往复活塞式压缩机作为重要的能量转换机器，是石油、天然气、化工、矿山及其他工业部门中必不可少的关键设备。01 往复活塞式压缩机的基本结构一台完整的往复活塞式压缩机包括两大部分：主机和辅机。主机有运动机构、工作机构和机身；辅机包括润滑系统、冷却系统和气路系统。图1所示是对置式压缩机结构图。图1 对置式压缩机结构图1—曲轴箱；2—撑杆；3—润滑油；4—十字头滑道；5—曲轴；6—连杆；7—连杆螺母；8—十字头；9—十字头销；10—十字头滑履；11—刮油环；12—密封环；13—气缸；14—缸套；15—活塞；16—活塞环；17—导向环；18—活塞杆；19—活塞杆填料：20—吸气阀；21—排气阀；22—吸气阀卸荷器；23—余隙腔运动机构是一种曲柄连杆机构，它把曲轴的旋转运动转换为十字头的往复直线运动，主要由曲轴、轴承、连杆、十字头、连杆螺母等组成。机身是压缩机外壳，用来支承和安装整个运动机构和工作机构，又兼作润滑油箱，曲轴依靠轴承支承在机身上，机身上的两个滑道又支撑着十字头，两个气缸分别位于机身两侧。02 往复活塞式压缩机的特点往复活塞式压缩机与其他类型压缩机相比，具有以下特点：（1）适应压力范围广：当排气压力波动时，排气量比较稳定，因此可工作在低压、中压、高压到超高压范围内。（2）压缩效率较高：一般的往复活塞式压缩机的气体压缩过程属封闭系统，其压缩效率较高，大型往复活塞式压缩机的绝热效率可达80%以上。（3）适应性强：往复活塞式压缩机排气量范围较广，特别是当排气量较小时，做成离心压缩机难度较大，而往复活塞式压缩机完全可以适应此工况。（4）对制造压缩机的金属材料要求不苛刻。这种压缩机也有其缺点：（1）排出气体带油污，特别对气体要求质量较高时，排出的气体需要净化。（2）排气不连续，气体压力有脉动，严重时往往因气流脉动共振，造成机件等损坏。（3）转速不宜过高。（4）外形尺寸及基础较大。（5）结构复杂，易损件多，维修工作量较大。

01传动端主要零部件（1）曲轴：曲轴是往复泵的重要运动件，它将原动机的功率经连杆、十字头传给活塞，推动活塞做往复运动。往复泵的曲轴有曲拐轴、曲柄轴、偏心轮轴及 N型轴等几种型式，最常用的是曲拐轴，N 型轴常用于计量泵中。（2）连杆：连杆是将曲轴的旋转运动转变为活塞往复运动的部件。连杆与曲轴相连的一端称为大头，与十字头销相连的一端称小头，连杆中间部分称为杆体。连杆一般由连杆体、连杆盖、大头轴瓦、小头衬套以及连杆螺栓、螺母等组成。杆体截面有圆形、工字形、矩形及十字形等几种型式。（3）十字头：十字头是起导向作用的连接部件，连接连杆及活塞杆，并且传递作用力。十字头结构可以分为具有十字头销的结构以及有球形铰链的十字头结构。十字头可以与活塞杆直接连接，也可以通过中间杆和活塞杆相连，其连接方式有刚性连接和浮式连接两种。02液力端主要零部件往复泵液力端的结构主要取决于液缸数、液缸的位置与作用数以及吸入阀、排出阀的布置型式等。1. 液缸体与缸套1）单作用泵的液缸体单作用泵的液缸体分整体式和组合式两种。整体式液缸体的刚性较好，缸间距较小，机械加工量较少，广泛应用在单作用柱塞泵和活塞泵上。2）双作用活塞泵的液缸体缸双作用活塞泵的液缸体结构复杂，一般采用铸造结构，流道孔可以直接铸出。液缸体的材料在常温时用铸铁，在输送高温热油时用铸钢。缸套是为延长液缸体寿命而配备的便于更换的易损件。对于同一活塞泵，缸套外径相同，内径可以变化，以便在行程、冲次一定的情况下，通过选用不同内径的缸套来改变流量。由于柱塞泵的柱塞不与液缸壁接触，所以不需要缸套。2. 活塞、活塞杆及其密封活塞和柱塞的作用是通过活塞或柱塞在液缸中的往复运动，交替地在液缸内产生真空或压力，从而吸入或排出液体。对于流量较大的中低压往复泵，为了使泵的结构紧凑、流量均匀，通常用活塞泵；在流量较小、排出压力较高时采用柱塞泵。1）活塞的结构型式及其密封活塞可以分为单端面活塞和双端面活塞，如图1和图2所示。单端面活塞的结构相当简单，但它的余隙容积较大，其刚度也较差，故只适用于中低压活塞泵中。图1 单端面活塞图2 双端面活塞活塞和液缸体内壁之间的密封型式较多，主要有下面几种。（1）迷宫密封。活塞和液缸体（或缸套）可以经过研磨而使活塞与液缸体之间达到密合，同时在活塞的外圆柱面上开有一定数量的密封迷宫槽来增加阻力损失以减少泄漏，迷宫槽同时具有贮存液体和润滑摩擦面的作用，如图3所示。这种密封结构的优点是磨损较小，但其密封性能较差，且由于密封表面的尺寸精度和光洁度要求较高，加工制造困难，所以用于抽送压力不高的黏性液体。图3 迷宫密封结构（2）软填料密封。当输送液体的温度不高，压力不大时，可采用软填料密封结构型式。软填料可以用棉线、石棉、亚麻等纤维编织而成，并在安装之前涂上油或石墨等润滑剂。