关于往复式压缩机节能降耗技术探讨

关于往复式压缩机节能降耗技术探讨

发表时间：2018-08-08T18:44:29.987Z 来源：《电力设备》2018年第12期作者：张尤尤[导读] 摘要：在现代工业发展中，能源问题是一个与可持续发展息息相关的重要命题，我们需要在生产的各个环节贯彻这一命题的主要精神。

（天津大沽化工股份有限公司 300455）

摘要：在现代工业发展中，能源问题是一个与可持续发展息息相关的重要命题，我们需要在生产的各个环节贯彻这一命题的主要精神。因而在往复式压缩机的应用和发展中，如何使其变得更加节能降耗是一个非常值得探讨的问题。本文将通过分析往复式压缩机工作的一般原理，从中提炼出可以在节能降耗问题上进行优化的部分，然后为这些部分的改进提出科学、合理的意见。

关键词：往复式压缩机；节能降耗；技术引言：

事实上，近年来对于往复式压缩机如何能够更加节能降耗工作的问题已经引起了从业者的极大关注，不过作为一种能耗巨大的设备，这一目标还是一个很大的难题[1]。在此前提下，本文的主要着眼点在于往复式压缩机本身工作的原理。通过对于往复式压缩机压缩过程的图表化分析以及对于压缩功率的公式化呈现，我们可以发现当中隐藏的很多可以改进的环节，从而帮助达到我们节能降耗的最终目的。

一、对于往复式压缩机工作原理的分析（一）压缩过程的图表化分析

往复式压缩机所完成的是一个压缩气体的工作过程。气体压强通过往复式压缩机的作用逐渐变高，最终得到我们需要的高压强气体。而压缩过程则分为三个部分：吸气部分、压缩部分和排气部分。如图1给出的直观表达，c段和a段之间即第一个部分，a段和b段之间即第二个部分，而b段和d段之间则为第三个部分，而这其中总做功量则为a、b、c、d四个点围成的图形在第一象限的总面积。

图1 压缩过程示意图

图2所示是往复式压缩机工作中最主要的三种压缩过程。在这三种压缩过程中，除多变压缩意外，另外两种压缩的过程都属于理想情况，实际操作中并不能完全呈现图中所示的曲线。

图2 三种主要压缩过程指示功的示意图

从图中我们可以清晰地发现，等温压缩的做功达到了a-db-d-c的面积大小，在三中主要的压缩形式中实现了做功的最小化。通过这个信息，我们发现一个相对等温的环境可能对于往复式压缩机的节能降耗有着巨大的帮助。前文也提到，往复式压缩机的实际操作实际上并不简单，我们无法创设这种理想的条件，但我们可以使的每个级别的压缩之前气缸中的温度达到近似的程度，并努力对整个气缸进行降温操作[2]。

（二）压缩功率的公式化呈现

图3 往复式压缩机的压缩功率计算公式

首先解释一下图3中呈现的这个公式。等号右边的Li就是我们要求的往复式压缩机整个压缩过程的总功率，而Ps则是气缸在吸入气体时所需要的压力大小，Vh是气缸总容积，λv在此处是代表往复式压缩机气缸总容积在运行途中因为对于能量的转化率有别于理想状态而损失的效率的一个系数，K是机器内部空气的绝热系数，而Pd则是气缸向外排出气体时所需要的压力大小。通过这个公式，我们可以清楚发现哪些因素左右了总功率的大小，从而得到合理的降低能耗的方案。首先，我们发现K在这个公式中至关重要，一旦K值变高，整个机器将会更加节能。而对于Pd，它的值如果变大，整个系统的工作效率将提升，Ps亦然，但通过对于公式的分析，我们发现压力如果过大，影响了二者之间的比例，整个系统的工作效率反而将下降，这也就会对我们节能降耗的目标造成巨大的负面影响。

