浅析往复式压缩机节能降耗技术

魏爱芳

【摘 要】往复式压缩机一般作为提升压力用于输送介质的动力源，自身能耗的高低直接关系到生产成本。因此，论文以往复式压缩机节能降耗技术为研究对象，提出了一些往复式压缩机节能降耗技术，为实际生产中往复式压缩机节能降耗的实现提供帮助。

【Abstract】The reciprocating compressor is generally used as the power source of the lifting pressure for conveying the medium， and the energy consumption of the reciprocating compressor is directly related to the production cost. Therefore， taking the energy saving and consumption reduction technology of reciprocating compressor as the research object， this paper puts forward some energy saving and consumption reduction technologies of reciprocating compressor， providing help for the realization of energy saving and consumption reduction of reciprocating compressor in practical production.

【关键词】往复式压缩机;能耗;节能降耗技术

【Keywords】reciprocating compressor; energy consumption; energy saving and consumption reduction technology

【中图分类号】TH45                                           【文獻标志码】A                                【文章编号】1673-1069（2019）09-0174-02

1 引言

在合成氨生产中，为了使气体达到生产过程反应所需要的压力，同时完成工艺气体在各工序之间的输送，必须通过压缩机来实现。在中小型合成氨厂，往复式压缩机因其压力稳定、自身热效率高、对材料要求低、生产技术成熟等特点，被广泛采用。压缩机作为合成氨生产的核心设备，是合成氨动力消耗的主要来源，其能耗的高低直接影响合成氨生产的经济运行。对往复式压缩机节能降耗技术进行探讨分析，对于推动往复式压缩机生产应用发展和企业降本增效具有重要意义。

2 往复式压缩机能耗增加原因分析

从往复式压缩机运行工作原理来看，一般需要经历膨胀、吸入、压缩、排出四个过程，在这整个压缩气体的过程中，压缩机往往会消耗大量压缩功（能量），而压缩功的大小又与压缩气体的温度有着密切的关系[1]，一般而言，气体压缩过程包括三种：一种是等温压缩，这是一种理想的压缩过程，压缩机压缩产生的热量全部被移走，使得气体温度不发生变化，因此，这一过程消耗的能量也就最小，但在实际生产中因冷却效果有限而很难实现;二是绝热压缩过程，压缩机在这一过程中与外界未作丝毫的能量交换，全部用于气缸内温度升高，这种压缩过程能耗最大，但现实中因热损失的不可避免性而很难实现;三是多变压缩，压缩机在进行气体压缩时，既不完全等温，也不完全绝热，该过程介于两者之间，而想要降低压缩机能耗，就需要采取有效措施，使其尽可能地向理想的等温压缩状态下靠拢，从而达到节能降耗的目的。

3 往复式压缩机节能降耗技术

3.1 强化冷却器性能

气体被压缩，压力升高，温度升高。多级往复式压缩机中，为使整个压缩过程接近于等温压缩过程，在每段压缩设置级间冷却器来冷却每段压缩后的高温气体。冷却器运行效果差会直接影响压缩机的打气量，同时气体温度的升高会导致气缸润滑油粘度降低，润滑油在高温下还会分解出胶质的物质，在阀片等重要部位积聚，严重影响阀片正常运转。若温度过高，引燃润滑油闪点，则很有可能发生爆炸。因此，冷却器冷却性能的高低对于压缩机能耗有着直接的影响，在压缩机实际运行时，如果冷却后气体温度异常升高，就需要分析冷却器是否泄漏、堵塞、结垢，根据判断结果做好堵漏、疏通、化学或物理清洗，从而既能够保障压缩机运转安全，又能够提升压缩机运转功率，最终达到节能降耗的目的。

3.2 降低气缸温度

往复式压缩机在实际运转时，若气缸温度能够保持较低状态，那么可有效降低压缩机功耗。往复式压缩机在实际进行气缸冷却时，主要是气缸夹套水冷却和气缸润滑冷却。在压缩机进行气体压缩时，由于气缸冷却不足，会使缸内摩擦加剧，导致气体进入气缸后温度过高，从而致使气体出现膨胀，密度降低，压缩机功耗降低，能耗增加。针对这一问题，需要对气缸夹套进行定期的反冲和清洗，保证良好的冷却效果。气缸润滑冷却是在注油器的帮助下，通过对气缸进行注油润滑冷却，对注油器进行定时巡检检查，检查注油器油箱油液面是否在规定范围、注油泵的运行是否良好、单向阀是否有返气现象，如果发现异常应及时进行处理，保证气缸润滑效果。具体注油器选择单柱塞真空注油器，这种注油器内安有小油泵，每个油泵担负一个润滑点，注油效果好。与传统注油器中活门配油多柱塞泵、滑阀配油多柱塞泵相比，整体构造更加简单，技术更加先进，在实际应用时，能够在不停机的情况下，完成故障处理，实际效率也更高。此外，可通过设置多条油路提高气缸冷却效果。在保证气缸充分冷却的情况下，缸内摩擦产生的热量将会明显降低，有利于压缩机功率提升，达到节能降耗的目的。