为了防止泄漏，必须将填料压得很紧，因此填料的磨损较快，功率损耗也较大。（3）自封式密封。在排出压力较高的情况下可以采用自封式密封结构形式，如图 4所示。这种密封结构是依靠液体本身的压力使密封件（如皮碗或橡胶碗等）与液缸体密合。它的密封性能好，当液体压力升高时密封性能也相应提高，压力降低后密封性能也相应降低，具有自动调节密封性能的特点，可以减少摩擦功率损失。但由于它是依靠液体本身的压力来实现密封的，所以不能用在压力很低的泵中。图4 自封式密封结构（4）活塞环。活塞环是一有开口的环，在自由状态下其外径大于液缸体直径，把活塞环装入液缸体后，由于材料的弹性使活塞环对液缸壁产生压力而实现密封。由于它的结构十分简单，所以得到广泛应用。活塞环是往复泵非常重要的部件，也是主要易损件之一。2）活塞杆活塞杆一端连接十字头，另一端与活塞相连，用于将动力由十字头传给活塞。活塞杆的密封主要采用填料密封。3. 泵阀阀是往复泵最重要的密封件和易损件，其作用是轮流把泵的吸入管和排出管及时地与液缸体相连或分隔开来。泵阀包括吸入阀和排出阀，阀的开启与关闭是靠作用在阀上、下液体的压差自动实现的。主要有盘状阀和重量阀两种形式，大型泵一般采用盘状阀。盘状阀也称弹簧自动阀，由阀座、阀板、弹簧、升程限制器等组成，如图5（a）所示。这种阀是靠阀板与阀座的金属环面接触进行密封，或靠阀板与非金属弹性密封圈接触实现密封。非金属弹性密封圈除了起密封作用外，还对阀板在关闭时产生的撞击起缓冲作用。弹簧的作用是保证阀门及时关闭。为了使泵阀准确落在阀座上，以保证阀有良好的密封性能，阀中有导向部分。盘状阀根据阀板和阀座密封接触面的配合形式，又分为平板阀（包括环形平板阀），如图5（b）所示，以及锥形阀，如图5（c）所示。重量阀大多是球阀，如图5（d）所示。由于重量阀的密封接触面小、密封性能好，对要求保证计量精度的小型计量泵应用很广泛。图5 往复泵泵阀1—阀座；2—阀；3—弹簧；4—导向杆（套）；5—升程限制器03往复泵空气室为了减小往复泵出口液体流量的脉动，在靠近泵进口、出口管路上设置空气室，如图6所示。它是利用气体可压缩和膨胀的特性，交替地储存或释放比平均流量多或少的一部分液体，从而达到减少管路中流量和压力脉动的目的。靠近进口的称为吸入空气室，靠近出口的称为排出空气室。排出空气室的作用是：当泵的瞬时流量Q’T大于平均流量 QT时，泵的排出压力pa升高，空气室中气体被压缩，超过平均流量的一部分液体进入空气室贮存；当瞬时流量小于平均流量时，排出压力降低，空气室内的气体膨胀，空气室向排出管放出一部分液体，从而使空气室后管路中的流量比较稳定。吸入空气室的作用则相反，当泵瞬时流量Q’T大于平均流量QT时，空气室内气体膨胀，向泵放出一部分液体；泵瞬时流量小于平均流量时，吸入压力升高，空气室内气体被压缩，吸入管中一部分量液体流入空气室，这也可使吸入空气室前管路中流量比较稳定。在装有空气室的往复泵装置中，液体的不稳定流动只发生在泵工作室到相应的空气室之间，而在空气室以外的吸入与排出管路内液体流动较为稳定。但空气室中压力是变化的，不可能完全消除流量脉动。图6 往复泵空气室装置示意图Ps，Pd—泵人口、泵出口处压力（由压力表测定），Pa；PA，PB—吸液罐、排液罐液面上的压力，Pa；HA，HB—吸液罐、排液罐液面至泵中心轴线的标高，m；zds—泵进口中心到出口处的垂直距离，m

1.拆卸前的准备工作办理停电联络票，然后关闭泵出入口管路的阀门以及旁路管阀门，将泵周围打扫干净，把一些散杂且影响拆卸的物品移开，准备拆卸泵必须的物品，必要时要使用防毒面具和耐酸碱手套等（视介质性质）。2.拆卸膜片联轴器首先拆除联轴器罩，再把联轴器上铰制孔螺栓、膜片、中间节（或中间盘）卸块等拆下，放到一起，以防遗失。3.拆卸泵时，将轴承箱底部的放液丝堵拆下，放掉润滑油，拧下泵体上的放液管堵，放净泵体内液体，输送腐蚀性介质时，应用清水冲洗干净泵腔内的残留液体，然后方可拆除与泵盖、连接架连接的外围设备。4.拆开泵体与中间架联接螺栓，将中间支架及悬架部件、密封部件等全部转子部件从泵体中取出。5.先拆出叶轮背母，然后将叶轮拆下。然后，将泵盖连同轴套、机械密封端盖等部件一起从轴上取下，拆时应注意勿使轴套与泵盖间相对滑动，然后松开螺母，取下接卸密封端盖，将机械密封和轴套一起从泵盖密封腔中取出。拆卸时，不得重击泵零件。6.泵的装配现场应干净，整洁。7.如果滑动轴承组件损坏，则应予以更换。更换时，现将泵轴上的轴套拆下，更换新的轴套，轴套与泵轴要有一定间隙，轴套在泵轴上能自由转动，然后，将叶轮的前座盘推力环更换并将叶轮及键装到泵轴上。更换卡盘上的轴承及轴承环，注意清除高点将备件装到位并铆结实 。