Поршневой компрессор прототип 4М10-200/2,2-Дипломная работа-Оборудование транспорта нефти и газа

Поршневой компрессор прототип 4М10-200/2,2-Оборудование для добычи и подготовки нефти и газа-Дипломная работа
Омский государственный технический университет
Нефтехимический институт
Дипломная работа по теме "Разработка поршневого компрессора по заданным параметрам"
Омск 2015 год
исходные данные:
Давление всасывания – Рвс=0,1 МПа, давление нагнетания – Рн=0,25МПа, производительность – Vе=185 м3/мин, Твс=320, газ – воздух.

В результате, на основе исходных данных, был сконструирован четырехрядный одноступенчатый оппозитный, сжимающий воздух поршневой компрессор, с максимальной производительностью при поставленных условиях. Наиболее подходящий, из трех подобранных компрессоров - 4 М10-200/2,2, является одноступенчатый оппозитный с большой производительностью.

Содержание
Введение 5
1.Поршневые компрессоры и их конструирование 7
1.1.Описание строения и работы поршневого компрессора 7
1.2. Классификация поршневых компрессоров 10
1.3. Конструирование поршневого компрессора 16
2. Термодинамический расчет поршневого компрессора 19
2.1.Распределение повышения давления по ступеням 19
2.2. Определение коэффициентов подачи 21
2.3. Определение основных размеров и параметров ступеней 23
2.4. Определение температуры нагнетания 25
2.5.Выбор клапанов по пропускной способности 25
2.6. Определение мощности привода компрессора 27
2.7. Подбор пружины клапанов 28
3 Динамический расчет поршневого компрессора 33
3.1. Уравновешивание компрессора 33
3.2. Построение индикаторных диаграмм 37
3.3. Построение силовых диаграмм 40
3.4. Построение диаграмм суммарного противодействующего момента 45
4. Прочностной расчет поршня 49
5. Автоматизация 51
5.1 Назначение 52
5.2 Технические характеристики 53
5.3 Состав изделия 54
5.4 Устройство и работа 56
5.4.1 Щит и КИП 56
5.4.2 Щит автоматики 57
5.4.3 Электродвигатель 59
Заключение 60
Список литературы 62
Состав: Разрез компрессора, Диаграммы, спецификация компрессора, функциональная схема, электрическая схема, ПЗ Язык документа

Софт: КОМПАС-3D 15
Из всего компрессорного оборудования именно поршневые компрессоры получили наибольшее распространение. Это связано в первую очередь с тем, что их можно успешно использовать в промышленности. Согласно повышенному спросу на этот тип компрессоров они достаточно хорошо справляются со своей работой. Компрессоры этого типа наиболее многочисленны, так как обладают рядом преимуществ – высоким коэффициентом полезного действия при средних и малых производительностях, возможностью достижения высоких давлений в одной установке, приспособленностью к работе на переменных режимах и т.д. [1]
 Поршневые компрессоры являются основным технологическим оборудованием и непосредственно участвуют в изготовлении продукта в химической, нефтехимической, газовой промышленности и т.д. Компрессоры используются в производстве минеральных удобрений, пластмасс при добыче, транспортировке и переработке природного газа, нефти, искусственных, жидких топлив и в других производствах (включаются в цепь агрегатов и машин, выполняющих технологический процесс).
Компрессором называют машину, осуществляющую повышение давления газа или пара. Другими словами, компрессор – это машина-орудие для подвода энергии извне к газу или пару и превращение ее в потенциальную энергию давления газа или пара. Поршневым компрессором называется компрессор объемного действия, в котором изменение объема рабочей полости осуществляется поршнем, совершающим прямолинейное возвратно-поступательное движение. [2]
Именно поршневые компрессоры считаются наиболее типичными представителями объемных компрессоров. Данный вид компрессоров составляет около 70% всего компрессорного парка страны. Такое достаточно широкое распространение и определило актуальность данной работы.
Целью данной работы является разработка оптимального по производительности поршневого компрессора по заданным параметрам

В ходе бакалаврской работы был разработан четырехрядный одноступенчатый оппозитный, сжимающий воздух компрессор. Производительность компрессора , конечное давление , частотой вращения , масса компрессора составляет . Машина выполнена на нормализованной базе М63, имеет ход поршня и диаметры цилиндров . Приводом компрессора служит синхронный электродвигатель мощностью . База компрессора имеет чугунную фундаментную раму, стальной кованый коленчатый вал, установленный на подшипниках скольжения с тонкостенными вкладышами, стальные штампованные шатуны с разъемной кривошипной головкой, тонкостенными вкладышами и бронзовой втулкой в крейцкопфной головке, стальные литые крейцкопфы закрытого типа с регулировочными винтами для фиксации положения хвостика штока, направляющие крейцкопфа, валоповоротный механизм и систему смазки механизма движения.
Цилиндры чугунные литые, выполнены составными из корпуса, двух конических крышек и “мокрой” втулки, применение которой расширяет возможность унификации, так как путем замены втулки можно изменять диаметр цилиндра. Поршни сварные. Клапаны самодействующие кольцевые. Охлаждение компрессора – водяное. Компрессор снабжен автоматически действующими системами регулирования производительности, пуска, защиты, блокировки и сигнализации. Цилиндры компрессора унифицированы.
В данной работе на основе теоретического материала были описаны принцип действия поршневого компрессора, а также инструкция по его конструированию. По исходным данным был проведен термодинамический, динамический расчеты, вычислена прочность поршня и описана автоматизация.
После проведения термодинамического расчета было определено количество ступеней сжатия, диаметр цилиндра, подобраны клапаны и на
основе этого выбран подходящий по частоте вращения и мощности потребляемой компрессором электродвигатель. Затем в динамическом расчете был уравновешен компрессор, рассчитан маховик с построением индикаторных и силовых диаграмм, а также диаграммы суммарного противодействующего момента. На основании полученных данных было выяснено, что потребность в установке дополнительного маховика отсутствует.
 В результате, на основе исходных данных, был сконструирован четырехрядный одноступенчатый оппозитный, сжимающий воздух поршневой компрессор, с максимальной производительностью при поставленных условиях.