往複壓縮機的特征

2022年4月3日在Sun上進行了最後更新|往複式壓縮機

往複式壓縮機是所有壓縮設備中最廣泛使用的，並且還提供了尺寸和類型最寬的範圍。鼠-

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圖1-15。功率與各種空氣壓縮機的容量和壓力（一般近似值）。

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圖1-15。功率與各種空氣壓縮機的容量和壓力（一般近似值）。

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圖1-16。適用於必和必和CFM值的空氣壓縮機的高度校正因子。

從分數到每單位超過20,000 hp不等。壓力從低真空（在進氣口）到特殊過程壓縮機的壓力範圍為65,000 psig或更高。對於工業工廠的航空服務，它們從分數HP到2000-3000 hp使用，在壓力範圍為從低真空到500 psi的壓力範圍。

與所有正位移壓縮機共同，往複式壓縮機被歸類為“恒定量可變壓力”機器。

對於大多數應用程序，它們是當今最有效的建築。他們可以安裝容量控製設備在部分負載下緊密維持其效率（容量降低“ T \”可以解決幾乎所有商業氣體，前提是在某些極端情況下可以解決腐蝕問題。保證後可用。

由於往複活塞和其他部件以及一些不平衡的旋轉部件，慣性力量設置傾向於搖動設備。有必要提供可以穩定安裝的安裝。此要求的程度取決於所涉及的壓縮機的類型和大小。這些機器通常被設計為安裝在建築物中，但可以安裝用於戶外安裝。

往複式壓縮機應提供幹淨的氣體。建議在空氣壓縮機上使用進氣濾器。這些壓縮機無法令人滿意地處理可能夾帶在氣體中的液體，盡管如果不進行冷凝水，蒸氣沒有問題。液體傾向於破壞潤滑並導致過度磨損。

往複式壓縮機傳遞氣體的脈動流。有時這是一個缺點，但是脈動阻尼器通常可以消除問題。

往複式壓縮機（例如旋轉滑動葉片和螺旋葉螺絲機）是正位移壓縮機。這意味著通過捕獲氣體的電荷然後減少限製空間來壓縮氣體，從而導致壓力積聚。

往複式壓縮機（通常稱為“活塞壓縮機”）通過使用活塞，氣缸和閥排列來壓縮氣體。圖1-17顯示了活塞在氣缸中移動時的體積減小和隨後的壓力增加。

壓縮機分類

製造商設計壓縮機以滿足確定的用戶需求。這些壓縮機分為兩個一般組，中等占名機器和

釋放

閥門吸氣閥

圖1-17。減少體積壓縮機缸相對於活塞中風位置。（a）氣缸在大氣壓力下充滿空氣，儀表讀取“ 0” psi。（b）相同但在進氣門打開後關閉。（c）體積減少到原始的量規讀“ 50” psob体育赛事i的大約一半。（d）體積減少到原始讀數“ 100” psiob体育赛事的大約八分之一。（e）在壓縮並排出D.

釋放

氣門吸氣閥

壓縮空氣量

壓縮至•x 100 psi，在JY/ 100 PSI A B排出

圖1-17。相對於活塞卒中位置的壓縮機缸的體積減小。（a）氣缸在大氣壓力下充滿空氣，儀表讀取“ 0” psi。（b）相同但在進氣門打開後關閉。（c）體積減少到原始的量規讀“ 50” psob体育赛事i的大約一半。（d）體積減少到原始讀數“ 100” psiob体育赛事的大約八分之一。（e）在壓縮並排出D.

