天然氣發(fā)動機(jī)

1、天然氣發(fā)動機(jī)及輕烴常用設(shè)備,油田公司2001年輕烴技術(shù)培訓(xùn)材料,（一）活塞式天然氣發(fā)動機(jī)一、常用術(shù)語1、四沖程（天然氣發(fā)動機(jī)）：由活塞四個(gè)行程（即曲軸旋轉(zhuǎn)兩周）完成一個(gè)工作循環(huán)（的天然氣發(fā)動機(jī)）。2、二沖程（天然氣發(fā)動機(jī)） ：由活塞兩個(gè)行程（即曲軸旋轉(zhuǎn)一周）完成一個(gè)工作循環(huán)（的天然氣發(fā)動機(jī)） 。3、上止點(diǎn)：活塞頂離曲軸最遠(yuǎn)處，即活塞最高位置4、下止點(diǎn)：活塞頂離曲軸最近處，即活塞最低位置5、行程：活塞在上、下止點(diǎn)間運(yùn)行的距離

2、。6、汽缸工作容積：活塞從上止點(diǎn)到下止點(diǎn)所掃過的氣缸容積，稱為汽缸工作容積,天然氣發(fā)動機(jī)一、常用術(shù)語7、發(fā)動機(jī)工作容積：多缸發(fā)動機(jī)各缸工作容積總和稱為發(fā)動機(jī)工作容積，或發(fā)動機(jī)排氣量8、燃燒室容積：當(dāng)活塞位于上止點(diǎn)時(shí)，活塞頂上方的空間稱為燃燒室，其容積稱為燃燒室容積（也稱為氣缸余隙容積）9、汽缸總?cè)莘e：當(dāng)活塞位于下止點(diǎn)時(shí)，活塞頂上方的整個(gè)空間容積，稱為汽缸總?cè)莘e10、壓縮比：汽缸總?cè)莘e與燃燒室容積之比，稱為壓縮比。,汽缸結(jié)構(gòu)

3、示意圖,二、四沖程發(fā)動機(jī)的工作過程,,1、進(jìn)氣沖程活塞自上止點(diǎn)至下止點(diǎn)進(jìn)氣門打開排氣門關(guān)閉混合氣進(jìn)入2、壓縮沖程活塞自下止點(diǎn)至上止點(diǎn)進(jìn)排氣門關(guān)閉；混合氣被壓縮。,二、四沖程發(fā)動機(jī)的工作過程,1、膨脹沖程火花塞點(diǎn)火燃燒氣膨脹活塞自上止點(diǎn)至下止點(diǎn)2、排氣沖程活塞自下止點(diǎn)至上止點(diǎn)排氣門打開燃燒廢氣排出。,三、二沖程發(fā)動機(jī)的工作過程,1、壓縮沖程活塞自下止點(diǎn)向上；進(jìn)、排氣口被封閉?；钊^續(xù)向上，混合氣被壓縮。曲

4、軸箱內(nèi)吸入新的混合氣,三、二沖程發(fā)動機(jī)的工作過程,1、膨脹做功沖程活塞自上止點(diǎn)至下止點(diǎn)；排、進(jìn)氣口先后打開。廢氣排出曲軸箱內(nèi)混合氣被壓縮進(jìn)入氣缸。,,DPC-800/600機(jī)組的工作原理： 啟動系統(tǒng)是靠啟動風(fēng)吹動啟動馬達(dá)旋轉(zhuǎn)，馬達(dá)帶動飛輪，飛輪帶動曲軸旋轉(zhuǎn)；點(diǎn)火系統(tǒng)是利用磁電機(jī)產(chǎn)生的電信號經(jīng)高壓線圈變壓后送至火花塞點(diǎn)火；燃?xì)夤?yīng)系統(tǒng)是利用液壓系統(tǒng)推動燃?xì)庾忾y工作，注入燃?xì)?；潤滑系統(tǒng)分為兩路，一路是由注油器進(jìn)行的壓力潤滑，主要

