天然氣發(fā)動機(jī) 2

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)語一、常用術(shù)語1、四沖程（天然氣發(fā)動機(jī)）：由活塞四個行程（即曲軸旋轉(zhuǎn)兩周）完成一個工作循環(huán)（的天然氣發(fā)動機(jī)）。2、二沖程（天然氣發(fā)動機(jī)） ：由活塞兩個行程（即曲軸旋轉(zhuǎn)一周）完成一個工作循環(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。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

2、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，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，活塞頂上方的整個空間容積，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)示意圖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。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。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。曲軸箱內(nèi)吸入新的混

3、合氣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。動力缸動力缸壓壓縮縮缸缸飛飛輪輪空氣閥片空氣閥片DPC-800/600機(jī)組的工作原理：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)

4、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/W7416SGT/W74機(jī)組的工作原理機(jī)組的工作原理：型號為16SGT/W74，額定功率為2650馬力，轉(zhuǎn)速為600-900rpm。發(fā)動機(jī)是四沖程天然氣發(fā)動機(jī)組，16個動力缸，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

5、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。啟動風(fēng)馬達(dá)轉(zhuǎn)飛輪轉(zhuǎn)曲軸轉(zhuǎn)活塞往復(fù)運(yùn)動(曲柄連桿機(jī)構(gòu)工作)磁電機(jī)工作(點(diǎn)火系統(tǒng)工作)凸輪軸轉(zhuǎn)(配氣機(jī)構(gòu)工作)燃?xì)忾y打開(燃?xì)庀到y(tǒng)工作)機(jī)組啟動一）、啟動過程流程圖（以16SGT為例） 二）、啟動過程時序圖（以16SGT為例） 5 8 12 16 25 50 100 150最低盤車轉(zhuǎn)速 掃氣 點(diǎn)火 燃料氣供應(yīng) 發(fā)動缸著火 盤車斷開 怠速 過程發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速（rpm）時間（s）啟動馬達(dá)轉(zhuǎn)速（rpm）

6、 11250 22500 33750一）、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。單缸不點(diǎn)火用正時燈檢查低壓導(dǎo)線良好若不好更換導(dǎo)線斷開高壓導(dǎo)線與火花塞檢查接觸點(diǎn)不產(chǎn)生火花產(chǎn)生火花檢查高壓導(dǎo)線與高壓線圈檢查高壓導(dǎo)線與火花塞接觸情況不好良好檢查火花塞更換火花塞更換導(dǎo)線停

7、機(jī)三）點(diǎn)火系統(tǒng)常見故障及排除方法 1、單缸不點(diǎn)火：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重要因素。3、開機(jī)時不點(diǎn)火 這時可反復(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 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)行檢查與調(diào)整。

8、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。5-V1干氣壓力調(diào)節(jié)閥控制壓力燃?xì)鈸Q熱器控制溫度運(yùn)行燃?xì)忾y控制機(jī)組平穩(wěn)運(yùn)行啟動燃?xì)忾y控制開機(jī)速度計量閥 控制流量與壓力燃?xì)庾忾y 控制時間與流量氣缸圖：燃?xì)夤?yīng)系統(tǒng)圖圖：燃?xì)夤?yīng)系統(tǒng)圖0.20-0.30MPa一）、空氣增壓的原因 為了提高發(fā)動機(jī)的功率。采用對空氣加壓的方式，使空氣量增多

9、，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)際上由一個渦輪和一個壓氣機(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。新鮮空氣 空氣過濾器 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)氣殼壓力、空氣蝶閥） 空氣匯管 燃?xì)馊紵?廢氣燃燒室 渦輪增壓器（膨脹作功） 消音

10、器 排出四）空氣進(jìn)氣與廢氣排氣循環(huán)路線圖五）、常見故障及可能原因：1、 潤滑油的短時間內(nèi)變質(zhì)主要原因有：廢氣進(jìn)入軸承箱室 渦輪端軸封損壞密封圈的間隙太大 氣封通道堵塞2、渦輪增壓器振動比較大主要原因有轉(zhuǎn)子嚴(yán)重不平衡，可能是渦輪葉片損壞 軸已彎曲軸承有故障 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：空氣濾清器太臟 渦輪葉片損壞 迷宮式密封件噴嘴環(huán)損壞 發(fā)動機(jī)與渦輪之間的連接管線漏氣渦輪增壓器出口管線或中冷器、空氣匯管的連接處漏氣廢氣的背壓太高曲軸箱主油泵 壓力調(diào)節(jié)閥 恒溫三通閥油過濾器 油換熱器手搖柄輔助油泵電加熱器 信號控制閥 旁通過濾器活 塞 連桿大頭瓦 滑油匯管 連桿

