循环压缩机气阀能量损失研究
压缩机中能量损失
(3) 流动损失
① 摩擦损失：气体与流道壁面的摩擦损失。 2 l cm 沿程摩擦阻力损失：
Hf
d hm 2
② 分离损失：流通面变大时沿壁产生倒流和旋涡区，出现分离损失。 减少分离损失应保证： θ≤6°~8° ③ 冲击损失：流量不在额定流量下，气流将在进口处冲击叶片的工作面或非工 作面，造成冲击损失。（叶片式扩压器也会存在） ④ 二次流损失：在叶道、弯道转弯处，出现两边压力差，则压力大的流速低， 压力小 的流速高，高流速向低处流动，形成二次涡流，即二次流损失。 ⑤ 尾迹损失：叶片尾部由于有一定宽度，外缘形成气流旋涡区，产生尾迹损失 ⑥ 波阻损失：流道内气流速度达到音速 c = a （M= c / a =1)，气流传输波会发 生叠加，形成压缩波，称为激波或波障。波障内能量损失很大， 为不可逆过程。气流通过波障时将遇到很大阻力，穿过时会有很 大能量损失，即波阻损失。 临界流量：
qv f cr
2k p1v1 k 1
m3
s
• 3.2
性能、调节与控制
v
• 3.2.1 离心压缩机的性能
反映压缩机性能的参数： q
, p , H tot , N ,
以体积流量为主参数，可作出如下性能曲线：
qv , H pol qv , N qv , qv
（一）性能曲线 也叫特性曲线，在转速一定、进口条件一定时。 （1）单级中能量压头 H 的性能曲线： 能量方程： 2 2 b
① 操作者具备标注喘振线的能力，随时了解工况点位置 ② 在停机或减速时，应先降压后降速，防止管网回压。 ③ 叶轮进口有导叶的压缩机，要随时调节叶轮导叶，保 持冲角为零 。 ④ 在压缩机出口设置旁通管或回流管，保证足够的气流 返回到压缩机进口。 ⑤ 在进、出口安装温度、流量、压力监视仪器，一旦发 现异常及时报警，操作联动、停机联动。 ⑥ 一旦进入喘振区应立即加大流量或停机。出现严重喘 振时，应停机开缸检查，查看是否有机件损坏。
压缩空气制造过程中气动功率的损失分析
hm
=
Pm - Ps Pm
´ 100%
（8）
图 2 二级空压机工作原理图
式中： Ps —— 空压机输出压缩空气的气动功率；
空压机工作时，其压缩过程视为绝热压缩，则 下列等式成立：
paVak = psVsk = const
（3）
可得：
pa = ps
k
k
q q k-1
k -1
a
s
（4）
paQak = psQsk = const
7.00 5.27 4.19 10.14 7.00 5.27 4.19 3.47 2.95
35
总损失率htotal
（%） 23.04 24.69 26.39 27.93 29.28 20.48 19.92 20.06 20.48 21.03 21.63
30
总损失率（一）
25
后冷却器中损失率（一）
总损失率（二） 20
Shi Yan CAI Maolin (School of Automation Science and Electrical Engineering, Beihang University, Beijing 100083)
Abstract: based on new energy consumption evaluation criteria of pneumatic system, air power, processes of air-compressing、after-cooling and tank-saving were studied for varies of working conditions. The available energy of flowing compressed air is the work-producing potential of compressed air under a surrounding of the atmospheric pressure and temperature. Air power is defined as the flux of the available energy. In this paper, according to different pressure rates, air power loss mechanism in air-manufacturing process is studied, and the loss in each step was clarified, which laid a theoretical foundation for the optimization of the air manufacturing process and the definitude of energy-saving target in the manufacturing process. Keywords: Pneumatic system Available energy Air power
气阀对往复压缩机主要性能的影响
气阀对往复压缩机主要性能的影响贺运初1潘树林1，2（1．温州中洋石化机械有限公司，浙江温州325038；2．广西大学化学化工学院，广西南宁530004）摘要可靠性、容积流量、能耗是评价往复压缩机性能的重要指标，都与压缩机气阀有着密切关系。
本文阐述了气阀影响往复压缩机可靠性、容积流量、能耗的主要因素或机理，对气阀的设计、制造、使用、维修等具有较大参考价值。