5、潤滑發(fā)動機(jī)、壓縮機(jī)的氣缸與填料，一路是飛濺潤滑，靠曲軸的旋轉(zhuǎn)將曲軸箱內(nèi)的油甩向主軸瓦、連桿瓦、連桿小頭瓦及十字頭滑道等部位，進(jìn)行潤滑；冷卻系統(tǒng)主要冷卻發(fā)動機(jī)缸套、壓縮機(jī)缸套，回水經(jīng)空冷器冷卻后繼續(xù)循環(huán)使用；空氣進(jìn)氣系統(tǒng)是空氣過濾后經(jīng)空氣進(jìn)氣閥進(jìn)入氣缸的；活塞、活塞桿、十字頭、連桿、曲柄機(jī)構(gòu)是將活塞的來回往復(fù)運(yùn)動轉(zhuǎn)化為曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動而輸出。,16SGT/W74機(jī)組的工作原理：型號為16SGT/W74，額定功率為2650馬力，轉(zhuǎn)速為600

6、-900rpm。發(fā)動機(jī)是四沖程天然氣發(fā)動機(jī)組，16個(gè)動力缸，呈V字形雙排排列，干氣在燃燒室燃燒，產(chǎn)生高溫高壓氣體，推動活塞、連桿、驅(qū)動曲軸，曲軸通過齒輪鏈條在前端帶動凸輪軸，凸輪軸驅(qū)動氣閥的開啟；后端帶動水泵、油泵，進(jìn)行水冷和壓力潤滑，燃燒產(chǎn)生的廢氣帶動廢氣透平給空氣增壓。發(fā)動機(jī)通過兩個(gè)氣動馬達(dá)起動。 壓縮機(jī)，二級壓縮，四缸呈雙列平衡布置。發(fā)動機(jī)通過聯(lián)軸器驅(qū)動壓縮機(jī)曲軸，曲軸通過連桿、十字頭帶動活塞，作往復(fù)運(yùn)動壓縮天然氣，曲軸末端通過

7、齒輪驅(qū)動油泵，對壓縮機(jī)進(jìn)行壓力潤滑，氣缸、潤滑油通過水冷。,一）、啟動過程流程圖（以16SGT為例）,四、發(fā)動機(jī)的啟動系統(tǒng),二）、啟動過程時(shí)序圖（以16SGT為例）,四、發(fā)動機(jī)的啟動系統(tǒng),一）、組成 點(diǎn)火系統(tǒng)主要包括磁電機(jī)、點(diǎn)火提前角控制器、點(diǎn)火接地開關(guān)、壓力開關(guān)、低壓導(dǎo)線、高壓線圈、高壓導(dǎo)線、火花塞以及接線盒等。,二）、點(diǎn)火過程 一旦盤車開始，飛輪開始旋轉(zhuǎn)，磁電機(jī)就開始工作，儀表盤上的控制信號傳至壓力

8、開關(guān)，壓力開關(guān)工作使點(diǎn)火接地開關(guān)斷開，從而使電信號通過磁電機(jī)傳至低壓導(dǎo)線，低壓導(dǎo)線將低壓信號送至高壓線圈，變壓后經(jīng)高壓導(dǎo)線傳至火花塞，火花塞在瞬間產(chǎn)生高壓火花放電。,五、發(fā)動機(jī)的點(diǎn)火系統(tǒng),三）點(diǎn)火系統(tǒng)常見故障及排除方法,1、單缸不點(diǎn)火：,,五、發(fā)動機(jī)的點(diǎn)火系統(tǒng),2、發(fā)動缸溫度變化比較大 主要是因?yàn)榛鸹ㄈg隙太大，出現(xiàn)間斷點(diǎn)火所致。另外，高壓導(dǎo)線與火花塞之間的接觸是否良好也是影響缸溫變化的一個(gè)重要因素。3、開機(jī)時(shí)不點(diǎn)火

