孫經理
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活塞式壓縮機的主要參數
1、排氣量
臨汾大型螺桿空壓機活塞式壓縮機的排氣量,通常是指單位時間內壓縮機zui后一級排出的氣體,換算到*級進口狀態(tài)的壓力和溫度時的氣體容積值,排氣量常用的單位為M3/min或M3/h。 壓縮機的額定排氣量----壓縮機銘牌上標注的排氣量----是指特定的進口狀態(tài)(一般為1大氣壓、20℃)時的排氣量。對于實際氣體,若是在高壓下測得的氣體容積,則換算時要考慮到氣體的可壓縮性的影響。
臨汾大型螺桿空壓機排氣量表征壓縮機的大小,但并不表明壓縮機所排氣體的物質數量。化工工藝中使用的壓縮機,由于工藝計算的需要,需將排氣量折算到標準狀態(tài)(101325Pa、0℃)時的干氣體積值,此值稱為供氣量。供氣量與排氣量的關系為
2、排氣壓力
活塞式壓縮機的排氣壓力通常是指zui終排出壓縮機的氣體壓力,排氣壓力應在壓縮機末級排氣接管處測量,常用單位為MPa。
一臺壓縮機的排氣壓力并非固定,壓縮機銘牌上標出的排氣壓力是指額定排氣壓力。實際上,壓縮機可在額定排氣壓力以下的任意壓力下工作,并且只要強度和排氣溫度等允許,也可超過額定排氣壓力工作。
3、轉速
活塞式壓縮機曲軸的轉速,常用r/min(rpm)表示,它是表征活塞式壓縮機的主要結構參數。
4、活塞力
活塞力為曲軸處于任意的轉角時,氣體力和往復慣性力的合力,它作用于活塞桿或活塞銷上。活塞力已成為壓縮機系列化、規(guī)格化的一個主要參數,常用單位為t(噸)。 5、活塞行程活塞式壓縮機在運轉中,活塞從一端止點到另一端止點所走的距離,稱為一個行程,常用單位為m(米)
6、功率
活塞式壓縮機消耗的功,一部分直接用于壓縮氣體,稱為指示功,另一部分用于克服機械摩擦,稱為摩擦功,主軸需要的總功為兩者之和,稱為軸功。單位時間內消耗的功稱為功率,常用單位為瓦(W)或千瓦(KW)。壓縮機的軸功率為指示功率和摩擦功率之和。
7、熱效率
(1)等溫效率
等溫效率有等溫指示效率和等溫軸效率之分,等溫指示效率是壓縮機理論等溫循環(huán)指示功與實際循環(huán)指示功之比,等溫軸效率系指理論等溫循環(huán)指示功與軸功之比,等溫軸效率也稱全等溫效率。
(2)絕熱效率
絕熱效率也可分絕熱指示效率和絕熱軸效率。一般絕熱效率系指絕熱軸效率,它是壓力縮機的理論絕熱循環(huán)功與軸功之比。
(3)等溫絕熱效率
將壓縮機理論循環(huán)的等溫指示功與絕熱循環(huán)功相比,其比值稱為等溫絕熱效率。 (4)比功率
壓機運行時的噪音
變頻空壓機與普通空壓機比的好處
一、能效等級
假設按額定功率為37kW的機型計算,轉速同為3660rpm,排氣壓力為0.8MPa,排氣量Qo=5.84m3/min a.永磁同步變頻機型的整機輸入功率測得為Pi=40.36kW,則整機的輸入比功率為:qi=Pi/Qo=40.36/5.84=6.91 b.而普通異步工頻機型的輸入功率測得為Pi=43.64kW,其整機的輸入比功率為:qi=Pi/Qo=43.64/5.84=7.47 根據《GB15193-2009容積式空氣壓縮機能效限定值及能效等級》中螺桿空氣壓縮機的標準,1級能效為輸入比功率qi<7.2,2級能效為輸入比功率7.2≤qi<8.1,因此永磁同步機型為1級能效,普通異步工頻機型只能達到2級能效。海普潤空壓機正是符合了這一點。
二、空壓機幾種氣量調節(jié)方式的分析