关键词气阀可靠性容积流量能耗往复压缩机The Influences of Valves on Main Performance of Reciprocating CompressorsHE Yun-chu1, PAN Shu-lin1，2(1. Wenzhou Zhongyang Petrochemical Machinery Co., Ltd., Wenzhou 325038, Zhejiang;2. School of Chemistry and Chemical Engineering,Guangxi University, Nanning 530004, Guangxi)Abstract: Reliability, volume flow and energy consumption are the key indexes to estimate the performance of reciprocating compressors, which are closely related to the valves. In this paper, the factors and principles of the valves affect these performance are described, which are of great reference value to the valves’ design, manufacture, operation and maintenance.Key words: valves; reliability; volume flow; energy consumption; reciprocating compressors气阀是往复压缩机中最关键的部件之一，往复压缩机运行的经济性和可靠性在很大程度上取决于气阀的完善性[1]，气阀的设计、制造、使用、维修对往复压缩机的可靠性、容积流量、能耗等影响较大。
循环压缩机气阀功耗的工程计算与应用
压缩机 ｌ ｝ Ｉ 气 阀 的 功 耗 占轴 功 率 的 ５ ～
２ ０ ． 这 刈‘ 压缩 机 的 效率 有 极 大 影 响‘ 。 由于 压 缩 机气 阀功 耗计 算 较 复 杂 ， 通 常 缩 机 气 阀 没 汁 时， 并 汁算 气 阀的功 耗 ， 仅 根据 经验 来 限制气 阀 阀隙平 均 马赫 数 。 循环 缩 机 进 气 力较 高 ， 比较 小 ， 气 阀功 耗 在 压 缩 机 轴 功 率 中 【 ｑ － 比 更 高 ． 近 年来 ． 常 出现循 环压 缩机 【 大 】 气 阀功耗 过 高 而 导敛 压缩 机 ｌ 乜 机 电流过大 等 问题‘ ”。循环 缩 机 气 阀｝ 殳计 时 ， 需 计算 气 阀功耗 。
ｌ 循 环 压 缩 机 气 阀 功 耗 的 工 程 计 算
式ｆ ｆ １ ： Ｐ ｌ ｒ ＿ 、 ． ２ ｇ ！
平均 相对 压力 损失 ； 气 体压 力 ； 气 阀开启 、 关 闭时 对应 的活塞位 移 。
为计算 方便 ， 引入 变量 髫 ’ ：
．
ｒｌ
（ ） ！
活塞迎 风 面积 ；
３ ｃ 。
— 一
∞ ） 十 ｌ （ 刚
ｔ
活塞平 均迷 度 ；
￣ （ － ｃ ｏ ｓ 臼 一 寄 ｃ ）
收 稿 日期 ： ２ Ｏ １ ６ － ０ ４ １ ３ 。
八 ｒ 一 阀有 效通 流 面积 ；
活塞速 度 。
压缩 机一 转 ｒ 『 １ ， 活 塞 速 度 。 不 断 变 化 ． 力
对Ｉ ） 一１ ２ ／ ２ ８ ８ —３ １ ４氮 氢 气 循 环 压 缩 机 气 阀功 耗 过 大的 问题 ， 从 结构型 式、 流道数 、 升 程 等 方 面 进 行 气 阀 改
级内气体流动的能量损失分析
级内气体流动的能量损失分析
压缩机组在实际运行中，通过叶轮向气体传递能量，即叶轮通过叶片对气体做功消耗能量，此外，还存在着叶轮的轮盘、轮盖的外侧面及轮缘与周围气体的摩擦产生的轮阻损失，还存在着工作轮出口气体通过轮盖气封漏回到工作轮进口低压端的漏气损失。
这些损失在机内都是不可避免的，只有在设计中精心选择参数，在制造中按要求加工，在操作中精心，使其尽量达到设计工况，来减少这些损失。
另外，还存在流动损失以及在级内在非工况时产生冲击损失。
冲击损失增大将近期压缩机效率很快降低。
还有如果高压轴承端密封不好，向外界漏气，会引起压出的有用流量减少。
故此，有必要研究这些损失的原因，以便在设计、安装、操作中尽量减少损失，维持压缩机在高效率区域运行，节省能耗。
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压缩空气系统耗能与节能分析
以பைடு நூலகம் 几个 方面 ：
｝ ，
；
鑫
≤ 簧