将转子组件轻轻装进卡盘里，更换后座盘推力环，将后座盘及键安装到泵轴上。测量轴的窜动量。要求为0.5—0.8mm（或根据厂家技术要求）。测量叶轮副叶条道卡盘之间的距离，包括轴的窜动量，其值 不能大于2mm .叶轮口环间隙值为0.4-0.6mm。8.回装转子卡盘组件。要注意切勿漏装垫片和安装不完好的垫片。造成物料泄漏。9.装配时应及时将泵的进出口封堵，以免铁质杂物进入后在泵运行时损坏叶轮。10.回装接筒及电机 ，带联轴器的应上完接筒后，装上联轴器并进行打表测量联轴器和电机的同心度。测量联轴器的同轴度不得超过∮0.1.两联轴器端面间隙一周上最大和最小的间隙差不得超过0.3mm。11.组装完后交工艺试车。

往复泵的种类很多，一般可按下面几种方式进行分类。01 按泵的工作机构分（1）活塞泵：如图1 所示，泵的主要工作部件是活塞，活塞在液缸内做往复运动，通过装在活塞上的防漏密封装置（活塞环）与液缸内壁接触，一般用于压力较低的场合。图1 单作用往复泵装置示意图1—吸入阀；2—排出阀；3—液缸体；4—活塞；5—十字头；6—连杆；7—曲柄（2）柱塞泵：如图2所示，泵的主要工作部件是柱塞，柱塞在固定防漏填料函中运动，不接触液缸内壁。因其与液缸之间的密封装置在液缸外，所以柱塞泵的维护、检修都比活塞泵简单，且适合于产生较大的压力，用于压力要求比较高的场合。图2 柱塞泵示意图（3）隔膜泵：如图 3 所示，主要依靠弹性隔膜片来回鼓动达到吸入和排出液体的目的，适于输送腐蚀性料液或悬浮液，用膜片将柱塞和被输送液体隔开。图3 隔膜泵示意图02 按泵的作用方式分（1）单作用泵：如图4（a）所示，吸入阀和排出阀装在活塞同一侧，活塞往复一次，只有一次吸入过程和一次排出过程，流量很不均匀。（2）双作用泵：如图4（b）所示，液缸两端都有阀盒，每个阀盒内均有独立的吸入阀和排出阀，这些阀门均通向公共的吸入管和排出管。无论活塞向左或向右运动，在活塞两侧均交替发生吸液过程和排液过程，因而流量比较均匀。（3）差动泵：如图4（c）所示，吸入阀和排出阀装在活塞一侧，泵的排出或吸入管路与活塞另一侧相通。活塞往复一次，有一次吸入过程和两次排出过程或两次吸入过程和一次排出过程，流量比单作用泵均匀，结构上又比双作用泵少两个阀门。图4 单作用泵、双作用泵、差动泵示意图03 按液缸数分（1）单缸泵：1台泵只有1个液缸。（2）双缸泵：1台泵有2个液缸。（3）多缸泵：1台泵有3个以上液缸。04 按排出压力大小分（1）低压泵：pd≤4MPa。（2）中压泵：4MPa<pd<32MPa。（3）高压泵：32MPa≤pd<100MPa。（4）超高压泵：pd≥100MPa。05 按活塞（或柱塞）每分钟往复次数（转速）分（1）低速泵：n≤80r/min。（2）中速泵：80r/min<n<250r/min。（3）高速泵：250r/min≤n<550r/min。（4）超高速泵：n≥550r/min。06 按传动端结构特点分按传动端结构特点分为曲柄连杆机构泵（图1）和凸轮传动泵（图5）等。图5 凸轮传动泵07 按驱动方式分（1）机动泵：电动机或内燃机为原动机，通过曲轴连杆机构带动活塞（柱塞）做往复运动。（2）直接作用泵：由蒸汽（图6）、压缩空气或液体直接推动活塞做往复运动。图6 卧式蒸汽泵（3）手动泵：依靠人力通过杠杆等带动活塞做往复运动。此外，还可按液缸的布置方案及其相互位置分为卧式泵、立式泵、V形泵、星形泵等，也可以根据使用部门所输送介质的性质或用途进行分类。

01某30万吨合成氨厂试车期间，一高压蒸汽透平超速脱扣。试验时振动正常，停机后连接联轴器进行联动试车时透平发生剧烈振动。启动初期低速运行时振动值就比较大，而且随着转速的升高，振动值随之迅速增大，发生强烈振动。经数次开机都未能通过临界转速，机器不能正常运行。虽经长期暖机，再次升速时振动情况并未好转。其振动特征如下：（1）时域波形为正弦波；（2）轴心轨迹为椭圆；（3）幅值谱为以1×频为主的峰值，其他成分几乎没有；（4）进动方向为正进动。诊断意见：根据其振动特征和故障发生过程诊断，机器故障是转子永久性弯曲造成的。原因是该透平为高压蒸汽透平，运行时转子温度较高。单体试车结束后马上连接联轴器，未能按规定盘车，造成转子永久性弯曲。生产验证：因无备用转子，只得将转子紧急送专业厂处理，经动平衡检查，因转子弯曲严重，不平衡量严重超标。重新进行动平衡后运回安装，机组振动值下降到正常水平。02某厂汽轮发电机停机检修时，更换了经过严格高速动平衡的转子。开机升速时未按升速曲线进行，加快了启动过程。汽轮机开机运行时振动较大，并且随着升速过程振动继续增大，机组不能正常运行。其振动特征如下：（1）时域波形近似为正弦波，但有轻微削顶；（2）轴心轨迹为椭圆；（3）幅值频以1×频为主，其他成分较小；（4）进动方向为正进动。诊断意见：根据其振动特征和故障发生过程诊断，该机组的异常振动是由于操作上急于并网发电，加快了升速过程和加载过快，造成了转子临时性弯曲。生产验证：改变调度下达的限时并网发电指令，经充分暖机后，按规程升速加载，启动过程机组振动正常，并网运行后一切正常。

