韋丹賀　高祺　郭宏鵬

[摘 要]伴隨現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)過程中各種生產(chǎn)裝置體積的增加，使得其對于往復(fù)式壓縮機工作過程中的功率和排氣量等方面的要求也不斷的提升，如果相關(guān)人員不能夠選擇合理的流量調(diào)節(jié)方式，就極容易導(dǎo)出現(xiàn)生產(chǎn)資源浪費。在正常操作情況下，壓縮機出口的流量基本是保持不變的，但隨著生產(chǎn)工藝的變化，其耗氣量會隨之發(fā)生改變，所以，要想保證正常生產(chǎn)行為不受影響，調(diào)節(jié)壓縮機流量十分重要。對此，本文以往復(fù)式壓縮機為研究點，對調(diào)節(jié)其流量的方式進行研究。

[關(guān)鍵詞] 往復(fù)式壓縮機；流量調(diào)節(jié)；方式；探究

中圖分類號：TE974 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）14-0221-01

引言：在工業(yè)生產(chǎn)各項裝置不斷運行的過程中，為了能夠使得其中的氣體可以獲得一定的工作壓力，工作人員一般都會選擇使用往復(fù)式的壓縮機來為各項裝置提供壓力。從性質(zhì)上來看，這種壓縮機屬于一種通用式的容積壓縮機，其自身帶有氣流相對比較穩(wěn)定、排氣壓力較高的特點，所以，被廣泛的應(yīng)用到了石油化工行業(yè)之中。但由于在實際工作過程中該壓縮機需要隨著實際生產(chǎn)情況的變化不斷的變換操作，調(diào)節(jié)其流量。因此，要想保證其工作效率和質(zhì)量，選擇適合的流量調(diào)節(jié)方式十分重要。

1 壓縮機排氣量

所謂排氣量，其指的是往復(fù)式的壓縮機在單位時間內(nèi)其自身排氣端排出的總的氣體體積。一般情況下，該氣體體積會被換算成為壓縮機自身入口條件下相應(yīng)的數(shù)值。在煉油化工工業(yè)中，其生產(chǎn)裝置中使用的往復(fù)式壓縮機自身帶有的氣缸大多數(shù)都是雙作用式的。與此同時，在實際工業(yè)生產(chǎn)的過程中，壓縮機由于受到氣體泄露、余隙容積以及入口壓力損失等方面因素的影響，使得壓縮機實際的排氣量會在比理論排氣量低。因此，要想改變以往壓縮機的實際的排氣量，就需要通過改變壓縮機轉(zhuǎn)動速度或者是改變壓縮機活塞設(shè)備有效的工作行程等方式來改變壓縮機自身的有效容積；并且，工作人員還可以通過調(diào)節(jié)壓縮機的旁路回流和間歇操作等來調(diào)節(jié)其流量。

2 壓縮機流量調(diào)節(jié)具體措施

2.1間歇式操作調(diào)節(jié)

此種調(diào)節(jié)壓縮機流量的方式目前主要被應(yīng)用在一些功率較小，或者是多臺壓縮機處于并聯(lián)關(guān)系的工作狀態(tài)中。當(dāng)壓縮機自身功率相對比較小，且下游部分配置了相對較大的儲氣罐時，就可以使用間歇式的調(diào)節(jié)方式。這種方式的優(yōu)勢在于，其不需要在主機上增加任何類型的輔助設(shè)備；但由于啟動和停止的頻率相對較為頻繁會減少壓縮機實際的使用壽命、加大填料和軸承等相關(guān)了零部件磨損的程度，嚴(yán)重時甚至?xí)?dǎo)致軸承被燒毀。因此，在使用此種調(diào)節(jié)方式時，相關(guān)人員需要對控制壓縮機的間歇頻率，設(shè)計出容量相對較大的儲氣罐，并配置性能相對比較良好的啟動卸荷裝置，減少啟動沖擊[1]。此外，因為間歇操作自身帶有的弊端，所以除非壓縮機是處于多臺并聯(lián)的方式，通常情況下不建議使用。

2.2變轉(zhuǎn)速式調(diào)節(jié)

該調(diào)節(jié)方式主要是通過改變壓縮機在單位時間內(nèi)其內(nèi)部活塞壓縮氣體的頻率和次數(shù)來調(diào)節(jié)流量的。同其他流量調(diào)節(jié)方式相比，其調(diào)節(jié)過程的連續(xù)性，且在多級壓縮的過程中各級別壓力的實際分配比不會受到影響，不需要針對壓縮級別的不同設(shè)置調(diào)節(jié)壓力分配比的裝置或者是機構(gòu)。與此同時，其自身具有的優(yōu)勢是：第一，在降低壓縮機轉(zhuǎn)動速度時，流經(jīng)該壓縮機氣體的流動速度也會隨之降低，這使得氣體在管路和氣閥中的壓力損失也會因此降低；第二，壓縮機轉(zhuǎn)動速度降低時，氣體通過冷卻器的時間隨之增加，熱交換會更加的充分，能夠達(dá)到更好地冷卻效果；第三，壓縮機轉(zhuǎn)動的速度同機械設(shè)備的摩擦功率屬于正比例的關(guān)系，當(dāng)轉(zhuǎn)動速度變緩時，摩擦功率也會隨之降低[2]。一般情況下，變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)主要應(yīng)用在內(nèi)燃機驅(qū)動或者是汽輪機的壓縮機設(shè)備上，如果壓縮機屬于電動驅(qū)動，在采用此種調(diào)節(jié)方式時需要與變頻電機或者是變頻器配合使用。此外，因為高壓和大功率的變頻器價格和維護保養(yǎng)的頻率相對較高，所以，此種調(diào)節(jié)方式一般不會被應(yīng)用到大功率電機驅(qū)動的壓縮機上。

