往复式压缩机气量调节

韦丹贺　高祺　郭宏鹏

[摘 要]伴随现代工业生产过程中各种生产装置体积的增加，使得其对于往复式压缩机工作过程中的功率和排气量等方面的要求也不断的提升，如果相关人员不能够选择合理的流量调节方式，就极容易导出现生产资源浪费。在正常操作情况下，压缩机出口的流量基本是保持不变的，但随着生产工艺的变化，其耗气量会随之发生改变，所以，要想保证正常生产行为不受影响，调节压缩机流量十分重要。对此，本文以往复式压缩机为研究点，对调节其流量的方式进行研究。

[关键词] 往复式压缩机；流量调节；方式；探究

中图分类号：TE974 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）14-0221-01

引言：在工业生产各项装置不断运行的过程中，为了能够使得其中的气体可以获得一定的工作压力，工作人员一般都会选择使用往复式的压缩机来为各项装置提供压力。从性质上来看，这种压缩机属于一种通用式的容积压缩机，其自身带有气流相对比较稳定、排气压力较高的特点，所以，被广泛的应用到了石油化工行业之中。但由于在实际工作过程中该压缩机需要随着实际生产情况的变化不断的变换操作，调节其流量。因此，要想保证其工作效率和质量，选择适合的流量调节方式十分重要。

1 压缩机排气量

所谓排气量，其指的是往复式的压缩机在单位时间内其自身排气端排出的总的气体体积。一般情况下，该气体体积会被换算成为压缩机自身入口条件下相应的数值。在炼油化工工业中，其生产装置中使用的往复式压缩机自身带有的气缸大多数都是双作用式的。与此同时，在实际工业生产的过程中，压缩机由于受到气体泄露、余隙容积以及入口压力损失等方面因素的影响，使得压缩机实际的排气量会在比理论排气量低。因此，要想改变以往压缩机的实际的排气量，就需要通过改变压缩机转动速度或者是改变压缩机活塞设备有效的工作行程等方式来改变压缩机自身的有效容积；并且，工作人员还可以通过调节压缩机的旁路回流和间歇操作等来调节其流量。

2 压缩机流量调节具体措施

2.1间歇式操作调节

此种调节压缩机流量的方式目前主要被应用在一些功率较小，或者是多台压缩机处于并联关系的工作状态中。当压缩机自身功率相对比较小，且下游部分配置了相对较大的储气罐时，就可以使用间歇式的调节方式。这种方式的优势在于，其不需要在主机上增加任何类型的辅助设备；但由于启动和停止的频率相对较为频繁会减少压缩机实际的使用寿命、加大填料和轴承等相关了零部件磨损的程度，严重时甚至会导致轴承被烧毁。因此，在使用此种调节方式时，相关人员需要对控制压缩机的间歇频率，设计出容量相对较大的储气罐，并配置性能相对比较良好的启动卸荷装置，减少启动冲击[1]。此外，因为间歇操作自身带有的弊端，所以除非压缩机是处于多台并联的方式，通常情况下不建议使用。

2.2变转速式调节

该调节方式主要是通过改变压缩机在单位时间内其内部活塞压缩气体的频率和次数来调节流量的。同其他流量调节方式相比，其调节过程的连续性，且在多级压缩的过程中各级别压力的实际分配比不会受到影响，不需要针对压缩级别的不同设置调节压力分配比的装置或者是机构。与此同时，其自身具有的优势是：第一，在降低压缩机转动速度时，流经该压缩机气体的流动速度也会随之降低，这使得气体在管路和气阀中的压力损失也会因此降低；第二，压缩机转动速度降低时，气体通过冷却器的时间随之增加，热交换会更加的充分，能够达到更好地冷却效果；第三，压缩机转动的速度同机械设备的摩擦功率属于正比例的关系，当转动速度变缓时，摩擦功率也会随之降低[2]。一般情况下，变转速调节主要应用在内燃机驱动或者是汽轮机的压缩机设备上，如果压缩机属于电动驱动，在采用此种调节方式时需要与变频电机或者是变频器配合使用。此外，因为高压和大功率的变频器价格和维护保养的频率相对较高，所以，此种调节方式一般不会被应用到大功率电机驱动的压缩机上。