01 启泵前的检查为保证泵的安全运行，在启动前，应对整个机组做全面的检查，发现问题，及时处理。检查内容如下：（1）检查机泵周围有无杂物，各部位螺钉是否松动。（2）检查各种仪表是否齐全准确、灵活好用。（3）检查并调整密封填料松紧程度，密封填料盒无堵塞。（4）检查机泵伴热冷却循环系统是否良好。（5）检查联轴器是否同心，端面间隙是否合适。（6）检查机泵润滑油油质是否合格，油位应在规定范围内。（7）检查电气设备和接地线是否完好。02 启泵前的准备经过全面检查，确认一切正常后，才可做启动的准备工作，主要有以下几项工作：（1）关闭排出管路上的阀门，以便降低启动功率。（2）打开泵入口阀门，向泵及过滤缸内充满液体，同时放净过滤缸及泵内气体，活动出口阀门。（3）大型泵采用真空泵抽气灌泵时，应关闭放气旋塞以及真空表和压力表的旋塞，以保证仪表的准确性。（4）盘车灵活、不卡。（5）启泵前与有关岗位进行联系，倒好相关流程。03 离心泵的启动操作完成以上准备工作，即可启动泵，操作如下：（1）按启动按钮，电流从最高值下降，二次起跳，泵压上升稳定，缓慢打开泵的出口阀门，根据生产需要，调节好泵压及流量。（2）检查各种仪表指示是否正常，电动机的实际工作电流不允许超过额定电流。（3）检查各密封点不渗不漏。（4）检查密封填料漏失量是否超标，并适当调整。（5）检查机组无振动，无异常声，无异味。（6）检查机泵轴承不超温。（7）泵运行正常后，与相关岗位联系，随时注意罐位变化，防止泵抽空、罐溢流，并挂上运行牌。（8）记录相关生产数据，并做好全部记录。04 离心泵停泵操作（1）接到通知后做好停泵前的准备工作。（2）关小泵出口阀门，当电流下降接近最低值时，按停止按钮，然后迅速关闭出口阀门。（3）泵停稳后盘车转动灵活，关闭进口阀门。（4）拉下刀闸，切断电源，挂上停运牌。（5）做好停泵记录，通知相关岗位。

活塞杆是往复式压缩机的关键部件之一。它起着连接活塞和曲柄连杆机构的作用。因此，在压缩机工作过程中，活塞杆始终承受着非对称循环动载荷的作用。所以，活塞杆也是压缩机中最容易出现问题的运动部件之一。往复式压缩机的活塞杆断裂事故也较常见，约占重大事故的 25%左右，对于中、小型化肥厂使用比较普遍的对称平衡型氮氢压缩机，活塞杆断裂的事故率达到51.5%。在石化行业，重整氢气压缩机也屡有活塞杆断裂事故发生。活塞杆断裂，不仅损坏活塞和气缸，而且还由于其他零部件的连锁性破坏，使易燃、易爆或有毒气体向外泄漏，带来人员伤亡、生产装置毁坏等一系列严重事故，因此在操作中必须予以足够重视。活塞杆发生断裂的地方多数是在活塞连接处与十字头连接处，其原因如下：（1）活塞杆的螺纹由于螺纹牙型圆角半径小，应力集中严重，容易在循环载荷下产生裂纹和断裂。因此对大型压缩机需用滚压加工，用以消除应力集中；（2）退刀槽、卸荷槽、螺纹表面的粗糙度达不到要求，容易产生表面裂纹；（3）活塞杆的材质和热处理有问题，例如存在粗晶、魏氏体组织、偏析以及强度和塑性不符合要求；（4）连接螺纹松动或连接螺纹的预紧力不足；（5）某一级因其他故障原因而严重超载；（6）活塞杆跳动量过大；（7）工艺气体腐蚀。

轴流泵是叶片泵的一种，它的叶片单元为一系列翼型，围绕轮毂构成圆柱叶栅。由于流过叶轮的流体微团的迹线理论上位于与转轴同心的圆柱面上，经过导叶消旋之后认为出流沿着轴向，所以这种泵称为轴流泵，也称为卡普兰（Kaplan）泵。轴流泵的流量较大，可达60m3/s；单级扬程较低，通常为1~25m。因此，轴流泵的比转速较高，其常用范围在500~1600 之间。轴流泵的优点是：①结构简单，在给定工作参数条件下，横截面积（垂直于转轴的平面）和重量较其他类型的叶片泵小；②不管是在停机状态还是运行状态，都可以通过改变叶片安放角而很容易地改变流量；③轴流泵通常都是立式结构，因此其占地面积小，另外还可以露天安装。轴流泵的缺点是：①自吸能力有限；②单级扬程低；③效率曲线陡，高效区比较窄，如果没有叶轮叶片安放角的调节装置，当偏离设计工况运行时经济性差。轴流泵广泛应用于灌溉、给排水、内河航道疏浚、动力工程以及其他需要输送大量的液体而扬程要求不高的领域，在核电工程、船舶推进领域也有应用。与离心泵设计理论不同，现在轴流泵的设计理论多种多样，各有特点。轴流泵几乎都是单级的。大部分是立式安装以减小占地面积，此外也有卧式安装和斜轴安装的形式，以用于流量特别大、扬程非常低的场合。无论何种安装形式，轴流泵的过流部件基本都是由吸入口、叶轮、导叶和导叶后的弯管等组成，如图 1 所示。图1 轴流泵基本过流部件