备 单位 应该 考虑 自身 的厂地 ， 对管 道作合 理 的设 计 与布局 。原 则上 ， 管 道布 局应 当 以直接为 主 ，减 少不 必要 的转接 ，即使 需要 转接 也尽 量采取 螺纹 的接 头 ，方 便 以后 的维 护 ，从 而保 证空 气经 过管道 时 的 正常压 力 ； 对 于管 道 的施工 ，应该 加强对 施工 质量 的监 管 ，减 少设 备系统 中 因焊渣 、铁屑 、沙 子等 污染物 污染用 气源 。对 于压缩 空气 设 备经 常使 用 的情 况 ，用设备 单位 应 该定期 维护 ，如果使 用 时间过 长 ，应 考虑 更换 或者整 修 。 ２ ． ４ 采 用 变频 压缩 机 或者 设 立专 门的储 气 罐 防止 压力 带 来 的 能源损 耗 。通 常来说 ，用气 单位 应该尽 量采 取低 压 的系统来 供 自身 使用 ，但是如果用气单位存在对设备压力有很高要求的情况下，可 以专 门配备 一个 专用 的存 蓄罐 ，这样 可 以有 效 降低 设备 在高 压使 用 的情 况下所 遭受 的损 伤 ，也 可 以防止 压缩空 气 系统 回流 问题 造成 的 损失 。 ３ 结 语 在 我 国，压 缩 空气 系 统 在 工业 领 域 的需 求 量 十分 巨大 ，对 于 提 高压缩 空气 系统 的节 能改进 ，是 一个艰 巨而 重大 的工程 。对 降低 企业 成本 和缓 解 国家 电力 供应 紧张 而言 ，压缩 空气 系统 的节能 改进 具 有一定 重 要的作 用和 意义 。文章 主要 对压缩 空气 系统 的耗 能和节 能两个方 面进 行分 析 ，对于 常见 的造成压 缩空 气系 统耗 能增加 的原 因提 出针对 性的措 施 。对于 实际上 造成 压缩空 气 系统耗 能的 主要原
循环氢气压缩机气阀故障分析
力大小，这样不仅可以有效地保障压缩机排气量的稳定性，同时还能够在很大程度上提高压缩机的生产效率，延长气阀中阀片和弹簧的使用寿命。
2.2 排气温度异常压缩机在实际运行过程中，经常会出现温度高于设计温度的情况，这不仅会影响压缩机的正常工作，同时也会显著降低压缩机的生产质量和效率，而针对排气温度异常这一情况，究其根本原因主要有以下几点：第一，排气阀中的冷却系统受到损害，效率较低，因此排气阀会出现温度较高的现象，对此，技术人员可以对该压缩机内部的排气阀进行定期的清理和维护，避免其冷却系统中出现较多的水垢而影响散热。
第二，当气阀出现漏气等情况时，也会在不同程度上导致压缩机出现排气温度异常的现象，同时还会造成压缩机的压力出现较大的范围内的波动，因此技术人员可以对气阀的漏气情况进行定期的检查，尽可能地保障整个压缩机能够顺利运行，减少排气温度异常的情况发生[3]。
2.3 气阀内部结构故障从客观的角度上来说，气阀的质量对压缩机的正常运行而言有着非常重要的意义和影响，而气阀在实际使用过程中，比较普遍会出现的故障主要分为阀座故障和阀片故障这两个方面，根据相关统计数据表明，阀座发生故障的概率相较于阀片发生故障的概率而言是非常低的，但是由于气阀中阀片和阀座之间是相互配合进行工作的，因此，当压缩机内部的混合气体中所含有的杂质较多，那么就会在不同程度上造成阀座故障或者阀片故障，对此，技术人员需要加强对气阀内部结构的定期维护力度，从而进一步确保该类型的压缩机能够在使用过程中避免出现运行故障，具体需要注意以下几点：第一，技术人员应当保证阀座的表面尽可能地不出现划痕或者被腐蚀的痕迹，如果该阀座表面的粗糙程度在Ra0.8范围之内，技术人员可以通过研磨的方式来进行清除。
第二，阀座与阀片之间的相互接触应当处于连续封闭的状态。
第三，阀片运动轨迹的长度需要严格按照相关设计标准来进行设置，这样可以有效地降低阀片在压缩机运行过程中所受到的损害。
浅谈往复压缩机环形气阀的故障机理及诊断
工艺与设备2007.NO.15化工之友1气阀故障机理分析环形阀一般由阀座、升程限制器、阀片、弹簧、气阀螺栓和螺母组成,由于环形阀结构复杂、零部件数量多(例如2D12型压缩机一级气阀有8片阀片、24个弹簧),长期在高温下承受着交变冲击载荷,极易发生故障。
对结构、材质、制造工艺和操作条件完全相同的气阀,使用寿命在理论上应该相近,即失效时间呈正态分布。
环形阀的阀座和升程限制器一般在使用中表现为中长期故障,阀片和弹簧在使用中表现为中短期故障,气阀螺栓和螺母的故障率较低。
1.1阀座与升程限制器阀座是气阀的主体,它与升程限制器一起构架了气阀组件的空间。
阀片升程的大小对压缩机有很大的影响,升程过大,阀片冲击大,影响阀片寿命;升程过小,气体通道截面小,气体流动阻力大,影响压气效率。
阀座密封面的失效主要是由于锈蚀、积碳和磨损造成的。
对于一些化学工业所用的压缩机来说,由于压缩介质往往是多种成分的混合气体,其中的水蒸气及硫化物等均能产生腐蚀,吸入压缩机的气体中的灰尘颗粒及高温下烃类分解也会形成积碳。
腐蚀与积碳进一步加剧了气阀开启和闭合时的机械磨损。
密封不良会造成气体回流,吸排气效率下降,工作温度升高,气体压力异常等现象。
因此,可以通过检测热力参数来判定故障,另一方面,气体泄漏也将造成振动噪声的变化。
1.2弹簧弹簧在升程中具有缓冲阀片与升程限制器撞击的作用,在回程中具有辅助阀片自动复位并保证密封的作用。
弹簧失效的主要形式是折断和弹性改变。
弹簧失效后可造成阀片不能准确、平稳地开启和闭合。
弹簧弹力不一致,容易使阀片歪斜、卡滞。
弹簧失效的主要原因在十柱形弹簧钢丝直径小,对微小的外伤或腐蚀性缺口敏感所致。
同时,高温蠕变和渗碳作用可能使弹簧弹性发生改变以及径向组织的脆性改变。
弹簧弹力的变化会影响气阀开启、闭合的准确性,弹力变小,阀片延迟关闭造成气体回流,引起循环气体温度和压力的变化。
阀片对升程限制器的撞击强度增大,使冲击振动及噪声增大,影响阀片寿命。
循环氢压缩机案例分析
循环氢压缩机气阀故障案例分析油品精制加氢循环氢压缩机是油品精制工艺重要的设备之一，该压缩机能否正常工作，很大程度上取决于气阀的工作性能。
本文重点对循环氢压缩机气阀故障实例进行了论述。
据统计，自2016-2019年该循环氢压缩机因气阀损坏造成机组非计划停车四次。
气阀是压缩机的重要部件，油品精制循环氢介质内含有大量的硫组分，容易与铁反应生成硫化亚铁粉末和造成管壁腐蚀，而这些杂质也是造成气阀泄露的主要原因。
