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一、前言
壓縮機(jī)是用來提高氣體壓力和輸送氣體的機(jī)械,屬于將原動機(jī)的動力能轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w壓力能的工作機(jī)。它的種類多、用途廣,有“通用機(jī)械"之稱。目前,除了活塞式壓縮機(jī),其他各類壓縮機(jī)機(jī)型,如離心式、雙螺桿式、滾動轉(zhuǎn)子式和渦旋式等均被有效地開發(fā)和利用,為用戶在機(jī)型的選擇上提供了更多的可能性。隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,我國的壓縮機(jī)設(shè)計(jì)制造技術(shù)也有了長足進(jìn)步,在某些方面的技術(shù)水平也已經(jīng)達(dá)到國際先進(jìn)水平。
二、壓縮機(jī)的技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢
1.透平壓縮機(jī)
在石化領(lǐng)域,目前國內(nèi)離心壓縮機(jī)在高技術(shù)和特殊產(chǎn)品等方面還不能滿足國內(nèi)的需要。另外在技術(shù)水平、質(zhì)量、成套性等方面與國外還有差距。隨著我國石化生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大,離心壓縮機(jī)在大型化方面將面臨新的課題,國內(nèi)在設(shè)計(jì)制造這些大型氣體壓縮機(jī)上還沒有成熟的經(jīng)驗(yàn)。離心式壓縮機(jī)需要向大容量發(fā)展,以滿足我國石化生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大的要求,同時(shí)隨著新技術(shù)的發(fā)展、新型氣體密封、磁力軸承和無潤滑聯(lián)軸器的出現(xiàn),透平壓縮機(jī)的發(fā)展趨勢主要表現(xiàn)為:不斷開發(fā)高壓和小流量產(chǎn)品;進(jìn)一步研究三元流動理論,將其應(yīng)用到葉輪和葉片擴(kuò)壓器等元件的設(shè)計(jì)中,以期達(dá)到高效機(jī)組;低噪聲化,采用噪聲防護(hù)以改善操作環(huán)境。
在制冷空調(diào)領(lǐng)域,目前透平壓縮機(jī)在大冷量范圍內(nèi)仍保持優(yōu)勢。離心式壓縮機(jī)的運(yùn)動零件少而簡單,且制造精度低,所以其制造費(fèi)用相對低且可靠性高。由于受到螺桿式壓縮機(jī)和吸收式制冷機(jī)的影響,離心式制冷壓縮機(jī)的發(fā)展相對較為緩慢。在目前的技術(shù)條件下,離心式制冷壓縮機(jī)主要用于大型建筑內(nèi)的空氣調(diào)節(jié),需求量較少。近幾年由于大型基建項(xiàng)目紛紛上馬,離心式制冷壓縮機(jī)又成為關(guān)注的熱點(diǎn)。
2.往復(fù)式壓縮機(jī)
在石化領(lǐng)域,往復(fù)式壓縮機(jī)主要是向大容量、高壓力、低噪聲、高效率、高可靠性等方向發(fā)展z不斷開發(fā)變工況條件下運(yùn)行的新型氣閥,提高氣閥壽命,在產(chǎn)品設(shè)計(jì)上,應(yīng)用熱力學(xué)、動力學(xué)理論,通過綜合模擬預(yù)測壓縮機(jī)在實(shí)際工況下的性能,強(qiáng)化壓縮機(jī)的機(jī)電一體化,采用計(jì)算機(jī)自動控制,實(shí)現(xiàn)優(yōu)化節(jié)能運(yùn)行和聯(lián)機(jī)運(yùn)行。
在動力領(lǐng)域,活塞式壓縮機(jī)目前占有主要市場。但隨著人們對使用環(huán)境及能耗、環(huán)保等方面要求的提高,螺桿和渦旋空氣壓縮機(jī)開始占有一定的市場。
在制冷空調(diào)領(lǐng)域,往復(fù)式制冷壓縮機(jī)作為一種傳統(tǒng)的制冷壓縮機(jī),適用于制冷量較廣范圍內(nèi)的制冷系統(tǒng)。量然目前它的應(yīng)用還比較廣泛,但市場份額正逐漸減小。