為使空壓機的排氣量與用戶用氣量達到平衡,普通空壓機常用的氣量調節(jié)方式為進氣節(jié)流調節(jié)、加載/卸載調節(jié)等方式,由于存在進氣節(jié)流導致真空度過大、以及加卸載時的壓差損失等原因,這些方式的節(jié)能效果卻不理想。后來由于電機變頻控制技術的發(fā)展,出現了通過對電機轉速進行控制的調節(jié)方式,這種方式可使空壓機的耗電量與排氣量接近成線性比例變化,目前正逐漸普及開來。
但是這種控制方式有以下幾個缺陷:
1. 普通異步電機的轉速與負載小于設計的額定點時,電機的效率明顯下降,而且差值 越大其效率下降的越明顯
2. 普通異步電機運行在較低的頻率時,會出現輸出轉矩不足的問題,使得變頻器出現 “電機轉矩過載”而跳機的故障
3. 普通異步電機在較低的頻率下運行時還會出現轉速不穩(wěn)定、振動噪音增大、發(fā)熱量 增加等現象。
4. 即使采用電流矢量控制的方式也不能*消除以上這些缺點。
5. 現在的新控制方式為采用永磁電機+變頻驅動器的控制方式,具有效率高且始 終能保持在很高的水平、任何轉速下的恒轉矩運行、轉速穩(wěn)定、轉速變化的響應速度快(從0到額定轉速的加速時間為50ms以內,且不存在沖擊電流)、噪音低等優(yōu)勢。
三、節(jié)能效果
同樣按前面額定功率為37kW的兩種機型,在負載率只有60%時,普通進氣節(jié)流控制的工頻機型的輸入功率為38.2kW,而永磁變頻機型的軸功率23.6kW,節(jié)電率達到37.5%若果按每年工作4000小時計算,普通異步工頻機型每年的電費開銷為10.72萬元,而如果改用永磁同步變頻機型的話,每年的用電費用則為6.58萬元,每年節(jié)省的電費為4.14萬元。
1)永磁變頻空氣壓縮機節(jié)能效果
永磁變頻空氣壓縮機zui大的優(yōu)點就是節(jié)能,一般能節(jié)能10%~35%,節(jié)能的多少決定于空氣壓縮機的工作工況和變頻器的參數的設定。其中zui大的因素是空氣壓縮機的工作工況,當客戶的用氣狀況起伏大,
其節(jié)能的效果就越好,zui直接的數據是空載時的時間占全部工作時間的比例。所以在銷售變頻器的控制柜的過程中,首先要了解客戶的工況,要得到以下的數據:
2)永磁變頻空氣壓縮機能降低噪音
當排氣量減少時,電機的轉速減慢,空氣壓縮機的噪音比全速運行時的噪音要小得多。卸載運行的時間減少,放空的噪音也減少。
永磁變頻空氣壓縮機的5大優(yōu)點,是不是足以讓您心動呢。它不僅能減低成本,節(jié)能環(huán)保,工作效率和產生的噪音污染還很低。
在選擇永磁變頻空氣壓縮機時一定要向銷售人員詢問清楚相關的節(jié)能意思,認清品牌,避免買到了產品,損失過大。
3)永磁變頻空壓機減少生產損失
永磁變頻空氣壓縮機使用了高效節(jié)能控制器,同時監(jiān)視20多個參數,電流,電壓,轉速,力矩,用電量,系統(tǒng)的智能化程度很高。使空氣系統(tǒng)更加穩(wěn)定可靠,減少了停機時間,降低了生產的損失。
機器的型號;工作在的模式是ON/OFF控制,還是MOD控制;加載工作時間和全部工作時間;
空氣壓縮機每天的工作時間和每周工作幾天,一年工作多少小時;壓力帶的設定;如果有電能表的話,將其用電的度數抄下來。當地一度電的電費是多少。
知道以上的各種情況后,就可以計算出一年在裝置了高效節(jié)能控制器的情況下,能節(jié)約多少錢。當然這個節(jié)能分析非常復雜,有專門的軟件TOOLBOOKS來計算具體的工況下能節(jié)省多少的電費。
其它參數