2.3旁路式調(diào)節(jié)操作

所謂的旁路調(diào)節(jié)其就是通過將壓縮機出口排除的部分氣體直接放空或者是返回到入口點的方式來調(diào)節(jié)壓縮機的流量。因為壓縮機已經(jīng)完成了對壓縮氣體的工作，所以這種調(diào)節(jié)方式消耗的功率較大、經(jīng)濟性比較差，但同其他調(diào)節(jié)方式相比，其自身穩(wěn)定性較高，操作方式比較簡單[3]。此種調(diào)節(jié)操作方式主要分為三種形式：

第一，直接放空，這種方法就是在壓縮機的出口加設(shè)一個放空管，將壓縮機中部分的氣體直接排放到大氣之中，通過控制放空管放氣量的形式來調(diào)節(jié)生產(chǎn)裝置中氣體的流量。一般情況下，放空管應(yīng)該被放置在壓縮機各級出口的冷卻器前，以便能夠減少冷卻器的耗能量。這種直接放空的形式不僅可以達(dá)到連續(xù)且自動控制壓縮機流量的目的，還能夠在開機或者是發(fā)生工業(yè)事故的情況下快速的卸下荷載。

第二，入口和出口處連通旁路，這種方式是用旁路將壓縮機的首級入口與末級出口連接起來，使其能夠變成一個通路的方式來達(dá)到流量調(diào)節(jié)的目的。此種方式不僅可以保證壓縮機各級都能夠在工作情況不變的情況下完成工作，還可以借助控制旁路閥開度的方式對流量進行連續(xù)調(diào)節(jié)。

第三，多級返回旁路，這種調(diào)節(jié)方式主要在一些體型較大且?guī)в卸嗉墘嚎s的往復(fù)式壓縮機中使用，經(jīng)常使用這種調(diào)節(jié)方式，不僅調(diào)節(jié)壓縮機中各級壓力的分配比例，還能夠達(dá)到在壓縮機啟動時卸荷的目的。

2.4頂開吸氣閥調(diào)節(jié)方式

該方式的調(diào)節(jié)原理為：當(dāng)氣體被吸入到壓縮機的氣缸之后，氣缸內(nèi)的活塞在進行壓縮運動時，氣體就能通過氣閥頂開壓縮機的內(nèi)部機構(gòu)，使得其可以一直保持在打開的工作狀態(tài)，從而將氣缸中吸入的部分或者是全部的氣體通過吸氣閥排出去，進而達(dá)到調(diào)節(jié)流量的目標(biāo)。與此同時，按照吸氣閥被頂開過程花費時間的長短可以將頂開吸氣閥這種調(diào)節(jié)方式分為：全行程和部分行程兩種。其中，前者在活塞運動的整個過程中，其吸氣閥一直處于完全開啟的狀態(tài)，氣體可以通過吸氣閥自由的吸入或者是被排出，屬于分級調(diào)節(jié)法；后者調(diào)節(jié)流量的基本原理與前者相同，但由于其是通過控制壓縮機運行過程中吸氣閥關(guān)閉的時間來控制總的返回氣量，以此來達(dá)到連續(xù)調(diào)節(jié)流量的方式，所以，后者屬于無級調(diào)節(jié)[4]。雖然從理論上來看，由于氣體沒有被壓縮，所以這種調(diào)節(jié)方法在工作過程中不會產(chǎn)生功率消耗，但氣體在進出氣閥的過程中會產(chǎn)生摩擦，所以頂開吸氣閥的調(diào)節(jié)方式也會產(chǎn)生功耗，只是同其他方式相比較少。

結(jié)束語

總而言之，就往復(fù)式壓縮機本身來看，其在工作過程中消耗的軸功率同流量是處于正比狀態(tài)的，所以，在工作過程中需要使用能夠適應(yīng)多種工作情況操作狀態(tài)的大型或者是中型的壓縮機，這種壓縮機的流量調(diào)節(jié)方式不僅具有極高的經(jīng)濟型，還可以當(dāng)作卸荷空載啟動使用。與此同時，隨著該類型壓縮機在工業(yè)生產(chǎn)過程中應(yīng)用范圍的擴大和地位的提升，對其流量的調(diào)節(jié)方式進行研究，以便可以根據(jù)工作情況的不同選擇適合的調(diào)節(jié)方法，對于推動工業(yè)發(fā)展具有十分重要的作用。

參考文獻(xiàn)

[1] 李金波.往復(fù)式壓縮機的流量調(diào)節(jié)方式探討[J].石油化工設(shè)備技術(shù)，2013，01（01）：45-46+50+1.

[2] 潘巖，呂晨昊，祁輝.往復(fù)式壓縮機3種氣量調(diào)節(jié)方式的比較[J].聚氯乙烯，2014，05（05）：33-38.

[3] 曹繼來.往復(fù)式壓縮機氣量調(diào)節(jié)系統(tǒng)液壓執(zhí)行機構(gòu)性能研究[D].浙江大學(xué)，2014.

[4] 潘軍賢.淺析往復(fù)式壓縮機氣量調(diào)節(jié)方式[J].石化技術(shù)，2015，01（01）：34.