在流程工业中使用的多级压缩机，常因工艺参数的变化改变了压缩机的工作条件，从而影响到压缩机的某些性能参数。经常用到的工艺参数变化有：压缩机吸气压力变化、排气压力变化以及各级吸气温度变化，这些参数的变化直接影响到压缩机的各级压力、排气终了压力、排气温度、排气量和功率消耗。下面分析这几个工艺参数变化对压缩机性能的影响。1. 排气压力变化进入压缩机的气体压力变高或变低，引起压缩机各级排气压力、排气温度、排气量和功率的变化。（1）对各级排气压力影响。在活塞行程容积不变情况下，各级排气压力与第一级吸气压力成正比例增减。（2）对各级排气温度影响。单级压缩机排气温度是随吸气压力的上升而降低。多级压缩机吸气压力变化产生压比变化，同时也引起排气温度变化，但影响最大的是末级。因此如果吸气压力下降，末级压比增大最明显，末级排气温度最容易超出允许范围。（3）对排气量影响。当排气压力不变时，吸气压力下降，则压比上升。对于单级压缩机，由于容积系数下降，排气量下降；对于多级压缩机，主要导致末级压比上升，依次影响到第一级，使第一级吸气量下降，最终排气量也下降。但级数愈多，影响愈小。（4）对功率影响。压比较低（压比<1.2）的压缩机，吸气压力下降，指示功上升，功耗也上升；压比较大（压比>1.2）的压缩机，吸气压力下降，指示功下降，功耗下降。反之指示功上升，功耗也上升。2. 排气压力变化由于工艺条件变化，使压缩机终了压力变高或变低，影响到压缩机的排气量、排气温度、各级级间压力和功率消耗。（1）对排气量影响。单级压缩机的排气压力上升，压比增大，容积系数下降，排气量下降；多级压缩机的排气压力上升，首先是末级压比上升，直至影响到第一级，使第一级排气量减少。级数较多时对排气量的影响较小。（2）对排气温度影响。排气压力上升，主要引起末级排气温度上升，对其余各级的影响依次减小。反之，排气压力下降，也只使末级排气温度下降。（3）对级间压力影响。排气压力上升，压比增大，容积系数下降，从末级起吸入压力上升，使所有级的级间压力上升；排气压力下降，使所有级的级间压力下降。但是在多级压缩机中只有末级的压比变化较为明显，随着级数前移，压比变化迅速减弱。（4）对功率影响。多级压缩机的排气压力上升，仅末级和末前级的功率消耗增大，其他级的功耗基本不变。3. 吸气温度变化中间冷却器工作情况的好坏，会影响到各级吸气温度的高低，从而影响到压缩机的排气量、排气压力、排气温度和功率消耗。（1）对排气量影响。吸气温度的变化改变了气体的比体积，使吸入气体的体积有变化。吸气温度愈高，吸入气体愈少。另外，吸气温度变化以后，吸入气体与气缸壁的热交换情况也发生了变化，影响到压缩机的温度系数和排气量。吸气温度变化对排气量的影响主要在第一级，第一级的吸气温度升高，则第一级的容积系数下降，吸气量减少， 排气量也减少。往后各级的变化是愈到高压级影响愈小。（2）对排气压力影响。单级压缩机的吸气温度变化不影响排气压力；多级压缩机的终了压力不受吸气温度影响，但是级间压力将随吸气温度的变化而变化。级间温度变化将影响到前一级的排气压力和后一级的吸气压力，使前一级的排气压力和压比降低，但后一级压比上升。（3）对排气温度影响。压缩机各级排气温度在压比一定时，完全取决于各级的吸气温度，吸气温度上升，排气温度也上升。（4）对功率影响。单级压缩机所消耗功率与吸气温度无关，但多级压缩机的吸气温度上升，使压缩过程偏离等温压缩线，因而功耗增加。

06 活塞组活塞组是活塞杆、活塞、活塞环和支承环等部件的总称。活塞组在连杆带动下，在气缸内作往复直线运动，从而与气缸等共同组成一个可变的工作容积，以实现吸气、压缩、排气等过程。活塞杆将活塞与十字头连接起来，传递作用在活塞上的力，带动活塞运动。活塞与活塞杆的连接通常采用圆柱凸肩和锥面连接两种方法。图11中为活塞杆、活塞和活塞螺母图。图11 活塞杆及活塞和活塞螺母图活塞环是密封气缸镜面和活塞间间隙用的零件，另外还起到布油和导热的作用。对活塞环的基本要求是密封可靠和耐磨损。支承环主要是支承活塞及活塞杆的重量并且导向活塞，但不起密封作用。活塞支承环形式如图12和图13所示。活塞环形式如图14和图15 所示。图12 活塞支承环图13 不同形式的支承环图14 不同形式的活塞环图15 活塞油环结构气缸注油润滑时，活塞环采用铸铁环或填充聚四氟乙烯塑料环；当压力较高时，采用铜合金活塞环；支撑环采用塑料环或直接在活塞体上浇铸轴承合金。