11、小頭瓦主軸瓦 活塞銷 凸輪軸軸瓦滾 子 搖臂軸一）、潤滑線路圖：八、發(fā)動機(jī)的潤滑系統(tǒng)（以八、發(fā)動機(jī)的潤滑系統(tǒng)（以16SGT16SGT為例）為例）二）、常見故障可能原因及處理措施：1 開機(jī)時油壓低，不盤車 輔助油泵不轉(zhuǎn)；檢查油泵、油泵開關(guān)及電路系統(tǒng)。 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。 油路不暢，旁通過濾器嚴(yán)重堵塞；檢查過濾器2 啟機(jī)加載后主油泵壓力偏低，主要原因： 油泵自身故障，應(yīng)檢查油泵。 油泵出口油壓調(diào)節(jié)閥設(shè)定值偏低，重新調(diào)整油壓 油過濾器濾網(wǎng)太臟，應(yīng)清洗或更換濾網(wǎng) 油泵出口有氣體，排氣。 油壓表顯示失靈。3 油溫偏高的主要原因： 油換熱器換熱效果差；（檢查管路是否暢

12、通）。 恒溫三通閥失靈，（檢查恒溫三通閥）。 系統(tǒng)溫度高（包括水溫）。 油溫表失靈。八、發(fā)動機(jī)的潤滑系統(tǒng)（以八、發(fā)動機(jī)的潤滑系統(tǒng)（以16SGT16SGT為例）為例） 夾套水泵空冷器 排氣總管 輔助水泵 電加熱器水 箱 廢氣渦輪增壓器 壓縮機(jī)油換熱器 壓縮機(jī)各缸體缸 頭 發(fā)動機(jī)夾套 溫控三通閥一）、夾套水系統(tǒng)九、發(fā)動機(jī)的冷卻系統(tǒng)（以九、發(fā)動機(jī)的冷卻系統(tǒng)（以16SGT16SGT為例）為例） 二）、中冷水系統(tǒng) 中冷水泵中冷器空冷器水 箱發(fā)動機(jī)油換熱器燃?xì)鈸Q熱器溫控三通閥九、發(fā)動機(jī)的冷卻系統(tǒng)（以九、發(fā)動機(jī)的冷卻系統(tǒng)（以16SGT16SGT為例）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)

13、程大小分為低壓泵（小于米水柱）；中壓泵（米水柱）和高壓泵（高于米水柱） 離心泵按所輸介質(zhì)的不同可分為清水泵、油泵、耐腐蝕泵等。 流量：單位時間內(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：單位時間里由原動機(jī)傳遞到泵主軸上的功。 有效功率：單位時間里，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)一、離心泵與離心式壓縮機(jī)離心泵離心泵 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 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

14、衡盤. 按離心泵的結(jié)構(gòu)可將離心泵分為以下幾類）按葉輪級數(shù)可分為單級和多級泵。 ）按葉輪進(jìn)液方式可分為單吸式泵和雙吸式泵。 ）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。）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、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、離心泵葉輪結(jié)構(gòu)示意圖離心泵與離心式壓縮機(jī)離心泵與離心式壓縮機(jī)離心壓縮機(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

15、經(jīng)葉輪時,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,氣體流動速度又逐漸減慢而變成氣體壓力的 喘振：離心式壓縮機(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)離心泵與離心式壓縮機(jī)離心壓縮機(jī)離心壓縮機(jī)二、往復(fù)式泵與往復(fù)式壓縮機(jī)二、往復(fù)式泵與往復(fù)式壓縮機(jī)往復(fù)式泵往復(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?；钊ㄖ┍每煞譃閱巫饔帽煤碗p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

16、少2) 雙作用泵：活塞（柱塞）往復(fù)一次，吸入、排出各兩次。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,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,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)式泵與往復(fù)式壓縮機(jī)往復(fù)式泵往復(fù)式泵 往復(fù)式泵與往復(fù)式壓縮機(jī)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)式壓縮機(jī) 往復(fù)活塞式壓縮機(jī)的構(gòu)件組成往復(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、十字頭、皮帶輪或聯(lián)軸器等）、工作機(jī)

17、構(gòu)（氣缸、活塞、氣閥等）與機(jī)身。此外還有三個輔助系統(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)式泵與往復(fù)式壓縮機(jī)往復(fù)式壓縮機(jī)往復(fù)式壓縮機(jī)氣閥組成 :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

18、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.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,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：齒輪泵工作時只能用入口閥門調(diào)節(jié)流量，啟動泵或停泵時，出口閥門全開，否則會發(fā)生操作事故 齒齒 輪輪 泵泵齒輪泵的困液現(xiàn)

19、象齒輪泵的困液現(xiàn)象四、螺桿式泵與螺桿式壓縮機(jī)四、螺桿式泵與螺桿式壓縮機(jī)螺桿泵： 螺桿泵有單螺桿、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，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，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