该压缩机采用无锡压缩机股份有限公司生产的压缩机，设备型号DW-17.4/(76-95)-X，工况入口压力入口缓冲罐6.1MPa出口缓冲罐8.2MPa，循环量80000m³/h，出口管线采用单向阀装置。
案例一2016年操作工通知循环氢压缩机量不足，降量10000方，维修人员现场采集数据和观察现象判断为气阀松动，决定切机处理。
于是由循环氢B机切至循环氢A机，此时循环量为61000方左右，A机未发现温度、声音等异常现象，运行5分钟之后，关闭B机入口阀门，此时，A机循环量降至35000方，西缸排气阀温度升高，最高达130℃。
又加载B机，B机量为35000方，西缸排气阀温度升至135℃。
经过商议决定运行A机，维修B机。
在拆检B 机过程中发现，东缸外侧吸气阀锁紧螺母脱落，西缸排气阀阀片烧坏，阀腔内积碳严重， B机循环量降低的原因为东缸外侧吸气阀锁紧螺母脱落，导致吸气阀不做功。
排气阀温度高、阀片烧坏的原因为1.气阀内积碳严重，导致气阀密封不严产生逆流2.PEEK的连续使用温度为260℃，而PEEK阀片熔点温度在130℃。
正在阀片130℃时烧坏3.工艺压力高，工艺管线单向阀泄漏高压气体在排气阀处集聚造成阀片烧毁。
案例二2017年，柴油加氢装置循环氢压缩机由A机切至B机，由于在切机过程中发现B机填料泄露，无法达到正常使用条件，随机操作人员随即将A机加载，此时两台压缩机同时运行，这时B机管线和缓冲罐内的杂质进入气阀不能及时排出，造成气阀泄漏，由于出口管线单向阀漏气严重、高压气体在排气阀处集聚造成阀片烧毁，压缩机循环量下降。
大型压缩机气阀寿命的研究
科研开发化工科技,2001,9(6):24～28SCIENCE &TECHNOLO GY IN CHEMICAL INDUSTR Y收稿日期:2001210216作者简介:邢万坤(1955-),男(汉族),吉林市人,副教授。
长期从事过程装备与控制专业的教学和科研工作。
3攻关项目:中国石油吉化集团公司科技攻关项目。
大型压缩机气阀寿命的研究3邢万坤,朱洪江,何丽红(吉林化工学院,吉林吉林 132022)摘 要:根椐大型压缩机气阀阀片的失效形式,分析了气阀弹簧、压缩介质等因素对气阀寿命的影响。
并通过损坏阀片、弹簧断口的金相组织观察,分析出疲劳裂纹的形成和发展过程。
结合改进实例,提出了提高气阀使用寿命的途径。
关键词:压缩机;气阀;研究中图分类号:TQ 051.21 文献标识码:B 文章编号:100820511(2001)0620024205 活塞式压缩机气阀是压缩机中重要部件之一。
气阀的寿命直接影响压缩机的可靠性。
这一点对于大型压缩机尤为重要。
目前,大型压缩机主要应用于石油化工等领域,而由于化工生产的特点,气阀的使用寿命普遍很低,有的甚至寿命不足1000h 。
针对此问题,对大型压缩机气阀阀片的损坏原因进行了分析,并对提高大型压缩机气阀的使用寿命进行了探讨。
1 气阀的失效形式及损坏原因分析气阀的失效主要是气阀阀片损坏,阀弹簧断裂或阀弹簧松驰变形。
根据大量损坏的阀片统计,阀片失效主要是产生径向裂纹或断裂和磨损及腐蚀麻点。
图1是某化肥厂1Г266/320型压缩机典型的带有径向断裂,并有严重腐蚀、磨损的照片。
对径向断裂的阀片有的在断裂处还出现有小面积表面块状剥落,见图2所示,在阀片内外圈的密封口处都留有明显的磨损痕迹,严重的减薄可达0.5mm 。
阀弹簧的失效主要有三种形式,一是阀弹簧的磨损,从使用过的阀簧中,大多数的阀弹簧端圈已经磨得发亮,其中不少阀端部磨平圈长度已经减少,许多弹簧外圈已经磨出了光亮的棱。
浅析活塞式压缩机气阀故障及设计分析
浅析活塞式压缩机气阀故障及设计分析【摘要】活塞式压缩机被应用于国民经济的各个行业，对于国民经济的发展起着重要的作用。
本文对压缩机进行了概述，并简要的减少了气阀，在分析其使用故障的基础上，探讨了防范故障的措施。
【关键词】活塞式压缩机；设计；气阀故障；防范措施压缩机是一种目前被广泛使用的用于压缩气体来提高气体压力的一种机械设备。
他已经应用到国民经济的各个行业和领域内，对与各个行业的发展以及国民经济的发展有着重要的作用和意义。
气阀是压缩机的一个重要组成部件，直接影响着压缩机的使用效率和使用质量。
本文根据作者多年的从业敬业，就活塞式压缩机的气阀故障和气阀的设计进行探析。
一、压缩机的概述及工作原理压缩机主要是用来对气体进行压缩，来提高气体压力的一种机械设备，根据压缩机的压缩原理，可以将其分为容积式压缩机和速度式压缩机这两大类。
容积式压缩机主要是通过将气体直接压缩而减小气体的容积、提高气体压力的机械，这种压缩机一般具有装盛气体的大气刚和压缩气体的活塞。
对容积式压缩机再进行分类，根据其活塞运动方式的不同，又可以分为往复活塞式以及回转活塞式这两种。
活塞式压缩机在压缩机的圆筒形的汽缸中具有一个可以往复运动的活塞，在气缸上装有控制进气和排气的阀门。
在活塞进行往复的运动时，气缸内的溶剂就会呈现周期式的变化，正是通过这种变化来实现气体的压缩、进气以及排气。
相比起其他形式的压缩机，活塞式的压缩机不管其流量的大小，都可以达到所要求的压力，并且热效率较高，气体量在进行调节的时候不会导致排气压力的大幅度改变。
但是，这种活塞式的压缩机其体积比较大而且质量较重，单机的排量通常要小于500m3/min，而且其结构也较为的复杂，存在很多易损坏部件，一旦维修工作量也是相当可观的。
二、气阀的分类以及使用要求气阀是活塞式压缩机的一个重要的部件，气阀性能的好坏直接影响着压缩机的运行可靠性和使用经济性。