气缸无油润滑时，活塞环支撑环均为填充聚四氟乙烯塑料环。07 气阀气阀是压缩机的一个重要部件，属于易损件。它的质量及工作的好坏直接影响压缩机的输气量、功率损耗和运转的可靠性。气阀包括吸气阀和排气阀，活塞每上下往复运动一次，吸、排气阀各启闭一次，从而控制压缩机并使其完成吸气、压缩、排气等四个工作过程。图16为一气阀实物图。图16 气阀常用的压缩机气阀按照阀片结构分为网状阀和环状阀。环状阀由阀座、阀片、弹簧、升程限制器、连接螺栓和螺母等组成。分解图见图17。环状阀制造简单，工作可靠，可改变环数来适应各种气量要求。环状阀缺点是：阀片各环彼此分开，在开闭运行中很难达到步调一致，因而降低了气体的流通能力，增加额外的能量损失。阀片等运动元件质量较大，阀片与导向块之间有摩擦力，环状阀经常采用柱形（或锥形）弹簧等因素，决定了阀片在开闭运动中不容易做到及时、迅速。由于阀片的缓冲作用较差，磨损严重。图17 环状阀内部结构网状阀阀片各环连在一起，呈网状，阀片与升程限制器之间设有一个或几个与阀片形状基本相同的缓冲片，如图18所示。网状阀适用于各种操作条件，在低、中压范围内应用较为普遍。但由于网状阀阀片结构复杂，气阀零件多，加工困难，成本高，阀片任何一处损坏都导致整个阀片报废。图18 网状阀内部结构

01 离心泵的选型原则离心泵的选择，是指按所需输送的液体流量、扬程及液体性质等，从现有的各种泵中选择经济适用的泵。选择泵时应遵循如下原则：（1）所选泵的型式、性能应满足装置流量、扬程、压力、温度、汽蚀余量等工艺参数及输送介质性质的要求。（2）机械方面可靠性高，噪声低，尺寸小，质量轻，结构简单，振动小，以便于操作与维修。（3）设备成本费用、运转费用、维修费用、管理费用等要低，以尽可能降低成本。（4）满足其他特殊要求，如防爆、耐腐蚀等。02 离心泵的选型依据离心泵选型应根据工艺流程、使用要求，从流量、扬程、液体性质、装置系统的管路布置条件、泵的操作条件等几个方面加以考虑：（1）流量：流量是选泵的重要参数之一，它直接关系到整个装置的生产能力和输送能力。在工艺设计中，如果已经计算出了泵的正常、最小、最大三种流量，选择泵时，以最大流量为依据，兼顾正常流量。若只知道装置的正常流量，则应采用适当的安全系数估算泵的流量。（2）扬程：装置系统所需的扬程是选泵的另一重要参数，当工艺设计中已给出所需扬程值时，可直接采用；若没有给出扬程值而需要估算时，先要绘出泵装置的立面流程图，标明离心泵在流程中的位置、标高、距离、管线长度及管件数等，计算流动损失，必要时再留出余量，最后确定泵需提供的扬程。一般要按放大5%~20%余量的扬程进行选型。（3）液体性质：包括液体介质的名称、物理性质、化学性质和其他性质（温度、介质中固体颗粒直径和气体含量等），这是系统扬程、有效汽蚀余量的计算依据，也是选用泵的材料和哪一种轴封形式的重要依据。（4）装置系统的管路布置条件：指的是输送液体的距离、高度以及输送方向等，包括吸液侧的最低液面、排出侧的最高液面、管路的规格以及长度、数量等，以便进行系统扬程和汽蚀余量等参数的计算。（5）操作条件：操作条件很多，如液体的输送压力、饱和蒸气压力、吸入压力、泵安装位置的海拔高度、环境温度、泵是间隙运行还是连续运行、泵的位置是固定的还是可移动的等。这是泵选型的依据，也是选择离心泵台数的依据。

往复式压缩机主要由机体、曲轴、连杆、活塞组、气阀、轴封、油泵、能量调节装置、油循环系统等部件组成。结构示意简图如图1所示。图1 压缩机内部结构示意图下面简单介绍下压缩机主要零部件。01 机体往复式压缩机的机体包括气缸体和曲轴箱两部分，一般采用高强度灰铸铁（HT20-40）铸成一个整体。它是支承气缸套、曲轴连杆机构及其他所有零部件重量并保证各零部件之间具有正确的相对位置的本体。气缸采用气缸套结构，安装在气缸体上的缸套座孔中，便于当气缸套磨损时维修或更换。图2~图5为四种缸体模型图。图2 一进一出铸铁缸体图3 二进二出铸铜缸体图4 三进三出铸铁缸体图5 四进四出铸铁缸体02 曲轴曲轴是往复式压缩机的主要部件之一，传递着压缩机的全部功率。其主要作用是将电动机的旋转运动通过连杆改变为活塞的往复直线运动。曲轴在运动时，承受拉、压、剪切、弯曲和扭转的交变复合负载，工作条件恶劣，要求具有足够的强度和刚度以及主轴颈与曲轴销的耐磨性。故曲轴一般采用40、45或50井优质碳素钢锻造。图6为两个不同形式的曲轴。图6 曲轴03 连杆连杆是曲轴与活塞间的连接件，它将曲轴的回转运动转化为活塞的往复运动，并把动力传递给活塞对气体作功。连杆包括连杆体、连杆小头衬套、连杆大头轴瓦和连杆螺栓。连杆结构如图7所示。