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压缩空气概述、装置和系统
3 压缩空气系统
31 概述 2 空气压缩装置
3 机组制动供气
4 机组调相压水供气 35 风动工具、空气围带和防冻吹冰供气 36 油压装置供气 37 水电站压缩空气的综合系统
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3.1 概述
3.1.1压缩空气的用途 3.1.2压缩空气系统的组成 3.1.3压缩空气系统的分类
螺杆式压缩机结构示意图
1―同步齿轮；2―气缸；3―阳转子；4―阴转子；5―轴密封；6―轴 承
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3、双螺杆式压缩机工作原理 螺杆式压缩机工作分如下四个过程：
➢吸气过程：当转子转动时，主副转子的齿沟空间在转至进气 端壁开口时，其空间最大，此时转子的齿沟空间与进气口的 自由空气相通。外界空气即被吸入，沿轴向流入主副转子的 齿沟内。 ➢封闭及输送过程：吸气结束时，转子的进气侧端面转离了进 气口，空气充满整个齿沟，并被主副转子的齿峰与机壳封闭。 两转子继续转动，其齿峰与齿沟的啮合面逐渐向排气端移动。
图3-1 空气压缩装置结构原理图 8
速
轴流式
度
离心式
型
压
混流式
缩
滑片式
机
容
回转式 螺杆式
积 型
转子式
往复式 膜式
活塞式
(3)空气过滤器：用来过滤空气中所含的尘埃。 (4)气液分离器：用来分离压缩空气中所含的油和水分，使压缩 空气得到净化，以减少污染，降低管道及用户设备的腐蚀。 (5)冷却器：用来冷却压缩后的高温气体和空压机油，以减少功 耗、降低压缩空气的温度以及延长空压机油的使用寿命。
图3-1 空气压缩装置结构原理图 9
(6)储气罐：作为压力调节器和气能储存器。可用来减弱空压机 排出的气流脉动和断续动作所产生的压力波动，提高输出气流的 连续性及压力稳定性；在设备耗气量大于空压机排气量时保证连 续供给足够的气量；进一步沉淀分离压缩空气中的油和水分。 (7)冷干机：将压缩空气冷却降温，使其中的水份凝结成液滴。 (8)汽水分离器：把水分、油、尘埃从压缩空气中分离出来，使 用户能获得干燥、清洁的压缩空气
4、说明 为了获得高压力的压缩空气，可将
几个气缸串联起来工作，连续对空气进 行多次压缩，这种空压机称为二级、三 级或多级空压机。
两级单作用式空气压缩机工作原理图
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1―曲轴；2―连杆；3―一级气缸；4―二级气缸；5―空气过滤器；6―冷却器
3.2.3 螺杆式空压机
1、分类 螺杆空气压缩机按螺杆的数目分为双螺杆空压机和单螺
图3-1 空气压缩装置结构原理图 10
3.2.2 活塞式空压机
1、结构 S75型空压机，为往复活塞式压缩机，属容积型，其外型结
构如图所示。
1-排气阀 2-接头 3-接管螺母 4-电机轮 5-单向阀 6-压缩机主机 7-三角皮带 8-钢丝网防护罩 9-电机 10-气压开关 11-压力表 12-储气罐 13-橡胶轮 14-排水阀 15-安全阀
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2、工作原理 ❖吸气过程：当活塞向右移动时，气缸左 腔容积增大，压力降低，形成真空，吸气 阀克服弹簧阻力自行打开，空气在大气压 力的作用下进入气缸左腔 ❖压缩过程：当活塞返行时，气缸左腔压 力增高，吸气阀自动关闭，吸人的空气在 气缸内被活塞压缩 ❖排气过程：当活塞继续向左移动，气缸 内的气体压力增高到排气管中的压力时， 排气阀自动打开，压缩空气被排出
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3.1.2压缩空气系统的组成
压缩空气系统，简称气系统，由空气压缩装置、供气管网、 测量控制元件和用气设备等组成。气系统的任务是随时满足用 户对气量、气压、清洁和干燥等方面的要求。
空气压缩装置：将自由空气压缩后，获得具有一定压力的压 缩空气。 供气管网：将气源和用气设备联系起来，输送和分配压缩空 气。 测量和控制元件：用于保证设备的安全运行和向用气设备提 供满足质量合格的压缩空气。 用气设备：气系统用途中所提及的设备。
杆空压机。在欧、美、日等西方经济发达地区的占有率已经 接近100％，几乎完全取代活塞式空气压缩机，而其中的99 ％以上是双螺杆空气压缩机。
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2、双螺杆式压缩机结构 双螺杆空压机无进气与排气阀
组，由一对平行布置、相互啮合的 转子组成。工作时，一个转子按顺 时针转动，一个转子按逆时针转动， 在相互啮合的过程中，空气被压缩 到所需要的压力。双螺杆压缩机具 有极高的机械可靠性和优良的动力 平衡性，运行效率高，操作及维修 也十分方便，是目前市场中的主导 产品。双螺杆式空压机的工作原理 如图所示。
气系统的任务是随时满足用户对气量、气压、清洁度和干燥 度的要求。
53.1.3压缩空气系统的来自类水电厂将水轮机调速系统的油压装置用气称为厂内高压气 系统；机组刹车制动、调相充气压水、风动工具、吹扫和空气 围带等用气称为厂内低压气系统；而配电装置用气则称为厂外 高压气系统；水工闸门、拦污栅、调压井等用气称厂外低压气 系统。
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3.1.1压缩空气的用途
1、压缩空气的优点
空气具有极好的弹性，可压缩性，是储存压能的良好介质， 压力稳定。而且它既容易获得，又便于贮存和输送，并且使用 方便，因此得到广泛应用。 2、压缩空气的用途 (1)油压装置压力油槽充气 (2)机组停机制动装置用气 (3)机组作调相运行时转轮室的充气压水 (4)检修维护时风动工具及吹扫用气 (5)水导轴承检修密封围带充气 (6)进水阀围带充气 (7)变电站配电装置的操作及灭弧用气 (8)寒冷地区的水工闸门，拦污栅等的防冻吹冰
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3.2 空气压缩装置
3.2.1 空气压缩装置的基本结构 3.2.2 往复活塞式空压机 3.2.3 回转螺杆式空压机 3.2.4 滑片式空压机 3.2.5 空压机比较
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3.2.1空气压缩装置的基本结构
1、结构 空气压缩装置的结构原理如图所示，包括电动机、空气压缩
机、空气过滤器、贮气罐、气液分离器、冷却器和冷干机等。 (1)电动机：为空气压缩机提供原动力。 (2)空气压缩机：简称为空压机，是以电动机为动力，将自由空 气加以压缩的机械。按工作原理可分为速度型和容积型两大类。 目前水电厂所采用的空气压缩机多为容积型。
至此，就完成了一个工作循环。活塞 继续运动，则上述工作循环将周而复始地 进行，以完成压缩气体的任务。
单作用式空压机的工作原理图
l―活塞；2―气缸；3―进气阀；4―排气阀
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3、特点 ❖优点：压力范围广、热效率高、可维 修性强、对材料要求低、技术较为成熟 和适应性强——广泛应用。 ❖缺点：转速不高、机器大而重且结构 复杂，另外因其排气不连续而造成气流 脉动，导致运转时有较大的振动——应 用受限，有被其他形式取代的趋势。