重型單位。（輕便責任，即3-5 hp的分數馬力，將不會討論。）

適度的壓縮機

適度的壓縮機設計用於在合理的使用壽命上可靠的操作，但不應在需要長時間操作的情況下安裝。這並不意味著這些單元不會在長時間的全載期間內運行。這確實意味著維護將大於平常。

通常，適度的壓縮機是單作用缸設計。通常，這些壓縮機是氣冷的。但是，它們也被提供為30至125的馬功能範圍的水冷設計。最高評級為125馬力。

它們是作為單階段單元構建的，用於高達50 psig的壓力等級和高達250 psig的兩個階段單元。

冷卻安排

1.氣冷壓縮機的鰭片是圓柱體的一部分，以消散氣體壓縮產生的一些熱量。大多數葉片是飛輪的一部分，或者是帶輪的一部分，可以充當風扇，以幫助從圓柱體表麵去除熱量。

2.合並空氣/水冷壓縮機具有鰭片鑄造的一部分，並在包含放電閥的頭部循環冷卻水。該水通過與汽車發動機相同的散熱器/風扇排列循環。

3.水冷壓縮機將夾克鑄造為圓柱體的組成部分和頭部以去除壓縮的熱量。這些壓縮機不依賴於輻射來散發熱量，因此可以以較高的壓縮比以較高的比率工作。

樹幹活塞設計

中等值的壓縮機，無論是氣冷還是水冷，都與汽車發動機相似，並使用活塞的長度將其引導在氣缸中。這稱為“樹幹活塞“ 設計。

在軀幹活塞設計中，活塞的側麵充當缸孔中的引導表麵。因此，活塞必須相對於直徑相當長。使用軀幹活塞設計，僅在活塞上進行壓縮。它稱為單作用。

中型活塞設計壓縮機比用十字頭設計的旋轉速度更高。

通常，軸承，腕銷和活塞環被從曲柄上拋出的油潤滑，這一過程稱為“飛濺”潤滑。在某些情況下，添加了油泵，腕銷，曲柄銷和軸承是壓力潤滑的。

重型壓縮機

人們普遍認為，要使往複式壓縮機被視為重型或“連續職責”，它必須既是水冷又是雙重作用。

水冷

我們已經看到，每當壓縮氣體時，就會產生熱量。為了在臨界點保持最低的溫度，對壓縮機的內部部分進行適當的冷卻是設計的基本部分。

在水冷往複式壓縮機的情況下，圓柱體和氣缸蓋被水夾克包圍，並且通過金屬傳輸的熱量比通過金屬傳播到空氣更有效地傳遞到水中。與可比的氣冷單元相比，水冷冷卻單元的處理效率更高。這允許保持持續的職責（在100％的負載和24小時的時間內運行），並且維護較低。

十字頭設計

除了被水冷外，重型往複式壓縮機還設計了單獨的十字頭，以引導活塞孔中的活塞，而不是根據活塞裙來進行指導。

•允許使用狹窄的活塞和較大的閥門，以提高效率。

•允許更長的中風和更大的容量。

•將曲軸箱與圓柱體分開，從而可以控製油缸中的油。

•給活塞提供更大的穩定性，消除活塞“拍打”並減少環磨損。

•允許更強的活塞設計和更高的操作壓力。

•使活塞設計成為可能，該設計允許在中風的兩端“泵送”或壓縮。“雙重作用”導致每次革命的能力是兩倍，而不是單幕設計。

重型，水冷，交叉型壓縮機的旋轉速度相對較慢（180-900 rpm）。這些機器是保守設計的，可在低維護的情況下進行長時間的使用壽命。安裝後50至55年的運行時間並不罕見。

由於它們是保守設計的，它具有十字頭和水冷缸，因此比其他類型的壓縮機更重，製造更昂貴，安裝更昂貴。

它們也是必和CFM的所有壓縮機中最有效的，尤其是在部分載荷下，由於它們在部分負載下有效控製的能力。所有其他壓縮機的類型在討論效率時，將其與重型水冷壓縮機進行比較。