在一般的使用条件下，对于气阀的使用要求主要有：首先是要具备很好的使用寿命，不可以因为阀片或者是弹簧的损坏而导致压缩机的突然停止运行；其次是在气体通过气阀的时候，其能量的损失越小越好，这样有利于减少活塞式压缩机对于动力的消耗，这种对于长时间固定的连续运行的压缩机影响更为突出；第三是气阀在关闭的时候要具备很好的密封性能，这样会减少气体泄露；第四是气阀运动时引起的余隙容积应该要尽可能的小，便于提高气缸的容积效率；第五是在阀片进行开启和闭合的时候，其动作应该要迅速，而且开启状态要完全的开启，这样会提高机器的使用效率并且也会延长机器的使用寿命。
压缩机效率及损失分析
余隙容积
接触部位面积（面压、PV值）
润滑油的粘度
给油状况
变形量（部品刚性、强度；装配变形）
表面摩擦系数（部品加工精度）
（泵体负荷与电机力矩的匹配）
压缩机性能因子逻辑树（四）
Pressure[kgf/cm^2]
Volume [cc]
Vcv
Va
Vth=Vsv +Vcv
Pd : 排气压力线
吸入端口流动阻抗应少。
给油应充分。
Accum 内部容积优化。
余隙容积应少。
变形量应少。
性能参数
制冷能力
输入功
电机效率
机械效率
压缩效率
轴/轴承摩擦损失
活塞摩擦损失
叶片摩擦损失
铁损
铜损
过膨胀损失
再膨胀损失
过压缩损失
容积效率
吸气损失
泄漏损失
热传递损失
平衡块风阻损失
余隙容积
压缩机性能因子逻辑树（一）
性能参数
总需要输入
理论动力 64.7%
总损失量 35.3%
总损失量
电机部损失 42%
摩擦损失 13.7%
泄漏/再膨胀/热传达 29.2%
排出过程损失 10.3%
吸入过程损失 4.9%
转子压缩机损失分析
例
压缩机损失分析
V
=
mech
η
COP =
制冷量[W]
入力 [W]
=
·
·
·
·
COP
th
motor
η
vol
η
ind
η
=ห้องสมุดไป่ตู้
x
η
η
泵与压缩机-第四节 级中的能量损失
第四节级中的能量损失级中损失级中损失：：流动损失流动损失、、轮阻损失轮阻损失、、漏气损失漏气损失..目的是减少损失目的是减少损失、、提高效率一．流动损失摩阻损失摩阻损失：：过流部分都会产生沿程摩擦损失和局部阻力损失过流部分都会产生沿程摩擦损失和局部阻力损失；； 冲击损失冲击损失：：工作流量偏离设计流量工作流量偏离设计流量；；分离损失分离损失：：扩压部件内产生扩压部件内产生，，气体严重气体严重；；二次流损失二次流损失：：弯道等过流部件弯道等过流部件；；尾迹损失尾迹损失：：叶片出口等叶片出口等；；激波损失激波损失：：超音速气流中超音速气流中。
1．摩阻损失沿程阻力损失和局部阻力损失沿程阻力损失和局部阻力损失，，沿程阻力损失用达西公式计算失用达西公式计算，，可得可得：：Re Re＞＞Re cr ，在一定的在一定的ΔΔ/D /D下下λ为常数为常数；；H f 正比于正比于C C 2，流道截面是定值流道截面是定值，，H f 正比于正比于Q Q s 2。
一．流动损失流动损失H H hyd2、分离损失在扩压流道中引起边界层与流道壁面脱离在扩压流道中引起边界层与流道壁面脱离，，甚至在接近避免的边界层中产生反向流动的旋涡接近避免的边界层中产生反向流动的旋涡，，这种边界层分离产生的损失称为分离损失分离产生的损失称为分离损失。
扩压流道C↓↓P↑↑，减速增压减速增压；；粘性流体动能克服内摩擦力粘性流体动能克服内摩擦力；；扩压流道中动能急剧减小扩压流道中动能急剧减小；；给边界层的动能减小给边界层的动能减小，，导致反向流动影响分离的因素影响分离的因素：：流道形状流道形状、、壁面粗糙度壁面粗糙度、、Re Re等流道形等流道形状影响最大状影响最大，，扩张角过大扩张角过大，，截面突然扩大截面突然扩大，，急剧弯曲等急剧弯曲等。
扩张程度用扩张角表示张程度用扩张角表示。
圆锥形l F F l d d tg πθ1212222−=−=叶片通道°≤8~6eq θ常用扩压度：8.1~6.1/21≤w w3．冲击损失冲击损失H H sh 离心泵中已讲，在叶片及扩压器进口，22)(d sh Q Q k H −= Q ＜设计流量冲击工作面冲击工作面，，非工作面分离非工作面分离，，易发展易发展，，损失大损失大；； Q ＞设计流量冲击非工作面冲击非工作面，，工作面分离工作面分离，，不易发展不易发展。
气阀对往复式压缩机的能耗影响与解决措施
气阀对往复式压缩机的能耗影响与解决措施作者：郝虹晶刘大功来源：《科学与财富》2018年第35期摘要：往复式压缩机是一种容积型压缩机，具有热效率高、能耗低、造价低廉、系统构成简单等特点，被广泛应用于工业生产中。
气阀属于这一机器设备的重要部件，与往复式压缩机运行平稳性与经济性密切相关。
在跟踪调查了往复式压缩机的运行、保养、维修情况后，发现气阀是机组中最容易损坏的部件之一，而且机组在气阀损坏期间能耗会显著升高，故而，应重点加强对于气阀的保养、维修，降低其损坏几率。
关键词：气阀；往复式压缩机；能耗影响；解决措施往复式压缩机是一种通过气缸内活塞或隔膜的往复运动，使得缸体容积周期性变化从而实现气体增压及输送的机器设备。
作为一种在工业生产中较为常见的机器设备，往复式压缩机的正常运行，与各部件能否协调配合有着紧密的联系，而在所有的构件中，气阀由于工作环境较为恶劣，而且工作量比较大，故障几率较高，因此，往复式压缩机能否正常运行，或者运行经济性如何，与气阀有着很大的关联[1]。
