压缩机节能技术分析

压缩机节能技术分析

汪炜吕峰

杭州杭氧股份有限公司

摘要：压缩机节能技术就是以降低压缩机工作能耗为目的的节能技术，通过压缩机结构设计优化和运行参数调整等，从而提高压缩机的节能性能，降低压缩机工作能耗。基于此，本文概述了压缩机，阐述了压缩机运行节能现状，对压缩机节能技术要点进行了探讨分析。

关键词：压缩机；运行节能；现状；节能技术要点

一、压缩机的概述

压缩机是将低压气体提升为高压气体的一种从动的流体机械，是制冷系统的心脏。它从吸气管吸入低温低压的制冷剂气体，通过电机运转带动活塞对其进行压缩后，向排气管排出高温高压的制冷剂气体，为制冷循环提供动力，从而实现压缩→冷凝(放热)→膨胀→蒸发(吸热)的制冷循环。直线压缩机是采用磁悬浮原理和螺旋环流体力学结构，对气体进行压缩，为制冷提供动力。压缩机主要分为：活塞压缩机、螺杆压缩机、离心压缩机以及直线压缩机等。

二、压缩机运行节能现状的分析

1、压缩机运行现状的分析。主要表现为：（1）压缩能力较低，能耗很高。第一、有些压缩机为了降低能耗，经常从功率上进行处理，导致压缩机的压缩能力无法充分发挥，尤其是炎热的夏季更为严重。由于夏季气温高，压缩机散热能力较差，对生产效率造成不良影响。第二、压缩机的并联使用。将两台压缩机并联在一起，虽然可以增加工作流量，但是稳定性过差，使得机组的安全性受到不良影响。（2）机组运行状态现状的分析。很多压缩机的根本性能以及运行状态不佳，很难满足实际工作需要，导致问题多发，在运行中缺乏一定的稳定性，，降低安全生产效果。（3）维护成本较高的现状。由于压缩机故障多发，必然要对其进行维修和改进，这样一来在很大程度上增大了维修成本，同时也造成了一些设备构件的浪费。

2、压缩机节能现状分析。（1）压缩机能量调节与能耗。压缩机选型时要结合实际情况，尤其是在北方一些四季分明的地区，经历冬夏极端天气是必然现象，工作环境十分复杂，因此压缩机的工作功率设计必须要保证充足。压缩机的能量调节类型有很多种，最常见的运行方式就是间歇式运行。当压缩机设定的温度低于环境温度时，压缩机就会自动启动；当外界环境温度开始下降，并达到一定温度以下后，压缩机就会自动停止工作。这种工作方式就是间歇性运行，一般适合运用在外界环境温度较为稳定的情况下，但是在实际工作过程中，这种稳定的工作环境较少，极端天气多发，生产活动、气候变化、发动机故障等都会导致工作环境变得异常复杂，不仅严重浪费能量，同时也会导致电网受到一定的不良影响，波动频繁，压缩机的寿命也会随之开始极具降低。（2）压缩机变频节能分析。工况一定的情况下，压缩机制冷量和质量流量成正比，变频调节的基本思路就是通过改变压缩机电机转速来调整质量流量，从而改变总机组制冷量。

三、压缩机节能技术要点的分析

1、合理选择压缩机控制工艺参数。主要表现为：（1）合理调整吸入压力。合适的吸入压力对于压缩机来说是十分重要的，吸入压力的大小在很大程度上影响着压缩机的功耗。正常情况下压缩机的吸入压力越小，其能耗越大，因此，必须要采取有效的措施提高压缩机的吸入压力，同时安装分离器消除内部的阻力，保证将压缩机的功耗降到最低。（2）降低压缩机段间压降。压缩机功耗主要的影响因素还有就是压缩机段间压降因素，降低段间压降可以将级间冷却器换掉，使用高效换热器代替，减少弯头的数量，避免冷却器出现结垢现象。