9、 這時(shí)可反復(fù)撥動點(diǎn)火接地開關(guān)試驗(yàn)，若還是不點(diǎn)火，可拆卸點(diǎn)火接地開關(guān)檢查線路連接是否完好。若還是不點(diǎn)火，可檢查壓力信號是否傳至壓力開關(guān)。若這些都是完好的，依然不點(diǎn)火，可檢查磁電機(jī)聯(lián)軸器是否斷裂或嚴(yán)重扭曲。,三）點(diǎn)火系統(tǒng)常見故障及排除方法,五、發(fā)動機(jī)的點(diǎn)火系統(tǒng),三）點(diǎn)火系統(tǒng)常見故障及排除方法,4、開機(jī)加載后缸溫普遍偏高或偏低 這就需要檢查點(diǎn)火提前角，看點(diǎn)火提前角是否在規(guī)定范圍內(nèi)，可參考點(diǎn)火提前角曲線圖進(jìn)行檢查與

10、調(diào)整。當(dāng)然缸溫普遍偏高或偏低的原因不僅是點(diǎn)火提前角的影響，可能是燃?xì)夤?yīng)的過多或過少等原因。 注意：不要把缸溫特別低認(rèn)為是不點(diǎn)火所致，也可能是熱電偶線或信號傳送線的問題。據(jù)觀察， 缸溫顯示在50-70℃之間，通常為該缸不點(diǎn)火，若缸溫顯示在4-5℃或出現(xiàn)負(fù)值的現(xiàn)象，一般都是熱點(diǎn)偶線或信號傳送線的問題，也可能是儀表盤顯示故障。,五、發(fā)動機(jī)的點(diǎn)火系統(tǒng),六、發(fā)動機(jī)的燃?xì)夤?yīng)系統(tǒng),一）、空氣增壓的原因 為了提高發(fā)動

11、機(jī)的功率。采用對空氣加壓的方式，使空氣量增多，相應(yīng)的增加燃?xì)庾饬?，從而增加進(jìn)入氣缸的燃料混合氣的總量，來增加氣缸壓力，提高發(fā)動機(jī)的實(shí)際工作效率。二）渦輪增壓器的結(jié)構(gòu) 渦輪增壓器實(shí)際上由一個(gè)渦輪和一個(gè)壓氣機(jī)組成，結(jié)構(gòu)原理上類似于膨脹機(jī)，主要包括廢氣廢氣進(jìn)氣渦殼、噴嘴環(huán)、渦輪轉(zhuǎn)子、軸承、軸、壓氣葉輪、導(dǎo)風(fēng)輪、擴(kuò)壓器、壓氣機(jī)殼等幾大部分。軸承增壓端和膨脹端各一件。,七、發(fā)動機(jī)的空氣增壓系統(tǒng),新鮮空氣 空氣過濾器

12、 渦輪增壓器（增壓） 空冷器（控制,三）渦輪增壓器的工作原理 廢氣進(jìn)入渦殼 在噴嘴環(huán)處膨脹（壓力降低） 推動渦輪轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn) 帶動渦輪軸轉(zhuǎn) 空氣經(jīng)導(dǎo)風(fēng)輪和壓氣葉輪 擴(kuò)壓器（壓力提高） 進(jìn)氣殼,,,,,,,,,,四）空氣進(jìn)氣與廢氣排氣循環(huán)路線圖,七、發(fā)動機(jī)的空氣增壓系統(tǒng),五）、常見故障及可能原因：1、 潤滑油的短時(shí)間內(nèi)變質(zhì)主要原因有：①廢氣進(jìn)入軸承箱室

13、 ②渦輪端軸封損壞③密封圈的間隙太大 ④氣封通道堵塞2、渦輪增壓器振動比較大主要原因有①轉(zhuǎn)子嚴(yán)重不平衡，可能是渦輪葉片損壞 ②軸已彎曲③軸承有故障 ④軸承安裝不正確，特別是減振片安裝不正確3、空氣壓力低主要原因有：①空氣濾清器太臟 ②渦輪葉片損壞 ③迷宮式密封件④噴嘴環(huán)損壞 ⑤發(fā)動機(jī)與渦輪之間

