三种压缩机性能特点及技术比较.docx

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1、三种压缩机性能特点及技术比较目录1 .三种压缩机性能特点11.1. 螺杆式压缩机11.2. 离心式压缩机11.3. 往复活塞压缩机22 .三种压缩机技术比较32. 1.活塞式压缩机33. 2.螺杆压缩机34. 3.离心式压缩机53 .三种常见压缩制冷机性能特点比较54 .结束语71 .三种压缩机性能特点11螺杆式压缩机螺杆式压缩机又称螺杆压缩机。20世纪50年代，就有喷油螺杆式压缩机应用在制冷装置上，由于其结构简单，易损件少，能在大的压力差或压力比的工况下，排气温度低，对制冷剂中含有大量的润滑油（常称为湿行程）不敏感，有良好的输气量调节性，很快占据了大容量往复式压缩机的使用范围，而且不断地向中

2、等容量范围延伸，广泛地应用在冷冻、冷藏、空调和化工工艺等制冷装置上。以它为主机的螺杆式热泵从20世纪70年代初便开始用于采暖空调方面，有空气热源型、水热泵型、热回收型、冰蓄冷型等。在工业方面，为了节能，亦采用螺杆式热泵作热回收。1.2. 离心式压缩机离心式压缩机是一种叶片旋转式压缩机（即透平式压缩机）。在离心式压缩机中，高速旋转的叶轮给予气体的离心力作用，以及在扩压通道中给予气体的扩压作用，使气体压力得到提高。早期，由于这种压缩机只适于低，中压力、大流量的场合，而不为人们所注意。由于化学工业的发展，各种大型化工厂，炼油厂的建立，离心式压缩机就成为压缩和输送化工生产中各种气体的关键机器，而占有极

3、其重要的地位。随着气体动力学研究的成就使离心压缩机的效率不断提高，又由于高压密封，小流量窄叶轮的加工，多油楔轴承等技术关键的研制成功，解决了离心压缩机向高压力，宽流量范围发展的一系列问题，使离心式压缩机的应用范围大为扩展，以致在很多场合可取代往复压缩机，而大大地扩大了应用范围。1. 3.往复活塞压缩机往复式压缩机主要由三大部分组成：运动机构（包括曲轴、轴承、连杆、十字头、皮带轮或联轴器等），工作机构（包括气缸、活塞、气阀等），机身。此外，压缩机还配有三个辅助系统:润滑系统、冷却系统以及调节系统。工作机构是实现压缩机工作原理的主要部件。运作活塞在气缸内做周期性往复运动时，活塞与气缸组成的空间（称

4、为工作容积）周期性地扩大与缩小。当空间扩大时，气缸内的气体膨胀，压力降低，吸人气体；当空间缩小时，气体被压缩，压力升高，排出气体。活塞往复一次，依次完成膨胀、吸气、压缩、排气这四个过程，总称为一个工作循环。当要求压力较高时，可以采用多级压缩。往复式压缩机是各类压缩机中发展最早的一种，公元前1500年中国发明的木风箱为往复活塞压缩机的雏型。18世纪末，英国制成第一台工业用往复活塞空气压缩机。20世纪30年代开始出现迷宫压缩机，随后又出现各种无油润滑压缩机和隔膜压缩机。50年代出现的对动型结构使大型往复活塞压缩机的尺寸大为减小，并且实现了单机多用。往复式压缩机与其他类型的压缩机相比，具有以下特点：

5、1、压力范围广，从低压到高压都适用；2、热效率较高；3、适应性强，排气量可在较大的范围内调节；4、对制造压缩机的金属材料要求不苛刻。机械设计，机械加工，设计软件，机械工程师，设备管理，焊接，液压，铸造，密封，测量，工程机械，粉末冶金，轴承，齿轮，泵阀，工业自动化，这种压缩机的缺点有外形尺寸及重量都较大，结构复杂，易损部件较多，气流有脉动，运转中有振动等。使用于中、低流量和压力较高的情况下。往复式压缩机主要是活塞式空压机为主，而活塞式空压机主要向中压及高压方向发展，这个是螺杆机，离心机无法达到的一个高度。2.三种压缩机技术比较2.1. 活塞式压缩机电动机启动后带动曲轴旋转，通过连杆的传动，活塞做