2.3旁路式调节操作

所谓的旁路调节其就是通过将压缩机出口排除的部分气体直接放空或者是返回到入口点的方式来调节压缩机的流量。因为压缩机已经完成了对压缩气体的工作，所以这种调节方式消耗的功率较大、经济性比较差，但同其他调节方式相比，其自身稳定性较高，操作方式比较简单[3]。此种调节操作方式主要分为三种形式：

第一，直接放空，这种方法就是在压缩机的出口加设一个放空管，将压缩机中部分的气体直接排放到大气之中，通过控制放空管放气量的形式来调节生产装置中气体的流量。一般情况下，放空管应该被放置在压缩机各级出口的冷却器前，以便能够减少冷却器的耗能量。这种直接放空的形式不仅可以达到连续且自动控制压缩机流量的目的，还能够在开机或者是发生工业事故的情况下快速的卸下荷载。

第二，入口和出口处连通旁路，这种方式是用旁路将压缩机的首级入口与末级出口连接起来，使其能够变成一个通路的方式来达到流量调节的目的。此种方式不仅可以保证压缩机各级都能够在工作情况不变的情况下完成工作，还可以借助控制旁路阀开度的方式对流量进行连续调节。

第三，多级返回旁路，这种调节方式主要在一些体型较大且带有多级压缩的往复式压缩机中使用，经常使用这种调节方式，不仅调节压缩机中各级压力的分配比例，还能够达到在压缩机启动时卸荷的目的。

2.4顶开吸气阀调节方式

该方式的调节原理为：当气体被吸入到压缩机的气缸之后，气缸内的活塞在进行压缩运动时，气体就能通过气阀顶开压缩机的内部机构，使得其可以一直保持在打开的工作状态，从而将气缸中吸入的部分或者是全部的气体通过吸气阀排出去，进而达到调节流量的目标。与此同时，按照吸气阀被顶开过程花费时间的长短可以将顶开吸气阀这种调节方式分为：全行程和部分行程两种。其中，前者在活塞运动的整个过程中，其吸气阀一直处于完全开启的状态，气体可以通过吸气阀自由的吸入或者是被排出，属于分级调节法；后者调节流量的基本原理与前者相同，但由于其是通过控制压缩机运行过程中吸气阀关闭的时间来控制总的返回气量，以此来达到连续调节流量的方式，所以，后者属于无级调节[4]。虽然从理论上来看，由于气体没有被压缩，所以这种调节方法在工作过程中不会产生功率消耗，但气体在进出气阀的过程中会产生摩擦，所以顶开吸气阀的调节方式也会产生功耗，只是同其他方式相比较少。

结束语

总而言之，就往复式压缩机本身来看，其在工作过程中消耗的轴功率同流量是处于正比状态的，所以，在工作过程中需要使用能够适应多种工作情况操作状态的大型或者是中型的压缩机，这种压缩机的流量调节方式不仅具有极高的经济型，还可以当作卸荷空载启动使用。与此同时，随着该类型压缩机在工业生产过程中应用范围的扩大和地位的提升，对其流量的调节方式进行研究，以便可以根据工作情况的不同选择适合的调节方法，对于推动工业发展具有十分重要的作用。

参考文献

[1] 李金波.往复式压缩机的流量调节方式探讨[J].石油化工设备技术，2013，01（01）：45-46+50+1.

[2] 潘岩，吕晨昊，祁辉.往复式压缩机3种气量调节方式的比较[J].聚氯乙烯，2014，05（05）：33-38.

[3] 曹继来.往复式压缩机气量调节系统液压执行机构性能研究[D].浙江大学，2014.

[4] 潘军贤.浅析往复式压缩机气量调节方式[J].石化技术，2015，01（01）：34.