2、优化压缩机结构设计。具体体现在：（1）合理改造三元流叶轮。三元流叶轮可以很好的满足气体流动设计上的需要。现在有很多大型压缩机都采用这种叶轮结构形式，必要的时候也可以将普通叶轮加以改造使之具有三元流叶轮的特点，以便保证叶轮的使用性能，提高工作效率以及整体生产力。除此之外还能改善经济效益，提高压缩机的节能性。（2）叶轮抛光。叶轮的表面粗糙度在很大程度上影响着轮组损失，因此必须要对其进行打磨抛光。方法较多，例如精车打磨、精铸等都可以，通常都是根据叶轮的实际情况选择合适的方法，体积、面积较大的叶轮可以施行砂带振动研抛；外形不标准、结构较为复杂的叶轮可以施行液体抛光。（3）严格控制压缩机回流量。压缩机在工作的过程中很容易出现喘振问题，为了避免这种情况的发生，很多压缩机都安装了防喘振控制机构。这个时候就可以对压缩机在运行过程中的喘振线进行实时监控，并严格控制压缩机回流量，保证工作气体充足，为压缩机的正常工作提供有力条件。除此之外也可以将压缩机的回流手动控制转变为自动控制，根据实际需要完善防喘振控制系统，这样才能有效降低压缩机组的能耗，提高其节能性。（4）综合优化管路布局。管路内的压降对于压缩机的运行来说有很大影响，要想有效降低管路内压降，需要对管路布局进行整体的调整和改进，同时以压损为依据评价布局方案的科学性，在管路中能够造成压损的设备有很多，其中主要包括：干燥剂、弯头、冷却器等。尽可能的保证入口压力和出口压力之间的压差在百分之五以内，创建一个合理的线路布局。

3、压缩机变频节能调节技术分析。传统压缩机降低能耗的主要途径就是改进工艺和控制流量，具体就是施行旁通回流、阀门节流以及排空等方式控制流量，这些手段虽然操作比较简单，见效快，但是对于节能方面并不明显，甚至会增加能耗和网管耗损。这种情况下采用变频调节技术可以有效控制压缩机电机转速，同时改变流量质量，避免出现阀门节流损失情况，保证提高压缩机运行的节能性。将变频节能调节技术应用在压缩机中，主要以传感器发出的信号来调节压缩机的运行转速，使压缩机正常输出回流量，同时保证流量的准确性，提高流量调节的精度。这样可以进一步提高压缩机运行的安全性、可靠性以及稳定性。除此之外也使得压缩机更加方便卸载，避免在运行过程中产生任何的噪音，缓解设备磨损程度，延长其使用寿命，提高功率因数。

4、集中控制技术分析。压缩机一般都是很多台机器并联工作，单机工作模式十分少见。这样在节能改造工作中就可以采用集中控制技术。第一、集中控制技术应用的分析。应用集中控制技术可以将多台压缩机集中在一起进行统一控制和管理，有效降低使用能耗，减少资源浪费。在正常工作的过程中，压缩机开启的台数基本上都是固定设计的，当用气量逐渐降低下降到一定标准的时候，就可以使用集中控制技术了，可以有效降低压缩机转速，同时缩短工作时间。用气量下降的越低，性能越好，这个时候功率较大的机器就会停止运行，以此方式来消除工作中产生的能耗，并将其集中在一起统一调整工作状态，根据实际需要对功率范围进行适当扩大，逐渐减少压缩机的数量，最终达到降低能耗的目的。第二、集中控制技术的节能途径。主要有两点，一是根据实际需要缩短空压机的卸载时间；二是降低系统压力带宽。通常情况下集中控制系统基本上都是应用在多台空压机联合工作你的场合。

结束语：

综上所述，压缩机是一种重要的工业设备，广泛应用于生产生活的各个方面，空调、冷库、石油化工工业等都离不开压缩机。但是压缩机同样也是能耗大户，其在生产运行中会造成大量能耗，因此对压缩机节能技术进行分析具有重要意义。

参考文献：

[1]杨昭等.冷库压缩机变频技术节能原理与经济效益分析[J].压缩机技术，2014（05）

[2]苏勇.陕汽压缩空气系统节能技术研究[D].西安石油大学，2014

[3]纪晓艳.化工用泵和压缩机节能问题的探析[J].化工管理，2016（26）

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