往复式压缩机的运行稳定性和经济性，会直接受到气阀设计合理性、使用操作恰当性及使用年限的影响，为了提升往复式压缩机的运行效益，应该加强对于气阀的管理，分析该构件对于往复式压缩机能耗的影响，并提出合理的解决措施，优化往复式压缩机气阀保养及维修策略。
1.复式压缩机气阀概述作为影响往复式压缩机运行平稳性与经济性的重要部件，整机质保20年，连续运转3年无大修，气阀保证连续运转8000小时。
一个质量上乘的气阀，能够使用超过8000h，而且节能高效、噪音小、升温慢，甚至可以进行二次翻新利用，就其生命周期而言，经济适用性好[2]。
当然，也有一些气阀，质量较低，导致无法达到规定的连续运转时间，而且，有调查显示，超过50%的往复式压缩机停止运转都是因为气阀的损坏。
因此，加强气阀质量的把控，优化气阀构件选材与设计，对于减少往复式压缩机停机次数，优化生产效益有着积极意义。
压缩机中能量损失
(3) 流动损失
① 摩擦损失：气体与流道壁面的摩擦损失。 2 l cm 沿程摩擦阻力损失：
Hf
d hm 2
② 分离损失：流通面变大时沿壁产生倒流和旋涡区，出现分离损失。 减少分离损失应保证： θ≤6°~8° ③ 冲击损失：流量不在额定流量下，气流将在进口处冲击叶片的工作面或非工 作面，造成冲击损失。（叶片式扩压器也会存在） ④ 二次流损失：在叶道、弯道转弯处，出现两边压力差，则压力大的流速低， 压力小 的流速高，高流速向低处流动，形成二次涡流，即二次流损失。 ⑤ 尾迹损失：叶片尾部由于有一定宽度，外缘形成气流旋涡区，产生尾迹损失 ⑥ 波阻损失：流道内气流速度达到音速 c = a （M= c / a =1)，气流传输波会发 生叠加，形成压缩波，称为激波或波障。波障内能量损失很大， 为不可逆过程。气流通过波障时将遇到很大阻力，穿过时会有很 大能量损失，即波阻损失。 临界流量：
H tot
cb ca vdp H hyd H df H L a 2
m 1 m b pb m vdp RTa 1 a m 1 pa
级中有效能量头：
H pol
其中流动损失主要有：
H hyd H f H sh 式中：H f l d hm c2 沿程摩擦阻力损失 2
qv f cr
2k p1v1 k 1
m3
s
• 3.2
性能、调节与控制
v
• 3.2.1 离心压缩机的性能
反映压缩机性能的参数： q
, p , H tot , N ,
以体积流量为主参数，可作出如下性能曲线：
qv , H pol qv , N qv , qv
压缩空气系统耗能及节能探析
压缩空气系统耗能及节能探析摘要：压缩空气系统是当今社会一种重要的能源动力系统，其应用范围十分的广泛，在当今社会能源系统中的重要性仅次于电力系统。
随着社会企业的发展和能源供给的紧张，对压缩空气系统的优化调整是十分必要可行的。
文章通过阐述压缩空气系统的组成及能源损耗的原因，针对性地对压缩空气系统提出相应的节能措施，从而对压缩空气系统进行能量方面的解析关键词：压缩空气系统；组成；耗能；节能由于空气具有可压缩的特性，经压缩空气系统的机械功使本身体积缩小、压力提高后的空气叫压缩空气。
压缩空气系统是一种重要动力源系统。
由它产生的压缩空气能与其它能源比，具有下列明显的特点：清晰透明，输送方便，没有特殊的有害性能，没有起火危险，不怕超负荷，能在许多不利环境下工作，空气在地面上到处都有，取之不尽。
其原理是：在密闭的容器中对空气施加压力时，空气就会被压缩，使其压力增大；当外力撤消时，空气又会自动恢复到原来的状态，在这一过程中，空气的能量都会发生变化。
压缩空气能是仅次于电力的第二大动力能源，又是具有多种用途的工艺气源，其应用范围遍及石油、化工、冶金、电力、机械、轻工、纺织、汽车制造、电子、食品、医药、生化、国防、科研等行业和部门，但其能源利用率又受到自身设备选型、系统管路设计及运行条件等问题的限制，因此，在如今提倡“环保与节能”的社会下，研究其耗能与节能是很有必要的1 压缩空气系统的耗能分析一般而言，压缩空气系统具有不同的组成、管道分布结构以及使用环境，但大体的运用机制可以用如下的图1来表示，通过其原理、组成等因素进行分析，一般压缩空气系统的能源消耗体现在以下几个方面：1.1 压缩过程中的能量损失。
压缩空气系统里，空气的压缩由于部件之间的摩擦，往往是伴随着热量的产生，这些热量以散热形式排放到环境当中，对压缩空气系统的能源损失来说是主要的一个原因。
以阿特拉斯科普柯GA 系列螺杆式压缩系统为例，压缩过程产生的热能可高达44% 左右1.2 系统入口空气的温湿度影响。
气阀对往复压缩机可靠性的影响
气阀对往复压缩机可靠性的影响可靠性是评价往复压缩机性能的关键指标。
文献[2]要求压缩机的设计和制造应满足使用寿命最少为20年，不间断连续操作最少为3年。
文献[3]要求压缩机在规定操作条件下应能安全可靠地连续运转，运转时间一般不少于2年，年运转率不少于92%。
气阀是往复压缩机中最易损坏的部件，可靠性低的气阀使用寿命只有几十小时，可靠性高的气阀使用寿命可达到8000小时甚至更高，温州中洋石化机械有限公司设计制造的气阀在6M50—340/320—BX氢氮压缩机中使用寿命达15000小时。
由此可见，气阀对往复压缩机的可靠性具有重大影响，众多压缩机的连续运转时间没有达到相关标准要求的关键原因之一是气阀的可靠性有待提高。
我国原化工部组织进行的“中氮企业压缩机调查”的统计结果表明，H22Ⅲ氢氮压缩机的平均运转率只有69.15%，而由于气阀故障造成该种压缩机停机的次数占其全部停机次数的50%以上[4]；加拿大三个炼油厂的往复压缩机故障停机统计结果表明，由于气阀失效而引起压缩机故障停机的次数占非计划停机总次数的比例达41% [5]。
