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在流程工業(yè)中使用的多級壓縮機,常因工藝參數(shù)的變化改變了壓縮機的工作條件,從而影響到壓縮機的某些性能參數(shù)。經(jīng)常用到的工藝參數(shù)變化有:壓縮機吸氣壓力變化、排氣壓力變化以及各級吸氣溫度變化,這些參數(shù)的變化直接影響到壓縮機的各級壓力、排氣終了壓力、排氣溫度、排氣量和功率消耗。下面分析這幾個工藝參數(shù)變化對壓縮機性能的影響。
1. 排氣壓力變化
進(jìn)入壓縮機的氣體壓力變高或變低,引起壓縮機各級排氣壓力、排氣溫度、排氣量和功率的變化。
(1)對各級排氣壓力影響。在活塞行程容積不變情況下,各級排氣壓力與第一級吸氣壓力成正比例增減。
(2)對各級排氣溫度影響。單級壓縮機排氣溫度是隨吸氣壓力的上升而降低。多級壓縮機吸氣壓力變化產(chǎn)生壓比變化,同時也引起排氣溫度變化,但影響最大的是末級。因此如果吸氣壓力下降,末級壓比增大最明顯,末級排氣溫度最容易超出允許范圍。
(3)對排氣量影響。當(dāng)排氣壓力不變時,吸氣壓力下降,則壓比上升。對于單級壓縮機,由于容積系數(shù)下降,排氣量下降;對于多級壓縮機,主要導(dǎo)致末級壓比上升,依次影響到第一級,使第一級吸氣量下降,最終排氣量也下降。但級數(shù)愈多,影響愈小。
(4)對功率影響。壓比較低(壓比<1.2)的壓縮機,吸氣壓力下降,指示功上升,功耗也上升;壓比較大(壓比>1.2)的壓縮機,吸氣壓力下降,指示功下降,功耗下降。反之指示功上升,功耗也上升。
2. 排氣壓力變化
由于工藝條件變化,使壓縮機終了壓力變高或變低,影響到壓縮機的排氣量、排氣溫度、各級級間壓力和功率消耗。
(1)對排氣量影響。單級壓縮機的排氣壓力上升,壓比增大,容積系數(shù)下降,排氣量下降;多級壓縮機的排氣壓力上升,首先是末級壓比上升,直至影響到第一級,使第一級排氣量減少。級數(shù)較多時對排氣量的影響較小。
(2)對排氣溫度影響。排氣壓力上升,主要引起末級排氣溫度上升,對其余各級的影響依次減小。反之,排氣壓力下降,也只使末級排氣溫度下降。
(3)對級間壓力影響。排氣壓力上升,壓比增大,容積系數(shù)下降,從末級起吸入壓力上升,使所有級的級間壓力上升;排氣壓力下降,使所有級的級間壓力下降。但是在多級壓縮機中只有末級的壓比變化較為明顯,隨著級數(shù)前移,壓比變化迅速減弱。
(4)對功率影響。多級壓縮機的排氣壓力上升,僅末級和末前級的功率消耗增大,其他級的功耗基本不變。
3. 吸氣溫度變化
中間冷卻器工作情況的好壞,會影響到各級吸氣溫度的高低,從而影響到壓縮機的排氣量、排氣壓力、排氣溫度和功率消耗。
(1)對排氣量影響。吸氣溫度的變化改變了氣體的比體積,使吸入氣體的體積有變化。吸氣溫度愈高,吸入氣體愈少。另外,吸氣溫度變化以后,吸入氣體與氣缸壁的熱交換情況也發(fā)生了變化,影響到壓縮機的溫度系數(shù)和排氣量。吸氣溫度變化對排氣量的影響主要在第一級,第一級的吸氣溫度升高,則第一級的容積系數(shù)下降,吸氣量減少, 排氣量也減少。往后各級的變化是愈到高壓級影響愈小。
(2)對排氣壓力影響。單級壓縮機的吸氣溫度變化不影響排氣壓力;多級壓縮機的終了壓力不受吸氣溫度影響,但是級間壓力將隨吸氣溫度的變化而變化。級間溫度變化將影響到前一級的排氣壓力和后一級的吸氣壓力,使前一級的排氣壓力和壓比降低,但后一級壓比上升。
(3)對排氣溫度影響。壓縮機各級排氣溫度在壓比一定時,完全取決于各級的吸氣溫度,吸氣溫度上升,排氣溫度也上升。
(4)對功率影響。單級壓縮機所消耗功率與吸氣溫度無關(guān),但多級壓縮機的吸氣溫度上升,使壓縮過程偏離等溫壓縮線,因而功耗增加。