表示活塞式壓縮機特征的還有其它一些參數,諸如結構型式(立式、角式、和臥式等)、列數和級數等。 第三節(jié) 活塞式壓縮機的變工況及排氣量調節(jié)
活塞式壓縮機的排氣量和壓力(包括中間壓力),在機器運轉過程中不是固定不變的。外界的氣耗用量不可能隨時都等于壓縮機的排氣量,進出壓縮機的氣體壓力也不會等于壓縮機的預定設計壓力。當外界耗氣量小于壓縮機的排氣量時,便需對壓縮機進行排氣量的調節(jié),以使縮機的排氣量適應耗氣量的要求。
1、變工況工作
(1)吸氣壓力改變
當吸氣壓力降低,排氣壓力不變時,對單級壓縮機,則壓縮比升高,排氣量下降,對于多級壓縮機,主要導致末級壓縮比升高,排氣量有所下降的目的就是加大管網容積。 壓縮機排氣量調節(jié)是根據管網中的壓力變化進行的。采用人工操作的調節(jié)機構時,當管網中壓力超過或低于規(guī)定值,即或關閉調節(jié)機構。采用自動操作的調節(jié)機構時,管網的壓力作用于一定的器械,從而使調節(jié)機構發(fā)生作用。一般來說,趨向于采用自動控制的調節(jié)機構,稱為自動控制。它要求較小的管網容積能達到更小的壓力不均勻度。只在耗氣量相當穩(wěn)定,偶爾需要調節(jié)的場合,例如化工流程,才采用手動調節(jié)。也有在自動控制之外,加用手動調節(jié),作為開停車和緊急情況時的操作。
(1)轉速調節(jié)
活塞式壓縮機的排氣量與轉速成正比,改變壓縮機的轉速就可以調節(jié)排氣量。轉速調節(jié)目前主要應用于直流電動機和內燃機驅動的壓縮機中。
(2)管路調節(jié)
在管路方面增加適當的機構,利用適當程度的阻塞或旁通來進行排氣量的調節(jié),而壓縮機本身結構并無改變,因此管路調節(jié)可以應用任一原來不具有排氣調節(jié)的壓縮機上。
(3)節(jié)流進氣調節(jié)
在壓縮機進氣管路上裝有節(jié)流閥,通過節(jié)流閥調節(jié)入口流量,從而調節(jié)壓縮機排量
(4)停止進氣調節(jié)
停止進氣調節(jié)是隔斷進氣管路,使壓縮機進入空轉而排氣量為零。多用于開停機狀況5)旁路調節(jié)
旁路調節(jié)是將進氣管和排氣管用普通管路和旁通閥加以連通,來達到調節(jié)排氣量的目的。調節(jié)時只要打開旁通閥,排出的氣體便又回入進氣管線。
按照旁路閥開關的方式不同,旁路調節(jié)又可分為節(jié)流連通和自由連通兩種
a、節(jié)流連通
調節(jié)時閥門根據需要調節(jié)的氣量開至適當的程度,讓一部分氣體經旁路閥節(jié)流后回入進氣管內。這種調節(jié)屬于連續(xù)調節(jié),它的優(yōu)點是結構系統(tǒng)簡單,排氣量可連續(xù)地變化,可使排氣量在*到0%的范圍內進行分級調節(jié)和連續(xù)調節(jié)。其缺點是高壓氣體節(jié)流,壓縮機功率消耗一點也未減少,經濟性較差。但由于這種調節(jié)方式結構簡單,常應用于短期地不經常調節(jié)或調節(jié)幅度很小的場合,也可作備用的和輔助的調節(jié)之用。
b、自由連通
調節(jié)時旁路閥*打開,使壓縮機排出的氣體僅克服旁路管路及旁路閥阻力進入進氣管線,然后通過氣缸的進氣的排氣形成封閉的循環(huán)流動,壓縮機進入空轉。空轉期間壓縮機消耗的功率主要用于克服氣閥和管路中的阻力。當旁路閥的旁路管線具有足夠大的通流截面時,排氣壓力和進氣壓力差別很小,空轉功率也不大,反之會形成相當大的功率消耗。自由連通時,排氣管路中必須備有止回閥,防止管網氣體倒竄回壓縮機中。