降低气阀可靠性，从而影响压缩机可靠性的主要原因通常可划分为以下几类：1）机械磨损和疲劳。
气阀的磨损通常发生在其零件相互摩擦的部位，如阀片与升程限制器导向凸台之间的摩擦部位等，气流的高速冲刷会引起零件过流部位的磨损。
环状阀运行时，阀片相对阀座转动，密封面磨损量大。
较严重的磨损可使气阀动作失灵、阀片回座不良、密封面损坏等，从而导致气阀性能劣化并最终失效。
阀片因承受与阀座、升程限制器多次撞击引起的重复冲击载荷、脉动循环的两侧压力差引起的交变弯曲载荷、周期性的温度变化引起的热应力[5]等而产生疲劳损坏。
弹簧力在气阀全关闭时的预压紧力与气阀全开时的最大压缩力之间脉动循环，再加上热应力等交变载荷的作用，弹簧容易疲劳损坏。
在很多情况下，弹簧尺寸不合适会导致气阀过早失效[6]。
阀座、升程限制器、联接螺栓也承受交变载荷，但其疲劳损坏的概率比阀片、弹簧小得多。
活塞式压缩机理论工作循环功耗大对不对
活塞式压缩机理论工作循环功耗大对不对活塞式压缩机是一种常用的压缩设备，广泛应用于空调、制冷、石油化工等领域。
但是，它在工作过程中产生的功耗却是一个备受争议的问题。
关于活塞式压缩机功耗的大小，一直存在不同的观点和研究。
首先，我们需要了解活塞式压缩机的工作原理。
活塞式压缩机主要由气缸、曲轴、连杆等组成。
在工作过程中，活塞在气缸内做往复运动，通过吸入与排出阀门与外界相连，实现气体的压缩和排放。
由于活塞往复运动的特点，活塞式压缩机存在摩擦、惯性以及气阻等损失，这些都会导致功耗的产生。
其次，活塞式压缩机的功耗主要包括机械损耗和气体损耗两部分。
机械损耗是指活塞与气缸之间的摩擦损失，以及曲轴和连杆运动过程中的摩擦损耗。
气体损耗是指在压缩过程中由于气缸内气体的压力变化引起的能量损失。
这些损耗会转化为热量的形式排放到周围环境中，导致活塞式压缩机功耗的增加。
那么，活塞式压缩机的功耗大到什么程度呢？实际上，活塞式压缩机的功耗是与其工况参数相关的，包括气缸直径、气缸行程、压缩比等。
一般来说，活塞式压缩机在高压力、高压缩比等工况下，功耗会相应增加。
而在低压力、低压缩比等工况下，功耗相对较小。
因此，对于不同的应用领域，选择合适的活塞式压缩机工作参数，可以有效降低功耗。
此外，还有一些改进措施可以减少活塞式压缩机的功耗。
例如，采用润滑技术来降低活塞与气缸之间的摩擦损失；采用优化的气阀结构来减小气体压力变化对功耗的影响；合理设计曲轴和连杆等机械结构，降低摩擦损耗。
这些技术手段可以有效提高活塞式压缩机的功效，降低其功耗。
综上所述，活塞式压缩机的理论工作循环功耗是存在的。
但是，功耗的大小是与工况参数、应用领域以及改进措施等相关的。
对于合理选择工作参数、优化结构设计以及采取改进措施，可以有效降低活塞式压缩机的功耗。
因此，在实际应用中，我们需要综合考虑多方面因素，选择适合的活塞式压缩机，并采取相应的措施来降低功耗的影响。
这样才能更好地发挥活塞式压缩机的性能和效果。
浅谈压缩机气阀故障与分析
浅谈压缩机气阀故障与分析气阀是活塞压缩机中重要部件之一，它的作用是控制气缸中气体吸入与排出，对气阀的要求是，关闭时严密不漏，以减少气体的泄漏量。
标签：气阀;故障引言4L型压缩机采用的是环状气阀，在活塞式压缩机中进排气阀的开启和关闭不需要驱动机构，而是依靠阀片两边的压力差来实现，因而它是一种自动阀。
气阀是活塞压缩机中重要部件之一，它的作用是控制气缸中气体吸入与排出，对气阀的要求是，关闭时严密不漏，以减少气体的泄漏量，如果气阀折断、漏气则严重影响压缩机效率，所以在运行中对气阀运行状态的判断与维护保养显得尤为关键。
一、气阀简介及对气阀的要求1）活塞式压缩机中进排气阀的开启和关闭不需要驱动机构，而是依靠阀片两边的压力差来实现，因而它是一种自动阀。
气阀主要由阀座、阀片、升程限制器、弹簧四部分组成，进排气阀的组成及结构。
2）、活塞式压缩机正常运行对进排气阀的基本要求：阻力损失小、寿命长：良好的密封性能，在关闭状态下不漏气;气阀形成的余隙容积小，噪音小。
二、气阀运行中存在问题及分析：1）气阀工作时出现声音异常。
气阀的阀片是易损件，当发生阀片起落被卡住，弹簧倾斜或损坏、阀片材质不良，弹簧力太大等原因，都会造成阀片过早损坏，产生气阀不正常的响声。
在压缩机运行中，如果弹簧折断和变软，会使阀片对阀座或升程限制器冲击力加大，产生不正常声音。
2）吸排气温度异常。
因阀片变形、破损、阀座面不良，阀附着夹杂物，阀安装不良，安装面密封不良，贴合不严，弹簧破损等引起吸排气阀温度异常。
吸气温度高可能来气温度高或吸气阀漏气，排气温度高可能是压缩比过大、吸气温度高、换热效果差等。
3）进排气阀本身出现故障。
阀座和阀片接触不严或磨损，形成漏气;气阀装配不正，引起漏气;阀簧卡住或倾斜使阀片关闭不严，气阀积碳过多，影响开关。
4）进排气阀阀片损坏，弹簧损坏。
阀片在与升程限制器撞击时，也与气阀弹簧撞击。
压缩机运行过程中，弹簧承受的载荷由气阀全闭时的预压缩力到气阀全开时的最大压缩力，在这种脉运循环载荷的作用下，弹簧也是气阀组件中的主要损坏件之一。
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事故 。
一ห้องสมุดไป่ตู้
、
能量损 失理论分析