自動閥

往複式壓縮機使用自動彈簧加載閥，僅在整個閥上存在適當的差壓力時才打開。當氣缸中的壓力略低於進氣壓時，入口閥打開。當氣缸中的壓力略高於排放壓力時，放電閥打開。

圖1-18顯示了單級壓縮機的典型理想壓力量（PV）圖（理想化的指示卡）壓縮機活塞位置。

在位置1處，活塞正處於壓縮衝程的開始。此時，氣缸在吸氣壓力下充滿了空氣或氣體充電，並開始沿著1-2行壓縮氣體。隨著壓縮的開始，吸氣閥立即關閉，充當止回閥，以關閉吸氣線的氣缸。

在點2處，氣缸中的壓力略高於排放線中的壓力，並且排放閥打開，使活塞可以將壓縮空氣從氣缸中將其推入排放係統（第2-3行）。

在第3點，活塞完成了排放中風。一旦開始返回中風，氣缸中的壓力就會掉落，關閉排放閥。請注意，活塞末端和氣缸末端之間的氣體體積（C卷）。這被稱為“間隙量。”

隨著活塞開始進行返回衝程，這種間隙體積氣體沿3-4行擴展，直到氣缸中的壓力略低於吸氣線。這種情況發生在點4，因此在第4點，吸氣閥打開，氣缸開始從吸氣線中取出氣體。進氣衝程沿著卡上的4-1行發生。

在雙作用圓柱體中，同一循環發生在活塞的另一側（曲柄端），與頭端相同180°；這在圖中顯示為1'，2'，3'，4'。

壓縮機術語

壓縮機是用於壓縮空氣或其他氣體從大約大氣壓力到更高排放壓力的機器。助推器壓縮機是用於壓縮氣體從初始壓力壓縮氣體的機器，該壓力高於大氣壓，到更高的壓力。

真空泵是用於從大氣下低於大氣的初始壓力到接近大氣的最終壓力的機器。

往複式壓縮機是每個壓縮元件由活塞組成的壓縮機。單作用壓縮機是壓縮機在活塞的一側發生的壓縮機，通常在遠離曲軸的一側。

理想化的PV圖（指示卡）

吸力壓力

位置1.底部死亡中心

頭端 - 在吸力壓力下充滿圓柱體。進氣門關閉，壓縮開始。

曲柄端 - 清除量開始擴大到滴入缸壓力以下。

位置2

頭端 - 壓縮已經提高以升高圓柱體壓力以使排出壓力。排放閥打開，排出壓力時的氣體被驅逐出排放通道。

曲柄端 - 載氣填充缸。

位置3.頂級中心

頭端 - 壓縮衝程完成。

當活塞離開頂部死亡中心時，放電閥關閉。清除量在排出壓力下充滿氣體。曲柄端 - 溶解杆完成。進氣門關閉；壓縮開始。

位置4.頭端

頭端 - 清除率膨脹到氣缸中的壓力略小於吸力的點。進氣壓下的氣體開始充滿氣缸。

曲柄結束 - 正在進行的壓縮。高於抽吸的氣缸壓力，但在排放壓力下尚未。

吸力壓力

: 圖1-18。理想的壓縮周期，單階段，雙重作用。

雙作用壓縮機是在活塞兩側進行壓縮的壓縮機，在氣缸兩端都有攝入閥和排放閥。

單級壓縮機是從初始壓力到最終壓力的壓縮機以單步或階段完成的壓縮機。

多級壓縮機是從初始壓力到最終壓力以兩個或多個不同的步驟或階段完成的壓縮機。

兩階段的壓縮機是從初始壓力到最終壓力以兩個不同的步驟或階段完成的壓縮機。

便攜式壓縮機是由壓縮機或驅動程序組成的壓縮機，以至於可以容易地將其作為一個單位移動。

中冷器是消除多階段壓縮機連續階段之間氣體壓縮熱量的設備。

後排水器是在壓縮最後階段完成後去除氣體壓縮熱的設備。牙裝冷卻器是從空氣中去除大量水分的最有效方法之一，隻要他們能夠將空氣冷卻至小於100°F。

水分分離器是在冷卻過程中去除氣體沉澱的水分的設備，使冷凝水可以收集，然後通過手動或自動冷凝水陷阱排水。

空氣接收器是必須根據ASME代碼建造的壓力容器。空氣接收器將管道的壓縮機（或壓縮機）排出，最好是在冷卻空氣後，目的是儲存空氣並同時降低空氣係統中的壓力波動速率。這將降低壓縮機將加載或卸載或啟動和停止的頻率（情況）。