14、的連接管線漏氣⑥渦輪增壓器出口管線或中冷器、空氣匯管的連接處漏氣⑦廢氣的背壓太高,七、發(fā)動機(jī)的空氣增壓系統(tǒng),一）、潤滑線路圖：,八、發(fā)動機(jī)的潤滑系統(tǒng)（以16SGT為例）,二）、常見故障可能原因及處理措施：1． 開機(jī)時(shí)油壓低，不盤車 ①輔助油泵不轉(zhuǎn)；檢查油泵、油泵開關(guān)及電路系統(tǒng)。 ②信號控制閥打不開；檢查壓力信號是否過來，檢查閥是否損壞。 ③油路不暢，旁通過濾器嚴(yán)重堵塞；檢查過濾器2

15、． 啟機(jī)加載后主油泵壓力偏低，主要原因： ① 油泵自身故障，應(yīng)檢查油泵。 ② 油泵出口油壓調(diào)節(jié)閥設(shè)定值偏低，重新調(diào)整油壓 ③ 油過濾器濾網(wǎng)太臟，應(yīng)清洗或更換濾網(wǎng) ④ 油泵出口有氣體，排氣。 ⑤ 油壓表顯示失靈。3． 油溫偏高的主要原因： ① 油換熱器換熱效果差；（檢查管路是否暢通）。 ② 恒溫三通閥失靈，（檢查恒溫三通閥）。

16、 ③ 系統(tǒng)溫度高（包括水溫）。 ④ 油溫表失靈。,八、發(fā)動機(jī)的潤滑系統(tǒng)（以16SGT為例）,一）、夾套水系統(tǒng),九、發(fā)動機(jī)的冷卻系統(tǒng)（以16SGT為例）,二）、中冷水系統(tǒng),九、發(fā)動機(jī)的冷卻系統(tǒng)（以16SGT為例）,（二）輕烴回收部分常用設(shè)備簡介,離心泵按葉輪產(chǎn)生揚(yáng)程大小分為低壓泵（小于２０米水柱）；中壓泵（２０～１６０米水柱）和高壓泵（高于１６０米水柱） 離心泵按所輸介質(zhì)的不同可分為清水泵、

17、油泵、耐腐蝕泵等。 流量：單位時(shí)間內(nèi)由泵排出管輸出液體的量。 揚(yáng)程：單位重量的液體通過泵后其能量的增值。 功率：單位時(shí)間里由原動機(jī)傳遞到泵主軸上的功。 有效功率：單位時(shí)間里，泵排出口排出的液體從泵中得到的能量。單位（千瓦或馬力）。 效率：離心泵有效功率與軸功率的比值,一、離心泵與離心式壓縮機(jī)－離心泵 離心泵的基本構(gòu)件是泵體.葉輪.軸.托架.壓蓋.吸入室.壓出室.擴(kuò)散室.泵舌等

18、 離心泵的主要部件有葉輪.吸入室.蝸殼.軸封箱和口環(huán)等,有些離心泵還裝有導(dǎo)葉,誘導(dǎo)輪和平衡盤. 按離心泵的結(jié)構(gòu)可將離心泵分為以下幾類１）按葉輪級數(shù)可分為單級和多級泵。  ２）按葉輪進(jìn)液方式可分為單吸式泵和雙吸式泵。  ３）按泵殼接縫的型式可分為具有水平接縫的半開式泵、具有垂直接縫的分段式泵。４）按泵殼結(jié)構(gòu)可分為蝸殼泵、透平泵。,1、單級單吸式離心泵結(jié)構(gòu)刨面圖,2、離心泵葉輪結(jié)構(gòu)示意圖,離心泵

19、與離心式壓縮機(jī)－離心壓縮機(jī) 離心式壓縮機(jī)的優(yōu)點(diǎn)：流量大；轉(zhuǎn)速高；結(jié)構(gòu)緊湊；運(yùn)轉(zhuǎn)可靠，故障率低。 離心式壓縮機(jī)的缺點(diǎn)：單級壓縮比低；效率低。 氣體在離心機(jī)中的運(yùn)動是沿著垂直于壓縮機(jī)軸的徑向進(jìn)行的.離心式壓縮機(jī)中氣體壓力的提高是當(dāng)氣體流經(jīng)葉輪時(shí),由于葉輪旋轉(zhuǎn)使氣體受到離心力的作用而產(chǎn)生壓力,與此同時(shí)氣體也獲得速度.而氣體流過葉輪.擴(kuò)壓器等擴(kuò)張通道時(shí),氣體流動速度又逐漸減慢而變成氣體壓力的 喘振：離心式