目前冰箱(包括小型冷凍與冷藏裝置)制冷系統(tǒng)的主機(jī)仍以往復(fù)式壓縮機(jī)為主。經(jīng)過多年設(shè)計(jì)改進(jìn)和技術(shù)進(jìn)步,往復(fù)式冰箱壓縮機(jī)效率大大提高。同時(shí)在與環(huán)境保護(hù)密切相關(guān)的制冷劑替代技術(shù)上也取得了可喜的進(jìn)步。進(jìn)一步提高往復(fù)式冰箱壓縮機(jī)的效率、降低系統(tǒng)噪聲是它的主要發(fā)展方向。
(1)線性(直線)壓縮機(jī)線性壓縮機(jī)是往復(fù)式壓縮機(jī)的一種型式,由于電動機(jī)的直線運(yùn)動可以直接帶動活塞的往復(fù)運(yùn)動,從而避免了曲柄連桿機(jī)構(gòu)的復(fù)雜性和由此帶來的機(jī)械功耗。線性壓縮機(jī)關(guān)鍵技術(shù)是壓縮機(jī)油路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、電動機(jī)線性位移極限點(diǎn)的有效控制,以及相應(yīng)的防撞技術(shù)。
(2)斜盤式壓縮機(jī)斜盤式壓縮機(jī)也是往復(fù)式壓縮機(jī)的一種變型結(jié)構(gòu),主要用于車用空調(diào)系統(tǒng)。經(jīng)過幾十年的發(fā)展,斜盤式壓縮機(jī)已經(jīng)成為一種非常成熟的機(jī)型,在車用空調(diào)壓縮機(jī)市場占有70%以上的份額。但它的效率低于回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī),且體積較大。由于斜盤式汽車空調(diào)壓縮機(jī)的工藝成熟,加上技術(shù)的進(jìn)一步改進(jìn),在可預(yù)見的將來,仍將保有一定的市場份額,但在一定的排量范圍內(nèi)被逐漸替代是必然之路。
3.回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)
(1)擦動轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)目前滾動轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)廣泛應(yīng)用于家用空調(diào)器,在冰箱土也有一定應(yīng)用。這種壓縮機(jī)不需要吸氣閥,使它適用于變速運(yùn)行,從而可以通過變頻控制提高系統(tǒng)性能。為了確保大功率(電動機(jī)輸出功率2.2kW(3P))滾動轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)的性能,國內(nèi)于上世紀(jì)末開始研發(fā)雙轉(zhuǎn)子滾動轉(zhuǎn)子壓縮機(jī),現(xiàn)已投放市場。
在2.2kW(3P)以下的空調(diào)器中,暫時(shí)沒有可以替代滾動轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)的較好機(jī)型。所以提高壓縮過程的效率、降低噪聲、電動機(jī)變速控制,以及采用R410A等新制冷工質(zhì)后的相關(guān)技術(shù)問題等,是滾動轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)的研究方向。
(2)滑片式壓縮機(jī)滑片式壓縮機(jī)屬于回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的一種,主要用來提供壓縮空氣,排氣量一般在0.3~3m3/min,市場占有率較低。旋葉式壓縮機(jī)是滑片式壓縮機(jī)的一種改型結(jié)構(gòu),由于它的起動性能較好,壓縮過程力矩變化亦不大,目前主要用于微型轎車和一些排量較小的工具車的空調(diào)系統(tǒng)。高速下的動力特性是這種壓縮機(jī)的主要技術(shù)研究方向。
(3)禍旋壓縮機(jī)渦旋式壓縮機(jī)在過去十年中得到了快速發(fā)展,構(gòu)成了壓縮機(jī)技術(shù)發(fā)展的新亮點(diǎn)。目前禍旋壓縮機(jī)已在柜式空調(diào)領(lǐng)域占有絕對優(yōu)勢。在車用空調(diào)領(lǐng)域,渦旋壓縮機(jī)的制冷系數(shù)已達(dá)2.0,顯示出較強(qiáng)的競爭力。渦旋壓縮機(jī)的發(fā)展在于擴(kuò)大其制冷量范圍,進(jìn)一步提高效率,使用替代工質(zhì)和降低制造成本等方面。