壓縮機類型選擇

選擇方麵的考慮

在選擇特定類型的壓縮機之前，必須考慮許多重要因素。

1.需要排放壓力。

2.所需的容量。

3.電源特性。

4.冷卻水的可用性和成本。

5.壓縮機所需的空間。

6.壓縮機重量。

7.所需的基礎類型和大小。

8.所需的控製類型。

9.維護成本。

最初的選擇是在兩種基本類型之間，正位移和動態。一旦做出了這個決定，您就可以進一步研究各種特征壓縮機類型看看哪一個最適合這份工作。請記住，選擇壓縮機是一個工程決定，應考慮每個因素。請記住，壓縮機的平均壽命通常為20年或更長時間，因此會長時間生效的每個影響運營成本的決策。

審查選擇可能性

要快速審查可能性，最好僅考慮馬力和壓力。從以前的參考文獻總結了每種類型的上限。這些列通常不同時應用。

圖1-19顯示了往複式，離心和軸向流動壓縮機的近似應用範圍。

壓縮機類型

必力有力KW

大約最大限度。psig

往返葉片類型旋轉

20,000 15,000 860雙單元640

100,000

螺旋葉旋轉離心動態軸向流動動態

8,000 6,000 60,000 45,000 100,000 74,600

400 250

10,000 500

*這些最大值受其他因素施加的一定局限性，並且可以超過某些條件。

入口流，ACFM

圖T -19。主要壓縮機類型的應用程序範圍。

入口流，ACFM

圖T -19。主要壓縮機類型的應用程序範圍。

選擇空氣壓縮機負載係數的考慮因素

負載因子主要是在僅安裝一個或兩個壓縮機的較小裝置中的考慮因素。

負載係數是實際壓縮氣體輸出（而設備正在運行）與同一時期額定的全負載輸出的比率。它絕不應該是100％，一個很好的規則是選擇從50％到80％的負載係數中選擇安裝，取決於所涉及的單位的大小，類型和數量。正確使用負載因子導致

1.即使在高峰需求期間，更大的壓力也是如此。

2.冷卻¥時期（對於氣冷設備極為理想）。

3.更少的維護。

4.能夠在不立即增加植物尺寸的情況下增加空氣的使用。

負載因子在氣冷機器中尤其重要，在這種機器中，持續的全負載操作會導致閥門和其他零件的早期沉積物增加，從而增加了維護。這些單元始終建議進行間歇性操作；該程度取決於大小和操作壓力。通常以高於200 psig壓力的空氣冷卻單元通常由規則表示“泵送”（壓縮）時間通常不得超過30分鍾，也不小於10分鍾。關閉時間或卸載時間應至少等於壓縮時間。這意味著50％的負載因子。

多階段

除非非常小，否則任何帶有80 psig或更高壓力的壓縮壓縮機都應具有兩個或更多的壓縮階段。比單級單元比單階段的單位運行100°至150°F的兩個階段單元將運行100°至150°F，從而減少了沉積物形成和清潔閥的需求。兩階段的空氣壓縮至100 psig還可以在單階段壓縮中節省10％至15％的功率。

相同服務的重型水冷單元比氣冷單元更經濟，並且通常以相當低的速度和溫度運行。因此，維護將始終減少。他們在大約125 bhp以上的100 psig Air Service上普遍兩次分期兩次。