连杆体在工作时承受拉、压交变载荷，故一般用优质中碳钢锻造或用球墨铸铁（如QT40-10）铸造，杆身多采用工字形截面且中间钻一长孔作为油道。图7 连杆结构04 十字头十字头是连接活塞杆与连杆的部件。它在中体导轨里作往复运动，并将连杆的动力传给活塞部件。十字头主要由十字头体、十字头销、十字头滑履和紧固装置组成。十字头结构如图8所示。对十字头的基本要求是重量轻，耐磨并具有足够的强度。十字头体为双侧圆筒结构，通过榫槽与滑履定位，用螺钉连接成一体。十字头滑履为可更换结构，承压表面浇注轴承合金，设油槽和油路。十字头销分为圆柱形和锥形销，钻有轴和径向油孔。图8 十字头结构05 填料填料主要是密封气缸和活塞杆间隙的元件，它可以阻止气体自气缸向机身内泄漏。有的压缩机根据气体或用户对气质的要求又有前置填料组和后置填料组之分，一般用于有毒、易燃易爆、贵重气体、无油等压缩机，两组填料组之间有一隔腔。前置填料主要是密封压缩机气缸内的气体不至外泄，前置填料结构如图9所示。而后置填料起辅助密封作用，密封环一般采用双向密封，其内部布置有保护气接入口，也可与刮油环组合使用，不设润滑点，也没有冷却装置，后置或中间填料结构如图10所示。图9 前置填料组结构示意图图10 后置或中间填料组结构示意图

今天因大师给大家分享的干货是某大型水泥集团下属一水泥工厂的提升机联轴器断裂与地脚螺栓松动故障诊断案例。斗式提升机是一种固定装置的机械输送设备，用来垂直提升经过破碎机的石灰石、煤、石膏、熟料、干粘土等块粒状物料以及生料、水泥、煤粉等粉状物料，可广泛应用于各种规模的水泥厂、饲料厂、面粉厂、米厂、油厂、淀粉厂以及粮库、港口码头等的散装物料的提升。根据料斗运行速度的快慢不同，斗式提升机可分为离心式卸料、重力式卸料和混合式卸料等三种形式。PART.1 设备告警该水泥集团与因联科技于2020年6月开启合作，在其下属水泥工厂部署iPHM设备健康智能维护云平台，实时监测设备运行情况，保证安全生产。2022年4月19日，因联诊断工程师收到微信小程序告警，提示该水泥厂01提升机1线2#的联轴器运行数据出现异常，电机驱动端速度、加速度、包络附近都明显上升，速度有效值达到10mm/s，加速度最大值达到100m/s2，包络值最大值达到200m/s2，超过ISO10816振动标准报警值，触发了4级报警。图1 设备告警图PART.2 故障诊断发生故障的提升机基础信息：电机额定转速：980r/min电机驱动端轴承型号：6314联轴器类型：尼龙销输入轴轴承型号：32318从电机驱动端趋势图（图2）可以看出，该提升机自4月18日开机后，电机驱动端速度、加速度、包络附近数值都有明显上升，在4月19日触发了4级报警。图2 电机驱动端趋势图从电机驱动端速度频谱图（图3）可以看出，电机驱动端速度频谱中主要为转频及其谐频成分，谐频数量较多，且1x和2x转频成分幅值很高，与联轴器故障特征相符。图3 电机驱动端速度频谱图PART.3 拆机验证诊断师随即通知现场设备管理人员，建议他们尽快检查设备联轴器。设备管理人员立刻组织了现场检查，发现电机地脚螺栓松动、联轴器异响，与诊断师诊断结论一致。但由于暂时无法停机检查，工作人员决定先紧固地脚螺栓坚持运行至当日下午进行停机检修。螺栓紧固后，振动出现了短时间的下降，但随后便恢复至原有水平，并在下午3点联轴器断裂造成设备停机。停机后，管理人员进行现场维修，更换联轴器后设备振动数值恢复正常水平，见图5。图4 现场工作人员反馈图5 维修前后电机驱动端频谱图

01 离心式油泵离心式油泵综合考虑了石油化工、储运生产中输送介质的易燃、易爆、温度较高、具有腐蚀性等因素后而设计的，对输送油品适应性好，是目前应用最广的一种离心泵。目前生产中采用的是Y型离心式油泵，它可分为悬臂式、两端支撑式和多级节段式3种类型。根据输送介质的不同，与介质接触的主要零件如泵体、泵盖、叶轮等采用3种不同材料：第Ⅰ类：铸铁，不耐腐蚀，使用温度为-20~200℃；第Ⅱ类：铸钢，不耐腐蚀，使用温度为-45~400℃；第Ⅲ类：合金钢，耐中等腐蚀，使用温度为-45~400℃。Y型离心泵体积小，重量轻，结构简单，便于检修，它的流量为6.25~500m3/h，扬程在60~603m 范围内。图1为Y型离心油泵。图1 Y型离心油泵1一泵体；2—叶轮；3一泵盖；4—油封环；5—软填料；6—压盖；7—轴套；8—轴；9—托架；10—联轴器；11—密封环；12—叶轮螺母02 屏蔽泵随着化学工业的发展以及人们对环境、安全意识的提高，对化工用泵的要求也越来越高，在一些场合对某些泵提出了绝对无泄漏要求。这种需求促进了屏蔽泵技术的发展。屏蔽泵由于没有转轴密封，可以做到绝对无泄漏，因而在化工装置中的使用已越来越普遍。