
在流程工業(yè)中使用的多級(jí)壓縮機(jī),常因工藝參數(shù)的變化改變了壓縮機(jī)的工作條件,從而影響到壓縮機(jī)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(jī)吸氣壓力變化、排氣壓力變化以及各級(jí)吸氣溫度變化,這些參數(shù)的變化直接影響到壓縮機(jī)的各級(jí)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(gè)工藝參數(shù)變化對(duì)壓縮機(jī)性能的影響。
1. 排氣壓力變化
進(jìn)入壓縮機(jī)的氣體壓力變高或變低,引起壓縮機(jī)各級(jí)排氣壓力、排氣溫度、排氣量和功率的變化。
(1)對(duì)各級(jí)排氣壓力影響。在活塞行程容積不變情況下,各級(jí)排氣壓力與第一級(jí)吸氣壓力成正比例增減。
(2)對(duì)各級(jí)排氣溫度影響。單級(jí)壓縮機(jī)排氣溫度是隨吸氣壓力的上升而降低。多級(jí)壓縮機(jī)吸氣壓力變化產(chǎn)生壓比變化,同時(shí)也引起排氣溫度變化,但影響最大的是末級(jí)。因此如果吸氣壓力下降,末級(jí)壓比增大最明顯,末級(jí)排氣溫度最容易超出允許范圍。
(3)對(duì)排氣量影響。當(dāng)排氣壓力不變時(shí),吸氣壓力下降,則壓比上升。對(duì)于單級(jí)壓縮機(jī),由于容積系數(shù)下降,排氣量下降;對(duì)于多級(jí)壓縮機(jī),主要導(dǎo)致末級(jí)壓比上升,依次影響到第一級(jí),使第一級(jí)吸氣量下降,最終排氣量也下降。但級(jí)數(shù)愈多,影響愈小。
(4)對(duì)功率影響。壓比較低(壓比<1.2)的壓縮機(jī),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(jī),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(jī)終了壓力變高或變低,影響到壓縮機(jī)的排氣量、排氣溫度、各級(jí)級(jí)間壓力和功率消耗。
(1)對(duì)排氣量影響。單級(jí)壓縮機(jī)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(jí)壓縮機(jī)的排氣壓力上升,首先是末級(jí)壓比上升,直至影響到第一級(jí),使第一級(jí)排氣量減少。級(jí)數(shù)較多時(shí)對(duì)排氣量的影響較小。
(2)對(duì)排氣溫度影響。排氣壓力上升,主要引起末級(jí)排氣溫度上升,對(duì)其余各級(jí)的影響依次減小。反之,排氣壓力下降,也只使末級(jí)排氣溫度下降。
(3)對(duì)級(jí)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(jí)起吸入壓力上升,使所有級(jí)的級(jí)間壓力上升;排氣壓力下降,使所有級(jí)的級(jí)間壓力下降。但是在多級(jí)壓縮機(jī)中只有末級(jí)的壓比變化較為明顯,隨著級(jí)數(shù)前移,壓比變化迅速減弱。
(4)對(duì)功率影響。多級(jí)壓縮機(jī)的排氣壓力上升,僅末級(jí)和末前級(jí)的功率消耗增大,其他級(jí)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(huì)影響到各級(jí)吸氣溫度的高低,從而影響到壓縮機(jī)的排氣量、排氣壓力、排氣溫度和功率消耗。
(1)對(duì)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(jī)的溫度系數(shù)和排氣量。吸氣溫度變化對(duì)排氣量的影響主要在第一級(jí),第一級(jí)的吸氣溫度升高,則第一級(jí)的容積系數(shù)下降,吸氣量減少, 排氣量也減少。往后各級(jí)的變化是愈到高壓級(jí)影響愈小。
(2)對(duì)排氣壓力影響。單級(jí)壓縮機(jī)的吸氣溫度變化不影響排氣壓力;多級(jí)壓縮機(jī)的終了壓力不受吸氣溫度影響,但是級(jí)間壓力將隨吸氣溫度的變化而變化。級(jí)間溫度變化將影響到前一級(jí)的排氣壓力和后一級(jí)的吸氣壓力,使前一級(jí)的排氣壓力和壓比降低,但后一級(jí)壓比上升。
(3)對(duì)排氣溫度影響。壓縮機(jī)各級(jí)排氣溫度在壓比一定時(shí),完全取決于各級(jí)的吸氣溫度,吸氣溫度上升,排氣溫度也上升。
(4)對(duì)功率影響。單級(jí)壓縮機(jī)所消耗功率與吸氣溫度無關(guān),但多級(jí)壓縮機(jī)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。