26/202213整体式冷却系统注意事项：o1.冷却水必须使用软水或蒸馏水，其PH值为6.58.5（20），总硬度为4080mg/L；并可按照使用地区的具体情况加入适当的防腐剂和防冻剂，防冻剂必须与冷却水
8、混合均匀后再加入。o2.正确使用冷却液，若用一般软化水，会使动力缸水套结垢，形成双面隔热层，严重影响传热效果，增加相关燃烧室组件的热负荷，建议使用防冻液。o3.压缩气缸夹套水温度应在3371之间；动力缸夹套水温度应在7482之间；动力缸水温过低则增加热损失，使经济性下降，过高则工作条件恶化，对整个机组不利，为此在动力缸上方出水管路上安装一温度调节器，可自动调节循环水温度。此外，还可通过调节动力缸及压缩缸进水管的截止阀来控制冷却水量，使冷却水温度控制在最佳状态。11/26/202214分体式水管路流 程图11/26/202215分体式水管路装配图11/26/202216分体式冷却流程介绍：o分体
9、式冷却流程根据发动机所需冷却部位可分为夹套水管路和辅助水管路。夹套水管路主要冷却发动机的气缸夹套；辅助水管路依次冷却发动机中冷器，发动机油冷器，压缩机油冷器，气缸和填料夹套；最终进入各自在空冷器对应的冷却水管束，冷却后再返回水泵，循环使用。冷却水管束由风扇冷却，风扇通过皮带轮由曲轴驱动。冷却器上部设有膨胀水箱，可向系统内加水，也可由此向外排除系统产生的水蒸气。11/26/202217分体式冷却系统注意事项：o1.夹套水平衡管和辅助水平衡管的安装。它们的作用是：在机组工作时，让高位水箱对发动机冷却水管道进行补水，和产生静压。所以高位水箱必须有一定的高度，才能满足需要，产生静压的主要作用，是防止冷
10、却水产生肉眼看不见的气泡。因为气泡的破裂对管壁有腐蚀和损坏。o2.夹套水放空管、辅助水放空管的主要作用：在机组工作时平衡水箱和冷却水管道中气压。o3.夹套水补水管、辅助水补水管的主要作用：将高位水箱的水补充到中间冷却器。o4.发动机的辅助水从机身出来以后，还对压缩机的机油进行冷却（见图中的序号16），其水流的方向与润滑油的流向相反，让冷却更加的充分。11/26/202218水箱的作用：o1.补水。（高位水箱）o2.膨胀。（膨胀水箱）11/26/202219节温器o它又称调温器，功用是根据冷却水温度的高低自动调节进入散热器的水量，改变水的循环范围，以调节冷却系的散热能力，保证发动机和压缩机在合适
11、的温度范围内工作。o节温器是一个纯机械的部件，利用石蜡受热膨胀的原理，在填满石蜡的容器中布置一根金属片，在温度超过一定数值时候石蜡膨胀，将金属片顶开，此时，切换到冷却的大循环状态；这个时候发动机中的高温冷却液开始由进水管进入空冷器，热交换结束后又从出水管流回发动机水套内，既而实现降低水温的作用。当水温过低时，节温器中的石蜡保持固态，金属片将进水管封闭，此时，所有的冷却液还继续在机组内进行小循环，直至温度升高。11/26/202220节温器图片11/26/202221腊式节温器结构（一）o常温下石蜡呈固态，水温低于设定温度时，主阀门完全关闭，旁通阀完全开启，由动力缸和压缩缸出来的水经旁通管直接进
12、入水泵，故称为小循环。由于水只是在水泵和水套之间流动，不经过散热器，所以冷却强度弱。11/26/202222腊式节温器结构（二）o当发动机水温达到设定的温度以上时，石蜡逐渐变成液态，体积随之增大，迫使橡胶管收缩，从而对中心杆下部锥面产生向上的推力。由于杆的上端固定，故中心杆对橡胶管及感应体产生向下的反推力，克服弹簧张力使主阀门逐渐打开，旁通阀开度逐渐减小。o当发动机水温升高到设定的极限温度时，主阀门完全开启，旁通阀完全关闭，冷却水全部流经散热器，称为大循环。由于此时冷却水流动线路长，流量大，冷却强度强。11/26/202223空冷器介绍（一）o空冷器的组成：管束箱、轴流风机、传动系统、百叶窗、
13、构架、附件。o空冷器的作用：冷却经压缩缸压缩后的气体和循环水。压缩气体有若干组管束箱体，循环水有若干组管束箱体，从而构成一个组合式冷却器。冷却器为列管式，列管用钢管外缠绕铝翅片，以增加换热面积，被冷却的气体从管内通过，管外过冷却风，风扇为铝合金制造，具有较高的效率。11/26/202224空冷器介绍（二）o空气冷却器是以环境空气作为冷却介质,横掠翅片管外使管内高温工艺流体得到冷却的设备,简称“空气冷却器”，也称“空气冷却式换热器”。o采用空气冷却器代替水冷却器，进行介质的冷却不仅可以节约用水，还可以减少水污染。同时具有维护费用低、运转安全可靠、使用寿命长的优点。11/26/202225立式空冷
14、器（一）11/26/202226立式空冷器（二）夹套水管束夹套水管束辅助水管束辅助水管束一级工艺气管束一级工艺气管束二级工艺气管束二级工艺气管束百叶窗百叶窗11/26/202227卧式空冷器11/26/202228风扇11/26/202229空冷器设计维护要点o1.空冷器管束箱设有工艺检查孔，当换热管出现渗漏现象时可通过工艺孔来检查维修。管束箱设有排液孔和排气孔，方便排放管内积液。防止冬季气温过低造成管内结冰产生翅片膨胀爆裂。o2.管束箱设计为一端固定一端浮动，便于消除热胀冷缩应力。o3.空冷器夹套水管束配有防护网，气管束配有百叶窗。o4.传动系统有油润滑嘴，并安装在箱体外便于润滑。o5.百叶
15、窗窗叶采用铝合金叶片。可以很好的起到防腐作用。采用手动调节百叶窗叶片角度可控制出口温度。o6.构架本身及驱动装置的机架上测得的峰与峰之间最大振幅不得超过0.15mm。o7.定期检查传动皮带松紧程度和磨损情况，进行必要的调整和更换。11/26/202230机组加水的注意事项o1.确定机组用冷却水和防冻液。o2.确定水管路的畅通。o3.卸掉机组上水管路最高点的螺塞。o4.将高位水箱加到规定位置。11/26/202231水管路容易产生的故障及处理方法（一）1.水泵不上水或排水量不足 a、水泵叶轮磨损严重 （检修或更换新叶轮）b、水泵皮带脱落或断裂 （重新安装或更换水泵皮带）c、水泵及水管路严重泄漏 （消除泄漏）2.出水压力低 a、水管线堵塞 （消除管线堵塞）b、水中有气泡产生涡流 （采取措施消除气泡）11/26/202232水管路容易产生的故障及处理方法（二）3.水泵振动太大 a、产生气蚀 （检查吸水管路是否有漏气的地方）b、泵轴弯曲，轴承磨损严重；间隙过大 （更换轴或轴承，安装应对正中心）4.冷却水排出有气泡 a、动力缸垫破断或检修安装时没压紧，产生漏气 （更换新气缸垫或将缸盖螺栓锁紧）b、压缩缸水密封不严 （更换压缩缸水密封）11/26/202233