20、壓縮機(jī)在正常工作范圍內(nèi),流量隨壓力的變化是穩(wěn)定的.但是流量減少到一定程度,就有突然出現(xiàn)不穩(wěn)定的工作狀態(tài),壓力波動、振動、噪聲.,離心泵與離心式壓縮機(jī)－離心壓縮機(jī),二、往復(fù)式泵與往復(fù)式壓縮機(jī)－往復(fù)式泵按工作機(jī)構(gòu)往復(fù)泵分為活塞（柱塞）泵和隔膜泵。活塞（柱塞）泵可分為單作用泵和雙作用泵兩種1) 單作用泵：活塞（柱塞）往復(fù)一次，吸入，排出各一次。單作用泵主要采用柱塞泵，而活塞泵較少2) 雙作用泵：活塞（柱塞）往復(fù)一次，吸入、排出各兩次。

21、雙作用泵主要采用活塞泵，而柱塞泵較少用。 柱塞泵構(gòu)成：柱塞泵由液缸.活塞.連桿.曲柄.十字頭.吸入閥.排出閥等組成. 柱塞泵工作原理:當(dāng)柱塞回行時(shí),缸內(nèi)形成負(fù)壓,液體頂開吸入閥進(jìn)入缸內(nèi);當(dāng)活塞前行時(shí),將液體推出缸外,液體頂開排出閥,往復(fù)吸入和推出來傳遞液體.,往復(fù)式泵與往復(fù)式壓縮機(jī)－往復(fù)式泵,往復(fù)式泵與往復(fù)式壓縮機(jī)－往復(fù)式壓縮機(jī) 往復(fù)活塞式壓縮機(jī)的構(gòu)件組成： 活塞式縮壓機(jī)主機(jī)由三大部分組成——運(yùn)動機(jī)構(gòu)（曲軸、軸承、 連桿

22、、十字頭、皮帶輪或聯(lián)軸器等）、工作機(jī)構(gòu)（氣缸、活塞、氣閥等）與機(jī)身。此外還有三個(gè)輔助系統(tǒng)——潤滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)及調(diào)節(jié)系統(tǒng)。往復(fù)活塞式壓縮機(jī)的工作原理：往復(fù)活塞式壓縮機(jī)的簡單作用原理就是：由于活塞在氣缸內(nèi)的來回運(yùn)動與氣閥相應(yīng)的開閉動作相配合，從而使缸內(nèi)氣體依次實(shí)現(xiàn)膨脹——吸氣——壓縮——排氣這四個(gè)過程，循環(huán)不已，將低壓氣體升壓而源源不斷輸出。余隙對排量的影響：余隙大,排量小余隙小,排量大,往復(fù)式泵與往復(fù)式壓縮機(jī)－往復(fù)式壓縮機(jī),氣

23、閥組成 :閥座.閥片.緩沖片.彈簧.墊片.升程限制器.連接螺栓及螺母1> 閥座:具有同心環(huán)形成圓氣體通道,以流通氣體,并裝有連接螺栓以便安裝其它部件. 2>.閥片:是啟閉氣閥通道的主要運(yùn)動元件. 3>.彈簧:以自身彈力配合氣流推力以控制氣閥的啟閉動作. 4>.升程限制器:用來限制閥片的升起高度,并兼作彈簧的支承座.,三、齒輪泵1、齒輪泵的結(jié)構(gòu)：齒輪泵主要由泵體.軸.軸承.主動輪.從動輪

