【壓縮機(jī)網(wǎng)】活塞壓縮機(jī)都有余隙容積，壓縮機(jī)的余隙容積，有的是結(jié)構(gòu)上的需要，有的是難以避免的。活塞壓縮機(jī)的余隙容積由四部分組成：

 

　　一是活塞運(yùn)動到死點(diǎn)時(shí)，其與汽缸蓋之間的間隙形成的容積；

 

　　二是活塞外圓第一道活塞環(huán)端面到活塞頂面與氣缸鏡面形成的環(huán)形容積；

 

　　三是氣閥閥腔與氣缸鏡面之間形成的容積；

 

　　四是氣閥閥座和升程限制器所形成的空隙容積。

 

　　壓縮機(jī)級的總余隙容積值與行程容積的比值稱為相對余隙容積。一般認(rèn)為壓縮機(jī)的相對余隙容積值在下列范圍內(nèi)：壓力≤20bar時(shí)，為0.07～0.12；壓力＞20bar時(shí)，為0.12～0.16。

 

　　其已被采用的相對余隙容積值為：壓力≤20bar時(shí)，為0.03～0.12；壓力＞20bar時(shí)，為0.12～0.22。

 

　　在壓縮機(jī)工作時(shí)，由于余隙容積的存在，在吸氣閥開啟前，余隙容積中的高壓氣會從排氣壓力膨脹到吸氣壓力，占據(jù)了部分行程容積，使吸氣伐吸入的氣體容積減少，相應(yīng)排氣量也降低了。所以在設(shè)計(jì)氣缸時(shí)，要預(yù)先考慮到余隙容積對排氣量的影響，壓縮機(jī)設(shè)計(jì)者用容積系數(shù)等參數(shù)計(jì)算壓縮機(jī)真實(shí)排氣量。設(shè)計(jì)壓縮機(jī)時(shí)，在考慮到生產(chǎn)率、制造、裝配和安全運(yùn)轉(zhuǎn)等情況下，應(yīng)盡量使余隙容積小些。但有時(shí)為了調(diào)整活塞力或排氣量，也會相應(yīng)的加大某些余隙容積。

 

　　當(dāng)壓縮機(jī)在壓縮氣體時(shí)，氣體中可能有部分蒸氣會凝結(jié)下來，或吸氣帶水、帶液。如果氣缸端面余隙不夠大，就可能產(chǎn)生液擊。以至于損壞缸蓋或活塞、活塞桿等。

 

　　為了裝配和調(diào)節(jié)的需要，在活塞死點(diǎn)位置與缸蓋與處于的之間也必須留有一定的余隙。

 

　　由于金屬的熱膨脹，活塞桿、連桿在工作中，隨著溫度升高會發(fā)生膨脹而伸長。氣缸中留有余隙就能給壓縮機(jī)的裝配、操作和安全使用帶來諸多好處。但余隙過大的話，會使壓縮機(jī)生產(chǎn)能力降低。

 

　　1、余隙調(diào)節(jié)是壓縮機(jī)一種傳統(tǒng)的氣量調(diào)節(jié)手段

　　余隙調(diào)節(jié)是壓縮機(jī)一種傳統(tǒng)的氣量調(diào)節(jié)手段，過去多用于尿素合成二氧化碳壓縮機(jī)，用以調(diào)節(jié)換成尿素流程所需加入二氧化碳?xì)怏w的比例。典型的結(jié)構(gòu)是在缸蓋處增加一可手工調(diào)節(jié)的輔助余隙容積，用螺桿手輪調(diào)節(jié)輔助余隙容積的大小，起到調(diào)節(jié)吸氣量的目的。

 

　　現(xiàn)今多用于氫氣壓縮機(jī)和聯(lián)合壓縮機(jī)，余隙容積調(diào)節(jié)壓縮機(jī)氣量是改變余隙容積的大小，而使壓縮機(jī)級的吸氣量發(fā)生變化，這種調(diào)節(jié)分為固定調(diào)節(jié)和變動調(diào)節(jié)兩種。

 

　　固定式調(diào)節(jié)：是在設(shè)計(jì)或改造壓縮機(jī)氣量時(shí)，增加或設(shè)法減小一定的余隙容積，使之調(diào)整壓縮機(jī)氣量或有關(guān)級的壓縮比。

 

　　變動調(diào)節(jié)：是設(shè)置一個(gè)或數(shù)個(gè)輔助余隙容積，利用手動或自動模式調(diào)節(jié)輔助余隙容積的大小，從而達(dá)到調(diào)節(jié)壓縮機(jī)氣量或有關(guān)級的壓縮比的目的，使壓縮機(jī)運(yùn)行參數(shù)更能滿足下游工況的適應(yīng)性。

 