普通离心泵的驱动是通过联轴器将泵的叶轮轴与原动机的轴相连接，使叶轮与原动机一起旋转而工作，而屏蔽泵是把泵和电动机连在一起，电动机的转子和泵的叶轮固定在同一根轴上，利用屏蔽套将电动机的转子和定子隔开，转子在被输送的介质中运转，其动力通过定子磁场传给转子。因此，屏蔽泵是一种无密封泵，泵和驱动电动机都被密封在一个被泵送介质充满的压力容器内，此压力容器只有静密封，并由一个电线组来提供旋转磁场并驱动转子。这种结构取消了传统离心泵具有的旋转轴密封装置，故能做到完全无泄漏。此外，屏蔽泵的制造并不复杂，其液力端可以按照离心泵通常采用的结构型式和有关标准规范来设计、制造。我国屏蔽泵的系列是P型，有立式和卧式两种，一般大容量机组采用立式，小容量机组采用卧式；工作温度为-35~100℃（常温型）和 100~350℃（高温型）；流量为 0.9~200m3/h，扬程为16~98m。图2为普通型屏蔽泵。图2 普通型屏蔽泵1—转子；2—后轴承；3—循环管路；4—定子；5—过滤器；6—叶轮；7—泵体；8—前轴承03 低温泵低温泵是在石油、化工装置中用来输送液态烃、液化天然气以及冷冻装置中的液态氧、液态氮等液化气的特殊泵，又称为深冷泵。因为此类介质在输送过程中一旦从泵周围吸收热量，则泵内的液体会气化，会影响泵的正常工作，所以对低温泵的结构、材料、安装和运行等方面都有特殊要求。DLB型系列立式多级离心泵，适用于输送液化气或高真空度的冷凝水，输送温度达-40℃，有些可达-100℃，最高扬程为506m，流量为100m3/h，最大配用功率为132kW。如图3所示，泵体为双壳体，内壳体由导流体组成。第一级叶轮位于泵转子的最下端，这样可以提高泵的吸入能力。泵的过流部分采用不锈钢制造，输送冷凝水可采用铸铁制造。叶轮由钩头键轴向固定于泵轴上。轴封为单端面、旋转式、平衡型机械密封。当输送低温介质时，静环的大气侧在停泵时易结冰，所以在停机后必须从密封压盖处通入氮气进行干燥。泵轴与电动机采用加长联轴器连接。图3 DBL型泵的结构示意图1—加长联轴器；2—机械密封；3—钩头键；4—密封环；5—首级叶轮；6—泵盖；7—衬套；8—筒体；9—导流器；10—下轴承04 耐腐蚀泵石油化工生产中经常遇到酸碱以及其他具有腐蚀性的液体物料，用来输送这类物料的离心泵称为耐腐蚀离心泵，这种泵的型号均以F表示。其工作原理与离心泵类似，结构上表现出来的特点往往由制造材料决定。表1列出了制造耐腐蚀离心泵的常用材料。我国F型耐腐蚀泵主要有不锈钢泵和高硅铸铁泵等。图4为不锈钢耐腐蚀泵。表1 耐腐蚀离心泵的常用材料图4 不锈钢耐腐蚀泵结构示意图1—泵体；2—叶轮；3—泵盖；4—泵轴；5—轴套；6—叶轮螺母；7—密封环；8，16—键填料；9—丝堵；10—托架；11—密封圈；12—轴承；13—视油孔；14—托酸盘；15—联轴器；17—填料压盖；18—封液管；19—压盖

某厂风机结构简图如图1所示。检修安装后运行时风机前后轴承振动值正常，但运行1h后，测点2、3处的径向振幅增大超标，而测点1、4处径向振幅也略有增加，但在允许范围内。机组运行2h后，测点2、3处径向振幅增加缓慢，运行3h后测点2、3处径向振幅分别增加到92μm和84μm则不再增加。图1 机组结构简图诊断意见：现场对风机振动进行了频谱监测和分析，测点2、3处垂直和水平的频谱如图2 ~ 图5所示。风机转速为2970r/min，从频谱图中可以看出工频占主要成分，但两倍频成分也较明显，并伴有其他倍频成分。频谱分析认为风机可能存在对中不良或转子不平衡。为进一步分析，对机组各相应测振点进行了测量，结果如表1所示。图2 测点2垂直方向频谱图3 测点2水平方向频谱图4 测点3垂直方向频谱图5 测点3水平方向频谱表1 各点振动测量值测点2、3处除垂直方向振动较大外，轴向振值也比较高，故可以排除转子存在不平衡因素，影响原因主要是机组对中存在问题。为证明此判断，停止了风机运转，在机组热态情况下用激光对中仪复查对中，数据结果为电机轴线比风机轴线高0.24mm，风机向下倾斜0.18mm/100mm， 如图6所示。图6 机组热态对中示意图可见，风机运转一定时间后产生了热态不对中现象。原因是因为风机为4级压缩，无中间冷却器，风机入口处温度为大气温度，出口处温度为64℃，这样由于出、入口处温度的影响造成了机组受热膨胀不均而产生风机倾斜现象。处理措施和生产验证：针对上述监测分析的结果，采取机组冷态对中时补偿热态对中影响量的措施。风机试运启动时，联轴器两侧轴承2、3点处垂直方向振值分别为7.8mm/s和6.4mm/s，但随着机体温度的上升，各点振值也相应减小，风机运行3h后，测点2、3处垂直方向振值降低为2.8mm/s和2.1mm/s，之后运行的几周内各监测点振值均保持不变。