建築麵積

地板空間及其形狀有時會影響選擇。如果提供給所有製造商的可用空間的確切尺寸，則將擴大選擇的機會。設計調整或替代安排通常可用。

基礎需求

旋轉壓縮機械的基礎要求幾乎總是比等效往複式壓縮機的基礎要求，除非可以使用較小的適度稅單元。後者需要（通常）有限的基礎。

容量控製

必須考慮對氣體需求的變化；它通常從完全壓縮機的容量到零不等。不同類型的處理範圍有很大的能力，有些類型的能力比其他類型更經濟。在該領域，往複運動壓縮機特別受歡迎。

各種各樣的選擇

在壓縮機的四個一般劃分中，安排之間有一定的選擇自由。同樣，可以通過考慮多種可用的壓縮機設計之一來解決許多選擇問題。

無油的空氣

任何完全沒有油的空氣的要求都將排除旋轉葉片和大多數螺旋杆（螺釘）型壓縮機。但是，有一些螺絲壓縮機模型，它們以無油為生，因此在轉子室內不用油運行。

空氣成本

壓縮空氣永遠不會“免費”。它花費了相當大的資金，並且選擇壓縮機應始終考慮此因素，特別是為重型服務而言。應該提到兩個事實：

1.電力成本是迄今為止超大空氣成本中最大的項目。

2.服務壽命中的電力成本可能是任何壓縮機的首次成本。

選擇過程壓縮機

呼籲工藝氣體壓縮機處理許多不同類型的氣體。其容量控製要求的範圍較低（50％

即使控製可能性最大的往複單元也是如此頻繁的最低限度），而且它們實際上永遠不會“幸免”。每天二十四小時，每周7天操作是一次數月的一般規則。在線連續性或操作的“可用性”非常重要。

氣體特性

氣體成分和特征可以對壓縮機類型產生確定的影響。例如，低氣體入口密度通常會影響離心壓縮機的程度，而不是影響正位移機。處理低密度氣體的離心機將需要比處理高分子重量或特定體積入口氣體時需要更多的階段（更大的單元）。往複式和其他陽性位移壓縮機不受氣體，分子量，特定體積或進氣密度的嚴重影響。

過程條件

在任何壓縮問題中，對於給定的壓縮率，要處理的流速建立了所考慮的設備的物理大小。

如果必須在接近大氣吸力條件下壓縮80,000 CFM的氣體，則幾乎可以肯定將一個離心壓縮機用於較低的壓縮階段。

在離心壓縮機，如果升上吸力壓力，排放壓力將超過設計點，馬力將增加，並且可能必須將超壓力降低。如果吸力壓力降低，離心力不會壓縮到所需的dischaige壓力上。

因此，對吸力和排放壓力，它們的變化以及由此產生的影響進行準確評估是最重要的。

低壓比具有合理能力有利於離心壓縮機。高壓縮比和更高的壓力有利於往複機。人們無法嚐試在往複運動和離心壓縮機之間的壓力下定義界限，因為還有太多其他因素要考慮。

在某些多階段過程壓縮機中，階級壓力是由過程設定的。這可能是為了洗滌不良元素，增加氣體或進行化學反應，以改變階段之間的氣體性質。重要的是要考慮這種跨壓力限製，包括涉及的壓降。

司機

一般而言，如果選擇駕駛員的選擇是由可用的功率來源，熱量平衡，廢氣使用或工廠或過程中的任何其他因素決定的，則最適合駕駛員的壓縮機應首先考慮。換句話說，離心壓縮機總是會首先考慮駕駛員是否必須是渦輪機。如果要成為電動機，則往複式壓縮機可能始終首先考慮。這是因為大多數電動機驅動的離心壓縮機都需要加速齒輪。如果使用渦輪機，則相反。

石油汙染

油汙染物可以對所選的壓縮機類型有軸承。歸因於石油汙染的重要性也將影響決策。部分潤滑或非潤滑的往複式壓縮機設計可能比小離心機（或帶有廉價密封係統的常見螺旋葉單元）更合適。