(6)頂開吸氣閥調節(jié)
作用于氣閥的調節(jié)是使進排氣閥之一在工作中*或局部地喪失其正常作用,從而改變壓縮機的排氣量。鑒于氣閥的工作狀況和壓縮機的功率清耗,目前只在進氣閥上裝設調節(jié)的措施。頂開吸氣閥法的調節(jié)原理是在吸氣閥內裝一壓叉,當需要降低排氣量時,壓叉頂開吸氣閥的閥片,使部分或全部已吸入氣缸內的氣體又流回到吸氣管中,以實現排氣量的調節(jié)。壓開進氣閥的驅動機構即卸荷器,有活塞式卸荷器和隔膜式卸荷器兩種,如上圖:活塞式卸荷器調節(jié)時通過調節(jié)器來的高壓氣體進入卸荷器缸,推動小活塞克服彈簧力,使壓叉壓開閥片。當需要恢復正常時,由調節(jié)器將卸荷器與大氣接通,小活塞在彈簧力作用下升起,壓叉脫離閥片。這種結構小活塞免不了要泄漏氣體,而隔膜式卸荷器可克服此缺點。隔膜式卸荷器除了將活塞換成膜片外,還是裝設在氣缸外面的,卸荷器僅中心桿伸入氣缸的進氣腔,故檢查和修理比較方便,對于高壓級進氣腔小時也能適用。
多級壓縮機應用頂開進氣閥調節(jié)時,各級均設有壓叉,調節(jié)時各級進氣閥應同時壓開。 一般有下列兩種調節(jié)形式:
a:*頂開吸氣閥:
是一種氣動*頂開吸氣閥的調節(jié)裝置,利用氣源動力,通過壓叉頂開吸氣閥閥片。 b:部分頂開吸氣閥:
吸氣閥不是*,而只是部分。因此該調節(jié)裝置氣體溫度高,氣密性差,很少采用。
(7)補充余隙法
此法的作用原理是在氣缸余隙附近裝一個補充余隙容積,調節(jié)時打開其上的余隙調節(jié)閥使其與氣缸余隙相通,于是氣缸余隙增大,減少輸氣量,達到調節(jié)的目的。一般可調節(jié)的范圍在0~25% 。
第四節(jié) 活塞式壓縮機的潤滑 活塞式壓縮機潤滑,要求在所有作相對運動的表面注入潤滑油,形成油膜,以減低磨蝕,減少摩擦功耗,冷卻摩擦表面,同時還起到油膜密封作用。
對潤滑系統(tǒng)的基本要求:
(1)要有可靠的供油裝置,保證有適量的潤滑油輸送至各運動部位 1)要有可靠的供油裝置,保證有適量的潤滑油輸送至各運動部位
(2)要有凈化和冷卻潤滑油的裝置
(3)系統(tǒng)中要有便于檢查供油情況的部位和儀表
(4)供油系統(tǒng)緊湊,便于拆裝和清洗
根據壓縮機的結構特點,有以下兩種潤滑方式:
a、飛測潤滑:多用于小型無十字頭壓縮機中,其特點是氣缸與傳動部件的摩擦面,均靠裝在連桿上的打油桿將油飛測到潤滑部件進行潤滑,這樣氣缸和傳動機構需共用一種潤滑油。氣缸內帶油量較大。
b、壓力潤滑:常用于大中型有十字頭的壓縮機中,這種潤滑方式往往分為兩個獨立的系統(tǒng):氣缸及填料函部分靠注油器供油,潤滑傳動部件靠齒輪油泵或螺桿泵供油潤滑。
1、氣缸及填料的函的潤滑
由于氣缸內氣體壓力較高,多采用注油器供油潤滑。氣缸與填料函處注入的油量必須適當,若油量不足將引起強烈摩擦,使運動部件表面磨損,若油量過多,不僅浪費,而且氣體帶油量大,將影響氣閥的開關,甚至造成爆炸事故。
2、傳動機構的潤滑
傳動機構的潤滑根據油泵的傳動方式又分為內傳動和外傳動兩種:
a:內傳動:油泵由主軸直接帶動,曲軸箱作為循環(huán)油箱,其結構比較簡單,緊湊,多用于中小型壓縮機
b:外傳動:油泵單獨驅動,形成一個獨立的供油系統(tǒng),多用于大型壓縮機中,因為其需要的潤滑油量較多,油泵較大,油路的其它部件體積也較大,不便由主軸直接驅動油泵。無論是內傳動還是外傳動,油路均是循環(huán)的,循環(huán)油路上還必須設置油冷卻器與油過濾器。潤滑油的循環(huán)路線,