　　由于余隙容積發(fā)生變化，會引起壓縮機(jī)示功圖的變化。未經(jīng)余隙調(diào)節(jié)的示功圖見圖1。

　　余隙調(diào)節(jié)負(fù)荷率0.052的示功見圖2，吸氣量變小，排氣量也變小，壓縮功（示功圖的封閉面積）也變小。

　　余隙調(diào)節(jié)負(fù)荷率0.157的示功圖見圖3，吸氣量更變小，排氣量也更變小，壓縮功（示功圖的封閉面積）也更變小。

　　余隙調(diào)節(jié)負(fù)荷率0.29（沒有排氣）的示功圖見圖4。吸氣量變小，排氣量變?yōu)榱?，壓縮功（示功圖的封閉面積）也更變小。此循環(huán)變成吸氣、壓縮和膨脹三個(gè)過程的死循環(huán)，壓縮機(jī)只消耗功率（摩擦功），而沒有排氣，這種情況會使氣缸內(nèi)氣體溫度升高。

　　活塞壓縮機(jī)的排氣量一般是根據(jù)裝置所需的最大容積流量或近期裝置可能擴(kuò)容所需的流量來選擇，一般具有一定的富裕量。由于入口條件的改變（入口壓力、溫度等）、工藝流程或耗氣設(shè)備的需求量改變，當(dāng)耗氣量小于壓縮機(jī)的排氣量時(shí)，壓縮機(jī)會出現(xiàn)該級排氣壓力升高，此時(shí)需要調(diào)節(jié)壓縮機(jī)得吸氣量，以使壓縮機(jī)的排氣量適應(yīng)耗氣量的要求，保持管網(wǎng)中的壓力穩(wěn)定，并相應(yīng)減小電動機(jī)的功率損耗，達(dá)到兼應(yīng)節(jié)電的效果。

 

　　2、余隙容積電液控制系統(tǒng)

　　電液控制系統(tǒng)根據(jù)主控變量或通過手動給定參數(shù)，通過可編程控制器（PLC）、伺服閥、位移傳感器、伺服油缸組成的電液位置控制系統(tǒng)，使余隙缸活塞按輸入信號作直線位移，從而實(shí)現(xiàn)各級余隙容積變化的伺服控制，最終實(shí)現(xiàn)壓縮機(jī)排氣量和級間壓縮比的控制。

 

　　壓開進(jìn)氣閥的調(diào)節(jié)幅度較大，適用于粗調(diào)節(jié)，有一定節(jié)能效果。

 

　　而壓縮機(jī)某級進(jìn)行余隙調(diào)節(jié)時(shí)，吸氣減小，該級的壓縮比會減小，使下一級的壓縮比升高。為了相對穩(wěn)定各級壓縮比，有必要對下一級或下兩級也進(jìn)行相應(yīng)的余隙調(diào)節(jié)。

 

　　被調(diào)節(jié)壓縮比的級可采用壓力傳感器或壓縮比變送器測量壓縮比數(shù)據(jù)。

 

　　3、一種典型的余隙容積無級調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)

　　山東易陽石化節(jié)能設(shè)備有限公司專門開發(fā)的壓縮機(jī)節(jié)能裝備系統(tǒng)YY-EEA-ACCY3.3主要為石油化工、煤化工行業(yè)壓縮機(jī)氣量無級調(diào)節(jié)服務(wù)。一種充液式余隙容積無級調(diào)節(jié)控制機(jī)構(gòu)的節(jié)能效果得到好評。余隙容積無級調(diào)節(jié)執(zhí)行機(jī)構(gòu)有單作用和雙作用兩種，均取得專利。

 

　　采用西門子S7-200plc可以滿足余隙容積無級調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)所需。采用充液式驅(qū)動輔助余隙容積是不錯(cuò)的選擇。

 

　　該系統(tǒng)可以選擇一、二、三級操作模式為手動或自動；

 

　　系統(tǒng)頁面可以顯示系統(tǒng)壓力、液位、溫度等參數(shù)；

 

　　頁面可以選擇：一級執(zhí)行機(jī)構(gòu)負(fù)荷率；一、二級手動值顯示及確認(rèn)按鈕；二級執(zhí)行機(jī)構(gòu)負(fù)荷率；三級執(zhí)行機(jī)構(gòu)負(fù)荷率；三級手動值顯示及確認(rèn)按鈕；

 

　　頁面可以顯示泄漏流量；故障顯示等。并有系統(tǒng)設(shè)置按鈕。

 

　　經(jīng)多幾家改造后反映：余隙容積無級調(diào)節(jié)控制機(jī)構(gòu)可在70～100%內(nèi)溫度調(diào)節(jié)。

 

　　該裝置系統(tǒng)起動平穩(wěn)，加減負(fù)荷、切機(jī)、停機(jī)穩(wěn)定。改善了循環(huán)氫壓縮機(jī)的操作難度，系統(tǒng)高壓參數(shù)更加穩(wěn)定。同步電機(jī)電流下降值約為59-53=6(A)，達(dá)10.2%，壓縮機(jī)功率下降亦為10.2%。

 

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