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气体压缩机,有哪些类型?如何选型?(二)

 汇聚0005 2018-05-28

二、动力式气体压缩机

离心式压缩机 离心式压缩机是一种动力式压缩机,在其中有一个或多个旋转叶轮(叶片通常在侧面)使气体加速,主气流是径向的。动力式压缩机又分为喷射式和透平式压缩机,离心式压缩机就属于透平式压缩机组。

主要优点:



1、流量大、功率大、利于节能。透平机械流经叶轮的介质,一直是连续不断的,气缸的容积较大,叶轮能够高速旋转,故透平机械的排气流量和发生的功率可大大增加。所以离心压缩机排气均匀,气流无脉冲。



2、结构紧凑、密封效果好,泄露现象少,尺寸小,因而机组占地面积及重量都比同一气量的活塞式压缩机小得多。



3、运转平稳,操作可靠,因此它的运转率高,有平坦的性能曲线,操作范围较广,维护费用及人员少。



4、离心式压缩机的压缩过程可以做到绝对无油,机内不需要润滑,这对许多行业的生产是很重要的。



5、易损件少、运转周期长,运动零件少而简单,且制造精度低,所以其制造费用相对低且可靠性高。易于实现自动化和大型化。



主要缺点:



1、离心式压缩机的目前还不适用于气量太小及压比过高的场合。



2、离心式压缩机的稳定工况区较窄,其气量调节虽较方便,但经济性较差。气流速度大,流道内的零部件有较大的摩擦损失。



3、离心式压缩机的效率一般仍低于活塞式压缩机。操作的适应性差,气体的性质对操作性能有较大影响。在机组开车、停车、运行中,负荷变化大。



4、离心式压缩机转速较高,有可能产生机械振动,在运行特性方面,会有喘振现象,对机器的危害极大。



5、操作相对复杂,齿轮箱噪声大,设备技术含量高,维护费用较大。



有些化工基础原料,如丙烯、乙烯、丁二烯、苯等可加工成塑料、纤维、橡胶等重要化工产品。在生产这种基础原料的石油化工厂中,离心式压缩机也占有重要地位,是关键设备之一。



除此之外,其他如石油精炼,制冷等行业中,离心式压缩机也是极为关键的设备。



轴流式压缩机


轴流式压缩机是属于一种大型的空气压缩机,最大的功率可以达到150000KW,排气量是20000m3每分钟,它的压缩机能效比可以达到百分之90左右,比离心机要节能一些。



它是由3大部分组成,一是以转轴为主体的可以旋转的部分简称转子,二是以机壳和装在机壳上的静止部件为主体的简称定子(静子),三是壳体、密封体、轴承箱、调节机构、联轴器、底座和控制保护等组成。


主要优点:



单位面积的气体通流能力大,在相同加工气体量的前提条件下,径向尺寸小,特别适用于要求大流量的场合。另外,轴流式压缩机还具有结构简单、运行维护方便等优点。



主要缺点:



轴流式压缩机叶片型线复杂,制造工艺要求高,以及稳定工况区较窄、在定转速下流量调节范围小等方面则是明显不及离心式压缩机。



适用范围:



离心式压缩机普遍适用于流量为100一2000m³/min、压力为 0.07一70 MPa 的场合;轴流式压缩机普遍适用于流量为1000 一20000m³/min 、压力为 0.3 一 0.7 MPa 的场合。



因此,,在一定的流量和压力下,既可选用离心式压缩机,,也可选用轴流式压缩机,,关键是哪种压缩机方案更好和更经济。



石油化工生产中有的用轴流—离心组合式压缩机输送流量大的气体。

如何选型


1、选型以“以需定型”



结合客户的需要,找到最佳的运行经济性,将来扩大规模均需要作出大量的决策。



决策的基础是压缩空气的用途或使用流程,着眼点计算气体需求量,储备量和将来扩展的余地,而压力和流量都是决定因素,对能耗有很大影响,不同的压力范围以及不同的流量情况用不同的压缩机有时可能是经济性。



选型常用国际标准为:AP1613,AP1614,AP1615,AP1617,AP1618,AP1619。



2、工作压力的计算



压缩气体的设备决定了必需的工作压力取决于压缩机,设备、管路,最高的工作压力决定必需的装置压力,而耗气地点用减压阀来满足设备需求,在极端情况下,配一台单独空压机很不经济。



工作压力:最终用户+末级过滤+管路系统+尘粒过滤+干燥机+压缩机调节幅度



压力越高,耗电愈大,须考虑配管尺寸大小及长度所造成的压力降。



列出各种机种之使用压力,如使用压力相差太多,则须购置不同压力之空压机,不可降低压力使用,以增加费用支出。



3、气体需用量计算



压缩气体是将电能转化为气体势能,并借助压缩气体的膨胀对外做功的一种清洁的动力,但是它对电能的消耗也是非常大的。一般说来,将1m³的空气压缩至 0.7MPa所需消耗的电能约为7kW。



据统计,空压站对电能的消耗约占整个企业电能总消耗的20%。这意味着节约压缩空气并合理利用压缩空气将为您带来新的利润空间!



空气需用量:将全部工具+机器设备+相关流程空气消耗量+泄漏+磨损+未来用气+使用系数(采用标准值20%)



4、压缩机的数量与规格的确定



根据所需的灵活程度+控制系统+能量的效率



①选用一台大机还是选用多台小机?



生产中停机事件的费用,电力的利用率,载(荷)的变化情况,压缩空气系统的成本,可利用楼面的空间。



由于费用的原因,一个装置中只用一台压缩机供应全部空气,那幺这个系统可以准备一个移动式压缩机的快速接口供使用时相接,可以用一台旧的空压机作为不昂贵的备用动力提供储备气源。



②稳定性(一直非常重要的问题);



③能耗支出 管路泄漏;用气需求每时每刻不断的波动(这是最易被忽视的,也最为严重)单机的输出效率(选择最好范围的输出效率机型)


④零配件的通用化 多台110KW机型的优化组合可能是40-160m3/min,用气范围的最好选择。



⑤运行分析



应在一个星期内观察,测量能量回收有90%以上回收。



工作压力在某段时间内,经常下降控制系统可以参照生产的改变作出修改,改进空压机的使用另一因素检查是否漏气。



注意耗能比值,以求省电:实际排气量/实耗马达功率,值越大越耗电。



5、储气罐的选型



通常简便的方法是空压机出气量(m3/min为单位)的15-30%。若是想加以计算,则以下的公式可用。(以压缩介质为空气举例)



V = 空气桶体积; Q = 空压机空量(m3/min);8 = 常数(一般用于7bar时);



△P = 压差(bar,通常至少设定于0.6-1bar)



另外,在选型时,还要针对客户需要,确定工作压力,既满足了客户需要,又可节省投入成本。



要保持气体压缩机组工作运行正常,安全可靠,工作寿命长,还必须制定详细的维护计划。



最好执行定人操作、定期维护、定期检查保养,使压缩机保持清洁、无油、无污垢。只有全面的掌握维护常识和熟悉故障的解决方法,才能保证压缩机的平稳运行。

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