6、往复运动，由汽缸内壁、汽缸盖和活塞顶面所构成的工作容积则会发生周期性变化。活塞从汽缸盖处开始运动时，汽缸内的工作容积逐渐增大，这时，汽体即沿着进气管推开进气阀而进入汽缸，直到工作容积变到最大时为止，进气阀关闭；活塞反向运动时，汽缸内工作容积缩小，气体压力升高，当汽缸内压力达到并略高于排气压力时，排气阀打开，气体排出汽缸，直到活塞运动到极限位置为止，排气阀关闭。当活塞再次反向运动时，上述过程重复出现。总之，曲轴旋转一周，活塞往复一次，汽缸内相继实现进气、压缩、排气的过程，即完成一个工作循环。使用历史悠久，是目前国内用得最多的制压缩机。由于其压力范围广，能够适应较宽的能量范围，有高速、多缸、能量可

7、调、热效率高、适用于多种工况等优点；其缺点是结构复杂，易损件多，检修周期短，对湿行程敏感，有脉冲振动，运行平稳性差。2. 2.螺杆压缩机螺杆压缩机分为单螺杆压缩机和双螺杆压缩机，最早由德国人HKrigar于1878年提出，直到1934年瑞典皇家理工学院A1ysho1m才奠定该项技术，并开始在工业上应用，取得迅速的发展。2. 2.1.无油螺杆压缩机1956年世界上第一台无油螺杆压缩机问世。单螺杆压缩机无油螺杆的压缩腔内介质不与润滑油接触，故被称为“无油螺杆”。因为压缩腔内是干燥的，所以也称为“干式螺杆”。由于其结构上具有“阴阳转子不接触”、“螺杆靠同步齿轮带动”、“齿轮箱油与压缩腔内液体分离”等

8、无油螺杆的特点，所以仍然被归为无油螺杆的一类，但是在功能上缺失了干式螺杆压缩机最主要的“被压缩机气体介质不与任何其他介质接触”的特性。注入压缩腔的液体起到了润滑、密封、冷却和降低噪音的作用。当然，在“液体介质不与被压缩介质发生反应”的条件下，比起干式螺杆，喷液压缩机的成本相对较低，所以在国内的一些领域被广泛使用。2. 2.2.有油螺杆压缩机1963年世界上第一台有油螺杆压缩机问世。在压缩气体介质与润滑油“不发生反应”、润滑油混入介质中又能被很好的分离的前提下，工程师们研发出了有油螺杆压缩机，又名“喷油螺杆”或“注油螺杆”。注油螺杆压缩机不设置同步齿轮，压缩腔与润滑油系统联通，通常还设置了一个滑

9、阀，这样不但能调节排气压力以适应多种工况，同时还大大降低了能耗。主机与主轴之间采用了干气密封，使得整个压缩机没有一处磨损件，消耗品只有润滑油和油滤，而润滑油以及油滤也是市面有售的普通规格，运行成本相当低。整体系统结构简单、高效、出口压力灵活可调、节能、配件耗材少等特点使得有油螺杆压缩机广受国内外客户好评。2. 2.3.注液螺杆压缩机首先，注液压缩机不同于真正的干式螺杆，它具有一个柴油或其他液体系统。喷液压缩机的设计理念是用机械密封隔离一端的压缩腔和另外一端的轴承，同步齿轮等，但是机械密封是磨损件，发生磨损后介质会泄漏到另一端的轴承、同步齿轮等位置。如果使用干气密封的话，密封个数多、密封气的消耗

10、量较大。其他还有“多级串联”、“喷雾螺杆”、“干湿混合型”等螺杆压缩机产品，压力和流量的适用范围比较大在很多领域都有取代活塞压缩机的势头。螺杆压缩机是一种新的压缩装置，它与往复式相比：224.优点：机器结构紧凑，体积小，占地面积少，重量轻。热效率高，加工件少，压缩机的零件总数只有活塞式的1/10。机器易损件少，运行安全可靠，操作维护简单。气体没有脉动，运转平稳，机组对基础不高不需要专门基础运行中向转子腔喷油，因此排气温度低。对湿行程不敏感，湿蒸汽或少量液体进入机内，没有液击危险。可在较高压比下运行。可借助滑阀改变压缩有效行程，可进行10100%的无级冷量调节。2.2.5.缺点：需要复杂的油处理

11、设备，要求分离效果很好的油分离器及油冷却器等设备，噪声较大，一般都在85分贝以上，需要隔声措施。2.3.离心式压缩机离心式与活塞式相比，有转速高，气量大，机械磨损小，易损件少，维护简单，连续工作时间长，振动小，运行平稳，对基础要求低，在大气量时，单位功率机组的质量轻、体积小，占地面积少，气量可在30%100%的范围内无级调节，易于多级压缩和节流，可以满足某些化工流程的要求，易于实现自动化，对于大型机，可以采用经济性较高的工业汽轮机直接拖动，这对有废热蒸汽的企业有经济的优势。缺点是：噪声频率较高，冷却水消耗大，操作不当时会产生喘振。3 .三种常见压缩制冷机性能特点比较在制冷系统中，因为往复式制冷

