• 典型案例

    典型案例

  • 2015年第一期

    2015年第一期

  • 2013年第四期

    2013年第四期

首页>>城市燃气>>
立式与卧式液压活塞式压缩机的比较
2013年第三期    发布时间:2013-11-22 17:01:56

立式与卧式液压活塞式压缩机的比较

河北中燃伟业燃气集团有限公司 徐振明 朱海叶 刘海峰

    内容摘要:压缩机是加气站的核心部位,压缩机的选型是关系到加气站的加气质量和经济效益的重要问题,也是设计的难题。下面对CNG汽车加气站的立式与卧式液压活塞式压缩机从结构原理、工艺流程、特点三个方面进行说明和比较。
    关键词:立式  卧式  压缩机
    在国内CNG汽车加气领域,子站压缩机经历了传统机械式压缩机和液压平推子站系统后,出现了最新一代产品——液压活塞式子站压缩机。液压活塞式子站压缩机继承吸取了前两代压缩机的优点,同时克服了前两代压缩机的不足,较好的解决了现阶段子站运行过程中存在的能耗过高、噪声过大、泄漏较大、油气直接接触、液压油挥发量大等问题,促进和加快了CNG子站设备的技术进步和更新换代。液压活塞式子站压缩机充分利用了槽车内天然气压力能,具有节能环保、占地少、投资省、建站流程简单、运转成本低等优点。液压活塞式子站压缩机在国内的使用经历了从进口到国产的发展过程,因具有上述优点在国内CNG子站中得到了越来越多的使用(液压活塞式子站压缩机的大量使用代表了子站压缩机的发展方向)。
    一、立式液压压缩机
    结构原理:
    工字形活塞杆将上面气缸分隔为A、B两个腔,将下面气缸分隔为C、D两个腔,如下图:
    工艺流程:
   (1)液压站输出的高压油进入C腔,B腔的油回油箱(近似认为回油箱的油压力为0),活塞杆向下运动,槽车内气体进入A腔(一级进气),而D腔的气体则经压缩后流出(一级压缩),进入冷却器,完成一级压缩过程;当活塞进行到极点时,液压站换向阀将会换向,输出的高压油进入B腔,C腔的油回油箱,活塞杆向上运动,槽车内气体进入D腔(一级进气),而A腔的气体则经压缩后流出  (一级压缩),进入冷却器,完成一级压缩过程。
    (2)当两个这样的气缸串联时,就构成了两级压缩。
特点:
    (1)气缸和油缸双缸一体结构,液压油每运行一个过程,都会将汽缸壁冷却一次,因此气体和气缸壁的温度较低,不需水套缸冷却;
    (2)一组气缸只有一级压缩,要想两级压缩就用双组气缸;
    (3)轴向尺寸相对较短,大于两倍行程,可以立式安装;
    (4)各支撑环和液压活塞环不存在偏磨现象;
    (5)油附着在缸壁上形成极薄油膜,使输出气体内含极少量油;
    (6)经过受力分析,所需油压=(排气压力-进气压力)/2;额定压力为31MPa的油泵工作范围始终在16MPa以下;
    (7)当密封件损坏时,天然气会向液压油中泄漏(受力分析可知:A腔气压总是大于B腔油压、D腔气压总是大于C腔油压),导致油泵声音异常,易诊断。
    二、卧式液压压缩机
    结构原理:中间一个油缸带动两边的两个气缸,每个气缸分为两级压缩。如下图:
工艺流程:
    (1)活塞杆向右运动时,槽车内气体由A进入左边气缸的一级腔(一级进气),而右边一级腔的气体则压缩后经B流出,进入冷却器,完成一级压缩过程;同时,冷却后的气体由G进入二级腔(二级进气),左边气缸二级内的气体则压缩后经D流入二级冷却器,然后排出。
    (2)相反,活塞杆向左运动时,槽车内气体则由E进入右边气缸的一级腔(一级进气),而左边一级腔的气体则压缩后经F流出,进入冷却器,完成一级压缩过程;同时,冷却后的气体由C进入二级腔(二级进气),右边气缸二级腔内的气体则压缩后经H流入二级冷却器,然后排出。
特点:
    (1)气体与液压油是分开的,液压油只能通过活塞杆上形成的油膜与气体相溶,气体含油量低;
    (2)一组气缸可满足两级压缩;
    (3)由于一组气缸满足两级压缩,则其活塞杆的杆径必须较大(根据压缩机原理,如果活塞杆的杆径较小,则相当于一级双作用压缩,而不是两级压缩),因此活塞杆的重量较大,各支撑环和液压活塞环存在偏磨现象;
    (4)气体温度较高,最高可达160℃。气缸散热较差,为保证压缩效率和密封件寿命,需要增加水套缸,用冷水冷却气缸,使出口气体温度保持在135℃以下;
    (5)轴线尺寸长,至少有三倍行程的长度,卧室安装较为合理;
    (6)经过受力分析,所需油压=排气压力-进气压力,额定压力为31MPa的油泵工作范围始终在27MPa以上;
    (7)当密封件损坏时,天然气会向空气中泄漏,不易察觉和诊断。
    三、立式和卧室液压活塞压缩机综合比较
    (特别说明:为了克服支撑环与活塞环偏磨问题,目前市场上有一种卧式液压活塞压缩机将缸立式安装,但我们依然称它为卧式液压活塞压缩机。立式安装,并不能改变卧式液压压缩机的工作原理及性能)