24、.調(diào)壓閥等構(gòu)成.2、工作原理: 從動輪和主動輪嚙合轉(zhuǎn)動時(shí),當(dāng)兩齒輪分開后,形成低壓空間吸入液體,液體分路從殼壁被齒輪推進(jìn),壓送到低壓空間,它是依靠輪子旋轉(zhuǎn)吸入壓送液體. 3、齒輪泵的特點(diǎn)： 自吸能力較好；構(gòu)造較為簡單；出口流量比較穩(wěn)定；運(yùn)行可靠。 需要注意的是：齒輪泵工作時(shí)只能用入口閥門調(diào)節(jié)流量，啟動泵或停泵時(shí)，出口閥門全開，否則會發(fā)生操作事故,齒 輪 泵,齒輪泵的困液現(xiàn)象,四、螺桿式泵與螺桿式壓縮機(jī)螺桿泵： 螺桿泵

25、有單螺桿、雙螺桿、三螺桿、五螺桿 單螺桿：螺桿安裝在圓筒形殼體內(nèi)；工作時(shí)，螺桿在固定位置旋轉(zhuǎn)，液體沿螺紋前進(jìn)（旋轉(zhuǎn)）的反方向螺旋式向前推進(jìn)。 雙螺桿、三螺桿、五螺桿泵，其中一根為主動螺桿（陽螺桿），呈右旋凸螺桿；其余為從動螺桿（陰螺桿），呈左旋凹螺桿。 工作原理：當(dāng)螺桿轉(zhuǎn)動時(shí)，吸入腔容積增大，壓力降低，液體在泵內(nèi)外壓差作用下沿吸入管進(jìn)入吸入腔。隨著螺桿轉(zhuǎn)動，密封腔內(nèi)的液體連續(xù)均勻地沿軸向移動，至

26、容積逐減縮小的排出腔，將液體排出。,螺桿式泵與螺桿式壓縮機(jī) 螺桿壓縮機(jī)有單螺桿壓縮機(jī)和雙螺桿壓縮機(jī)兩種 單螺桿壓縮機(jī)由一根螺桿和兩個(gè)星齒輪構(gòu)成 雙螺桿壓縮機(jī)：一根為主動螺桿（陽螺桿），呈右旋凸螺桿；另一根為從動螺桿（陰螺桿），呈左旋凹螺桿。凸齒條數(shù)與凹齒槽數(shù)不等 工作原理與螺桿本類似 螺桿壓縮機(jī)多采用滑閥控制其載荷（加減載），可實(shí)現(xiàn)100—10%范圍內(nèi)的無級調(diào)節(jié) 螺桿壓縮

27、機(jī)與螺桿泵在開啟前，均須打開進(jìn)出口閥門。,雙螺桿壓縮機(jī)刨面圖,雙螺桿壓縮機(jī)工作過程示意圖,螺桿式壓縮機(jī)的優(yōu)點(diǎn)答：(1)與往復(fù)式壓縮機(jī)相比，具有轉(zhuǎn)速高、重量輕、體積小占地面積小以及排氣脈動低等一系列優(yōu)點(diǎn)。 (2)螺桿制冷壓縮機(jī)沒有往復(fù)質(zhì)量慣性力，動力平衡性能好，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，機(jī)座振動小，基礎(chǔ)可作得較小。   (3)螺桿式制冷壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，機(jī)件數(shù)量小，沒有氣閥、活塞環(huán)等易損件，它的主要摩擦件如轉(zhuǎn)子，軸承等，強(qiáng)度

28、和耐磨程度較高，而且潤滑條件良好，機(jī)加工量少，材料消耗低，運(yùn)行周期長，使用較可靠，維修簡單，有利于實(shí)現(xiàn)操作自動化。,螺桿式壓縮機(jī)的優(yōu)點(diǎn) (4)與速度式壓縮機(jī)相比，具有強(qiáng)制輸氣的特點(diǎn)，即排氣量幾乎不受排氣壓力的影響。在小排氣量時(shí)不發(fā)生喘振現(xiàn)象。   (5)螺桿壓縮機(jī)對進(jìn)液不敏感，可以采用噴油冷卻，故在相同的壓力比下，排溫比活塞式低得多，因此單級壓力比高。   (6)采用了滑閥調(diào)節(jié)，可實(shí)現(xiàn)能量無級調(diào)