基礎和地板空間

在壓縮機選擇中必須考慮土壤和基礎條件。在某些情況下，這決定了機器的類型。離心壓縮機在沒有產生不平衡力的情況下運行。基金會隻需要支撐具有足夠剛度的死亡重量載荷即可保持對齊方式。

如今，在化學和過程植物中最廣泛應用的往複壓縮機的類型是專門用於最少不平衡力的。通常，將支持壓縮機的死權負載並保持壓縮機和駕駛員的對齊的基礎，將有足夠的質量吸收可能存在的小型不平衡力。

如果這是唯一的考慮，則通常會從基礎和地板空間的角度來看，離心機通常會受到青睞。

多服務單位

出於經濟原因，加工廠已經安裝了更少的壓縮機來從事特定的工作，使用較大的尺寸，沒有備件。當一個過程需要處理許多流時，某些類型的植物中的常見發生時，可以將機器配置得如此之多，以至於單個驅動器可以處理幾個流。

很少有兩種以上的服務是通過具有共同驅動器的離心套管組合來處理的。有能力和壓力控製的問題以及其他因素。

通過往複式壓縮機，可以在單個驅動程序上處理的流的數量和大小可以更大的靈活性。通常也更容易獲得所需的容量控製。在大型現有壓縮機上處理了多達六個單獨的流。

首要費用

沒有公式可以建立離心機與往複式壓縮機的相對成本。如果體積，壓力，K因子和所有其他因素相同，則氣體比重可能會影響離心機的成本，但對往複式壓縮機的影響很小。

電源成本

如前所述，壓縮機的整個服務壽命中的電力成本是第一個成本的很多倍。雖然原始安裝成本的效率更高的機器可能會更高，但是幾年來的節省節省通常會迅速回報差異並恢複剩餘壽命的利潤。

除了壓縮的比率非常低外，離心壓縮機本質上的效率不如往複式壓縮機。

非常大的體積，低比例壓縮和低最終壓力有利於離心壓縮機。今天，沒有人會想到將往複式壓縮機用於噴火器。相反，較高的壓縮比和較高的終端壓力有利於其他服務中的往複式壓縮機。

往複式壓縮機氣缸_arrangements _

通過以各種組合來安排往複壓縮機的圓柱體，可以實現更大的容量和產出。

圓柱體及其排列的許多可能組合中顯示在圖1-20中。

圖1-20。氣缸組合和可用布置。

單幀直線往複式壓縮機，圖A，C，D和F是水平或垂直雙作用的壓縮機，在一個或多個圓柱體上，一個或多個圓柱體在一個曲柄擲球和一個連杆和十字架上。它們可以與蒸汽和氣缸串聯起來或直接連接，電動機驅動或蒸汽驅動。

V-或Y型往複式壓縮機是兩缸垂直雙作用機，其中壓縮機氣缸以一定角度的角度排列，使用垂直方向45°，並從單個曲柄驅動（圖G）。

半輻射往複式壓縮機與V-或Y型相似，除了，除了從垂直方向上以一定角度排列的雙作用壓縮機圓柱體除了水平的雙作用缸上，每側都安排了所有側麵，所有側都從單個曲柄平台（圖H）。

雙工往複式壓縮機是機器，其圓柱體安裝在兩個通過公共曲軸連接的平行幀上（圖I）。

雙工四角蒸汽驅動的往複式壓縮機是雙麵類型的，並且在每個幀的另一端都具有蒸汽和壓縮機氣缸（圖J）。

四型電動機驅動的往複式壓縮機是雙麵類型的，每個幀的兩端都有一個或多個壓縮缸。駕駛電動機安裝在框架之間的軸上（圖L）。

角度或L型積分氣體或機油驅動的壓縮機在垂直或垂直V排列中具有功率氣缸，並且在水平麵中具有壓縮氣缸（圖M）。

水平相反的往複壓縮機是曲軸箱相對側的多缸機器。他們使用每缸的曲柄擲曲柄的多插型軸。功率在軸的末端施加（圖n）。

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