气体进 出气缸要经过滤 清器 、气缸 、冷却 器 、油气 分离器 、管道 等一 系列 阻力元件 ，从而产生 流动阻力损 失。在这些 阻力元 件中，通常情况下 以气体 流经气 阀产 生的阻力损失为主要部分 ，气体 流经气 阀产生的阻 力损 失绝大多数是气体流经 阀隙时产 生的。故 只讨论气体流
上。由此可见 ，减小压缩机气 阀能量 损失 ，提高压缩 机
的经济性有着 巨大 的现实意义 。 循环压缩机 ，与其他往 复式 压缩机相 比 ，通 常进气
关状态 、 主机的运行状 态等 ， 拟各级排 气温度 、排气 模 压力 、 油温 、水温 、油压 、水压等重要 参数 ，根据 以上
信息 自动控制泵 阀的开关以及主机的运行 。
Ｐ ＝Ｐ ｌ
ｃ ０
（１ １）
绝热过程气体状态方程 ：
将式 （１ １）代入式 （Ｏ １）中 ，可得 ：
图 １ 实际循环过程的简化指示功示意图
Ｗ ｐ ） － ｉ ｓ Ｔ一 ＝ Ｖ Ｉ ］ 【） （ Ｔ一 ］
： ｐ Ｉ （） Ｖ ［ ￡ －１ 一 ］
示 ） 。
—
—
绝热过） 数 。 ｌ 茔猪
将式 （）、（）、（ ）、（）、（）、（）代入式 １ ３ ４ ５ ６ ８
（ ）中，可得 ： ２
￡ ： （ ＋ ）ｅ １ 。 （） ９
压缩机理论循环绝热功 的大小 ，即为图 ｌ阴影 １２ －—
３ — 面积 ： —１ ４
＝
．ｄ ．ｄ ｒ ｐｒ ｐ ；一 ；
强 度。
ＧＭ
（ 收稿 日期 ：２ ０／ ６０ ） ０ ６ ０ ／ ７
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通 用郁 艟
２６ 第 期 Ｏ年 ８ ０
３ ５
维普资讯
压缩机配套零部件技术 ｃ ｏ ｏＡｃｓｙｅ ０ｅ ． ｓ ｒｃ ｓ ｒＴ ｇｓ ￣ ｓ ｅｏ ｃ ｉ ｗｒ
经气 阀阀隙的压力损失 ，忽略其他 阻力损失 。 为了简化计算 ， 循环过程作如下假设 （ 将 如图 １ 所
（）报警功能 ３
系统有 自动报警功 能 ，并能记 录故
障时问 、原因等 信息 。
（ ）打印输 出 系统能随时打印实时报表。 ４
（ ）数据 库存储 与访 问 实现 Ｐ ｒｄｘ历史数据 库 ５ ａａｏ 在每次系统运行 时的 自动创建 并按 分钟级记 录 ，对各级
软件技术，具有可靠性高 ，组网简单，维护容易等特
（）压缩过程指数为定值 ｍ， １ 膨胀过程指数 为定值 ｎ ，且压缩指数等 于膨胀指 数等于绝 热指数 ，即 ｍ ：
ｎ＝ ｋ 。
（ ）过程 中实 际 吸气 压 力 与实 际 排 气压 力均 为 定 ２ 值。
引入概念 ： ：
ｐ ４ （） Ｖ ［ ￡
－１ ］
一ｌ 】 （ ２ １）
ｐ （ ｌ— Ｖ ） （ ） ４ ［ ｅ ｅ ） －１ ］
名义压力比
实际压力比
ｅ ：
Ｐｓ
（） １
（） ２
：
ｅ：
压缩机实际循环 过程 耗功 ，图 １面积 １．＇ ， ， ， ， － 一 一 ２ ３４ １ 即为指示功的大小。即 ：
进气压力损 失
Ａｐ ＝ｐ 一ｐ。
点 。目前该 系统 已成 功地 在压 缩 机站 中应用 ，效果 良
排 气温度 、排气压力 、油温 、水温 、油压 、 压等重要 水
参数 以曲线图形显示 ，以方便用 户根据曲线走 势进行系 统分析 。 （ ）管理权 限 ６ 实现 不 同级 别 的系统 管理权 限 ，１
好， 大大提高 了压缩空气站的 自动化水 平 ，降低 了劳动
级操作员可 以查看参数设置画面 ，以根据 实际情况 对参 数进 行修 改。
四、结束语
研究 的基 于 Ｐ Ｃ和组 态软 件的压缩机站监控系统利 Ｌ 用 了 Ｐ Ｃ抗干扰能力强 ，组网方便 的特点 ，又利用 了组 Ｌ 态软件强大数据 处理 和图形 表现的能力 ，融合 了较先进 的 自动化技术 、计算机技术 、通 信技术 、数据 库技术 和
（） ３
相对进气压力损 失 。 ： 排气压力损失 △ ｐｄ ｐ ｐ ＝ — ｄ ｄ
（） ４ （） ５
（） ６ （） ７
Ｗ Ａ ： 一 ｄ ｃ Ｗ ．ｄ ． ｐ ＋ 『 ｐ『 ｓ ｉ
阀 ，其流动阻力损失约 为压缩机轴功率 的 ３ ～８ ％ ％，而 设计得 不 好 的气 阀，其 流 动 阻 力损 失 可 高 达 １ ％ ～ ５ ２ ％。在工业迅速发展的今天 ，包括工业 发达 国家 ，用 ０ 于驱动压缩机装置所 消耗的能量 占所 发电总量 的 １ ％以 ０
设计或选择得 不合理 ，不仅能造 成更大 的能量损失 ，甚
２ １ １ ） 于宏志 ６０ １ ２２ １ ） 柴立平 １０ ３
【 摘
要 】 通过对压缩机气阀能量损失的研究，得出循环压缩机气阀相对压力损失与相对功率损失的 气阀 能量损失
关系式；并通过实例故障验证 ，进而得出循环压缩机气阀设计的重中之重是减小阀隙阻力损失。
【 关键词 】 循环压缩机
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压 机 套 部 技 ａｍｏｃｓ ｍ 缩 配 零 件 术ｃ ｓ ｅｒｄ￣ ｒ ｓ ｃｏｅ ｏ ｒ ｓｙ Ａ ｒ
压 缩视技 术
ＧＭ
循环压缩机气阀能量损失研究
西安交通 大学 （ 陕西 ７ ０ ４ ） 孙 品同 １０ ９
山东潍坊 生建集 团 （ 山东 江苏大学流体中心 （ 江苏
引言
气阀是往 复式压缩机 中最为关键 的组件之 一 ，被喻
压力 比 较高 ， 压缩 比很低 。在气 阀相 对阻 力损 失相 同的
情况下 ，其相对能 量损 失剧 增。因此 ，循环压 缩机 气阀
为压缩机的心脏 。气体流经压缩机 气阀的能量损 失是压 缩机 中气体 动力 损失 的 主要 根 源 ，一般 设计 较 好 的气