12、压缩机与螺杆式制冷压缩机在工作原理上的不同，所以影响他们的压力损失与泄漏损失的原因也是不同的。对于往复式制冷压缩机来说，影响它的压力损失与泄漏损失的主要原因是气阀的质量与气阀关闭时的密封性。这是因为吸气阀开启时要克服弹簧阻力（压缩弹簧）以及气体流过气阀时，由于通过截面较小，流动速度较高，故产生一定的流动阻力，因此，往复式制冷压缩机在吸气过程中气缸内气体的压力恒低于吸气管中的气体压力；同理，往复式制冷压缩机在排气过程中气缸内气体的压力恒高于吸气管中的气体压力。如果气阀的通道截面越小，则阻力损失就越大。如果阀片的重量大，气阀的弹簧力也大，则阻力损失也增大，这样压力系数值就降低。对于螺杆式制冷压缩机

13、来说，影响它的压力损失与泄漏损失的主要原因是气体的流速。在螺杆式制冷压缩机中，螺杆的性能好坏是个关键。如果螺杆的齿型为对称的圆弧型，那么它的制造简单。如果螺杆的齿型为非对称线型，那么它的输气螺量大，效率高。如果减小螺杆的长径比，就可以使螺杆具有良好的强度，增加螺杆式制冷压缩机运转的可靠性，并且有利于使螺杆式制冷压缩机向高压力比的方向发展。在螺杆式制冷压缩机中，直径和长度尺寸相同的的两对螺杆，转子面积利用系数值大的一对，其排气量大。从表面上看，转子面积利用系数越大，对于螺杆式制冷压缩机的性能越好。但是，如果转子面积利用系数过大，则会降低螺杆的强度与刚度。在螺杆式制冷压缩机中，减少螺杆的齿数，可以

14、增大螺杆的齿间面积，提高螺杆式制冷压缩机的排气量。从表面上看，螺杆的齿数越少，对于螺杆式制冷压缩机的性能越好。但是，如果螺杆的齿数过少，则会降低螺杆的抗弯强度和刚度。在螺杆式制冷压缩机中，提高螺杆的圆周速度，就可以使螺杆式制冷压缩机中的外型尺寸和质量等到减小，气体通过螺杆式制冷压缩机中的间隙的相对泄漏量就会减少，有利于提高螺杆式制冷压缩机的容积效率和热效率。从表面上看，螺杆的圆周速度越快，对于螺杆式制冷压缩机的性能越好。但是，如果螺杆的圆周速度过快，就会相应地增加气体在吸排气孔口及齿间圆周速度内的流动损失。在三种常见的制冷压缩机（往复式、螺杆式、离心式）中，往复运动产生的惯性立是往复式制冷压缩

15、机的主要缺点。因为经常受到往复运动产生的惯性，所以往复式制冷压缩机中的气阀和曲柄连杆机构最容易受到破化。在三种常见的制冷压缩机（往复式、螺杆式、离心式）中，运转时产生的巨大噪声是螺杆式制冷压缩机的主要缺点。因为经常受到制冷剂气体周期性地高速通过吸、排气孔口，以及通过缝隙的泄漏等原因带来的影响，所以在螺杆式制冷压缩机中必须选择合理的螺杆运转速度。在三种常见的制冷压缩机（往复式、螺杆式、离心式）中，喘振是离心式制冷压缩机的主要缺点。造成离心式制冷压缩机的喘振原因是因为，当冷凝器的冷却水进水量减小到一定程度时，离心式制冷压缩机的流量减小到很小，它的通道中出现严重的气体脱流，它的出口压力突然下降。虽然

16、离心式制冷压缩机和冷凝器是联合地工作，但是冷凝器中的气体的压力并不是同时地减低，于是冷凝器中的气体的压力反大于离心式制冷压缩机的出口压力，造成冷凝器中的气体倒流至离心式制冷压缩机中，直至冷凝器中的气体压力下降到等于离心式制冷压缩机的出口压力为止。这是，离心式制冷压缩机又开始向冷凝器送气，流量增加，离心式制冷压缩机恢复正常工作。但是，当冷凝器中的气体压力也恢复到原来的气体压力时，离心式制冷压缩机的流量又减小，离心式制冷压缩机的出口压力有开始下降，气体又产生倒流。如此周而复始，产生周期性的气流的振荡现象。所以在离心式制冷压缩机中，冷凝器的冷却水量是不宜过小的，否则会使在离心式制冷压缩机在运转时，发生强烈的振动，严重时甚至会造成对离心式制冷压缩机的破化。4 .结束语在制冷系统