二、对于往复式压缩机降低能耗的可能方案

（一）对于冷却系统性能的改进

对于前文提出的等温压缩的优势，我们发现如果能够在每个级别压缩的末端有效降低系统温度，对于能量的损耗就会被控制在一个比较低的水准上。因此，往复式压缩机的冷却系统就是实现节能降耗目标的关键因素。

为了增进系统总性能，对冷却系统进行高频率日常检修是至关重要的。一旦发现压缩系统的排出气体温度高于常值，功耗出现异常时，就应该提起警惕。如果发现冷却器内壁的水垢或者其他污垢增加，首先要对整个机器进行彻底地清洗，然后就应该及时更换软化装置，确保软化水装置的正常运行。对于回水的冷却也是至关重要的，冷却水进入口的水温需要维持在一个正常的区间内，而冷却水池的水量和压强也不应该异于正常值，这就意味着监控工作也是必不可少的，只有进行长时间、事无巨细的监控，才能有效提高冷却系统的性能。

（二）对于气缸温度的改善

往复式压缩机的气缸温度一旦能达到更低水平，整个系统的能耗也将随之大幅下降。传统的往复式压缩机很难彻底冷却气缸，而作为改进，我们应该增加更多的润滑油路，降低整个系统的摩擦阻力，阻止气缸内温度的升高。这种更充分的冷却方法，能够在降低能量损失这一层面上达到更好的效果。

（三）对于系统内气体纯度的提高

如果往复式压缩机内部的气体质量不佳，这就意味着更大的能量损耗，而这样的气体中可能含有如水蒸气一样的杂质，会使系统内部的摩擦力被大大增加，整个耗能情况自然不容乐观。而另外一些成分不纯的杂质，也会造成上文提到的在冷却器内部形成污垢的后果。所以说提高气体纯度对于整个机器的节能降耗有着很大的影响。在气体进入压缩机之前，应该加强除杂操作的次数，尽量将杂质排除在系统之外，而在压缩过程中也要不断排除异质，持续清理系统。针对水蒸气，则应该加强对于干燥塔的维护，使它能够正常工作。

（四）对于设计安装的改进

往复式压缩机的设计和安装过程较为复杂，因此对于其质量的要求也就更加具体和严格。首先应该确保设计的可行性，然后在开始安装之前，应该做充足的准备和计划，而安装过程中，应该精确按照设计图的要求进行操作，最后的验收阶段中，检测人员也应该对于整个系统的方方面面进行彻底的排查，保证整个压缩机的质量符合标准。在此基础上，我们也应该改进设计安装，比如，在设计吸入气体的装置时，这个管道装装置应该更加短和直，这样一来，就能有效节省系统所需的压力，对于节能降耗大有裨益。

（五）对于设备巡检的重视

我们无法预知在实际操作中，一台良好的往复式压缩机会出现什么样的新的问题，因此，一定频率的设备巡检对于往复式压缩机的维护有着无可比拟的重要意义[3]。在这个过程中，相关人员应该关注各种仪表的显示情况，记录整个设备的运转情况，并不定期地对整个设备进行清理工作。只有做好了日常巡检工作，才能在问题刚露头的时候就解决它们，唯有这样，才能在最大限度上降低整个压缩机的能量损耗。

三、结束语

往复式压缩机是工业生产过程中的一种较为复杂的设备，这种设备的运行过程中的确容易出现很多难以解决的问题。而通过我们上面的分析，从业者应该从理论角度入手，提前总结好解决的问题的方法，这样一来，往复式压缩机的效益才能被最大化，不必要的消耗和损失才能被有效地避免。

参考文献：

[1]史玉刚. 关于往复式压缩机的节能降耗技术研究[J]. 工业，2016（5）：00107-00107.

[2]吴有更. 关于往复式压缩机节能降耗途径的研究[J]. 中国机械，2014（2）：160-160.

[3]付希舜. 试论节能降耗技术在往复式压缩机中的应用[J]. 工程技术：全文版，2016（1）：00110-00110.