空压机气侧阻力和进气温度对性能的影响

发表时间：2022-12-30

空分设备的原料空气由空气压缩机提供，空压机消耗电能（或蒸汽），提高空气的压力，并将压缩后空气送后续各工序。在以生产气体产品为主的空分设备总电耗的大部分，因而空压机本身性能往往有举足轻重的影响。空压机主电机消耗电能，产生机械工，并通过主轴、齿轮等传递，zui后由空压机叶轮对空气做功，使空气压力提高，从而将电能转换为空气的压力能。为了降低压缩过程中空气的温度和减少功率消耗，在空压机各压缩级之间需要设置中间冷却器；为了防止空气中的灰尘杂质进入空压机等设备中堵塞流道，需要在空压机的入口安装空气过滤器。空压机的空气过滤器和中间冷却器等会产生阻力，使空气压力降低，而减少的空气压力能必须由空压机多消耗电能来弥补，空压机的气侧阻力大小和中间冷却器换热效果都会影响空压机性能。

①空压机气侧阻力和进气温度对主电机功率的影响

只要空压机的气侧有任何一个阻力增大，都会引起空压机的各级压缩比增大，而由于空压机功率与各级压缩比正相关，所以任何一个气侧阻力增大都会引起空压机功率增加。某级叶轮或其后的扩压器部分堵塞时，该级效率降低并且压缩比也减小，而另外两级的压缩比都增大，空压机功率也增加。如果某级进气温度升高，则进气密度减小，该级压缩比就减小，在保持空压机的总压缩比不变时，另外两级的压缩比就会增大，由于压缩功与进气温度成正比，任何一级进气温度升高都会引起空压机功率增加。

②空压机气侧阻力增大和进气温度升高对空气流量的影响

空压机气侧阻力增大或进气温度升高时，首先会使得空压机的压缩单耗增加，但只要空压机的进气导叶还有可调节余地，进气导叶的开大就能保证压缩空气量不下降，这时气侧阻力增大或进气温度升高的影响就主要只是空压机电机功率增加。只有当空压机进气导叶已经全开或已经无调节余地后，如果气侧阻力还继续增大，或某级进气温度还升高，这时空压机的压缩空气质量就会不断下降了，而空压机主电机功率往往就会开始有所降低了。

空气过滤器阻力相当于压缩机进口节流，阻力增大就相当于进口节流阀关小，空压机气量当然会下降，空压机功率也会有所降低；一段冷却器阻力对一级压缩来说是出口节流，而对二、三级压缩来说是进口节流，阻力增大就相当于进出口节流阀关小，空压机气量当然也会下降；二段冷却器气侧阻力对于一、二级压缩来说是出口节流，对于三级压缩来说是进口节流，阻力增大显然也会使空压机气量下降。与各部气侧阻力对空压机功率的影响相同，压力越低时，同样的气侧阻力增大对空压机气量的影响也越大。某级叶轮或其后的扩压器部分堵塞时，该级压缩比减小，二另外两级压缩比增大，显然也会使空压机气量下降。

除了空压机气侧阻力增大和各级进气温度升高会影响空压机气量以外，其他引起压缩机级效率降低的原因如行环间隙增大等也会引起空压机气量下降。实际上，空压机气量下降经常是由于多种因素综合在一起的结果，虽然说改善任何一点都能增加一些空气量，但只有找到并确定zui主要的影响因素，才能达到事半功倍的效果。