3.3 保障气体质量

压缩气体中，会含有水分或其他杂质，若气体纯度不佳，那么在进行气体压缩时，无效气体的压缩会影响压缩机做功，导致能耗明显升高，不利于节能效果提升。若含有水分，水具有不可压缩性，其存在不但影响压缩机的能耗，严重时会引起带液事故，造成气缸、活塞损坏。若气体含有杂质，一方面，杂质也会在冷却器当中积累，从而不断对冷却器的冷却性能造成影响，最终导致气体功出现损耗。另一方面，杂质会造成压缩机出入气阀泄漏、排油水阀的堵塞泄漏、活塞环及填料的漏气等，造成压力波动。基于以上问题，在实际生产过程中，要按时对油水进行排放，油水较多时要增加排放频次，同时要加强对压缩气体的检测，确保气体的纯度，增加过滤装置减少杂质的带入，降低其对生产的影响。

3.4 合理调节气缸余隙

往复式压缩机气缸余隙能够容纳部分水蒸气，从而对气缸起到一定的保护作用，同时余隙本身在气缸内也起到“气垫”作用，从而可以有效避免气缸中活塞与气缸端盖发生撞击。压缩机在实际进行运转的过程中，如果气缸余隙较大，那么在气缸吸气时，余隙内的高压气体会因膨胀而占去部分容积，从而导致气缸吸入的气量变少，从而严重影响压缩机的生产能力，做同样的功，势必要消耗更多能。若压缩机气缸提余隙调节过小，不仅无法实现节能降耗，还会增加压缩机能耗，甚至导致压缩机损坏。

在实际进行往复式压缩机节能降耗的过程中，应注意做好压缩机气缸余隙的调节。一般情况下，压缩机气缸余隙调节约为气缸工作部分体积的3%～8%，如果往复式压缩机气缸压力比较高，并且直径比较小，那么还应适当增大余隙容积，通常为气缸工作部分体积的5%～12%[2]。但如何更好地把握气缸余隙调节“度”，可以考虑引入往复式压缩机气量调节控制系统，该系统能够强制控制进气阀的开关时间，从而达到余隙气量调节的目的，并且调节范围也比较多变，能够从0%～100%连续调节。与此同时，该余隙调节系统通过在自身具备的电液控制系统的帮助下，能够以余隙气缸活塞的输入信号为依据，使活塞作直线位移，从而实现对各级余隙容积变化的伺服控制，有效提升了余隙调节的精准度，这对于降低往复式压缩机能耗有着较为积极的作用。

3.5 提高检修质量

往复式压缩机的特点之一是易损件多、故障率高。运行周期的延长是节能降耗的重要手段之一[3]。在运行过程中，更换较频繁的部件有气阀、活塞环、填料等。其密封性能的降低都会造成压缩机功耗的增加。在气阀安装过程中，要确保排气阀与进气阀位置准确，一旦装反，会导致压缩机无法吸入气体。同时注意做好气阀阀片的升程调节，阀片升程过大，虽然气体效率更高，但阀片很容易遭受冲击，对气阀寿命造成不利影响;若升程小，气体通道截面积小，通过的气体大，排气量小，导致压缩机能耗增加，生产效率低下。在进行阀片升程大小调节时，针对没有调节装置的气阀，可以车削加工阀片升高限制器，对于有调节装置的气阀，可以调节气阀内间距垫片的厚度。活塞环随活塞在气缸中沿气缸做往复运动，当气缸缸径变大后，其运动轨迹发生变化，加速了活塞环的磨损，在检修作业过程中，要及时对气缸缸径进行测量，发现超差要及时对气缸进行处理。在填料装配过程中，首先各密封元件安装顺序准确、各端面研磨贴合，其次填料冷却水道和润滑油孔道要畅通，从而保证填料的正常运行。

4 结语

压缩机作为合成氨生产过程的主要的动力消耗来源，必须采取有效的节能降耗措施，提高压缩机运转效率可以持续提高企业经济效益。不断研究往复式压缩机节能降耗技术具有重要意义，在实际生产运行过程中，一定要结合设备的技术要求、相关的工作参数以及实际工艺流程进行操作，更加科学、安全地提高生产效率。

【参考文献】

【1】兰俊.往复式压缩机节能降耗技术探讨[J].化工管理，2018（3）：96.

【2】林长健.节能降耗技术在往复式压缩机中的应用探讨[J].化工管理，2016（35）：147.

【3】王昊.往复式压缩机节能降耗技术分析[J].中国设備工程，2017（15）：129-130.