(4)螺桿壓縮機(jī)螺桿式壓縮機(jī)具有尺寸小,重量輕,易維護(hù)等特點(diǎn),是制冷壓縮機(jī)中發(fā)展較快的一種機(jī)型。一方面,螺桿型線、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有了長足的進(jìn)步。另一方面,螺桿轉(zhuǎn)子專用鏡床特別是磨床的引進(jìn),提高了這對關(guān)鍵零件的加工精度與加工效率,使得螺桿壓縮機(jī)的性能得到了有效提高。目前,螺桿壓縮機(jī)主要應(yīng)用于壓縮空氣和中型制冷熱泵空調(diào)系統(tǒng)。由于螺桿式壓縮機(jī)工作可靠性的不斷提高,使之在中等制冷量范圍內(nèi)已逐漸替代往復(fù)式壓縮機(jī),并占據(jù)了離心式壓縮機(jī)的部分市場。
三、壓縮機(jī)的初步市場分析
1.氣體壓縮機(jī)
常用的氣體壓縮機(jī)有離心式氣體壓縮機(jī)和往復(fù)式氣體壓縮機(jī)。多年來,我國壓縮機(jī)制造業(yè)攻克不少難關(guān),取得重大突破。但我國離心壓縮機(jī)在高技術(shù)、高參數(shù)、高質(zhì)量和特殊產(chǎn)品等方面還不能滿足國內(nèi)需要,50%左右產(chǎn)品需要進(jìn)口。國內(nèi)中小型往復(fù)式壓縮機(jī)已經(jīng)能夠基本滿足國內(nèi)石化行業(yè)需求,但大型往復(fù)式壓縮機(jī)還不能滿足市場需要,特別是技術(shù)含量高和特殊要求的產(chǎn)品還滿足不了國內(nèi)需求。預(yù)計(jì)“十一五"期間對大中型壓縮機(jī)的總量需求會比“九五"“十五"期間的需求增幅較大,尤其是超大型及特種工藝壓縮機(jī)更是如此。根據(jù)目前形勢預(yù)測,今后五年的壓縮機(jī)市場基本是穩(wěn)中有升。
2.家用空調(diào)壓縮機(jī)
目前,我國房間空調(diào)器的生產(chǎn)總量已經(jīng)超過美國,居世界第一位。2004全年壓縮機(jī)的表觀消費(fèi)量(即銷量+進(jìn)口量-出口量)為4200萬臺,而同期空調(diào)的產(chǎn)量高達(dá)4746萬臺,兩者之間有近550萬臺的缺口。據(jù)估計(jì),2005年全年將出現(xiàn)600萬臺的缺口空調(diào)壓縮機(jī)的供給局面較為緊張。但隨著空調(diào)壓縮機(jī)企業(yè)的擴(kuò)容和制冷空調(diào)企業(yè)的加人,我國空調(diào)壓縮機(jī)產(chǎn)銷量將在2006年達(dá)到7000萬臺,屆時(shí)國內(nèi)空調(diào)壓縮機(jī)或?qū)⒊霈F(xiàn)供大于求的局面。
3.汽車空調(diào)壓縮機(jī)
目前汽車空調(diào)壓縮機(jī)雖然型式多樣,但仍以斜盤壓縮機(jī)產(chǎn)量最多,回轉(zhuǎn)式產(chǎn)量最少?；剞D(zhuǎn)式壓縮機(jī)零件少、效率高,是汽車空調(diào)壓縮機(jī)一個重要的發(fā)展方向。回轉(zhuǎn)式汽車空調(diào)壓縮機(jī)主要有旋葉壓縮機(jī)和渦旋壓縮機(jī)。旋葉壓縮機(jī)主要以日本松下株式會社和日本精工精機(jī)株式會社為主,日本電裝公司和杰克賽爾公司也都生產(chǎn)旋轉(zhuǎn)葉片式壓縮機(jī)。渦旋壓縮機(jī)主要以日本三電公司,三菱重工公司和電裝公司為主要生產(chǎn)廠。國內(nèi)也有企業(yè)開始涉足回轉(zhuǎn)式汽車空調(diào)壓縮機(jī)。
四、總結(jié)
隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,我國的壓縮機(jī)設(shè)計(jì)制造技術(shù)也有了長足發(fā)展,在某些方面的技術(shù)水平也已經(jīng)達(dá)到國際先進(jìn)水平。但在一些方面與國際先進(jìn)水平還存在一定差距。預(yù)計(jì)我國“十一五"期間的壓縮機(jī)需求增幅較大,這對我們既是機(jī)遇也是挑戰(zhàn),需要廣大壓縮機(jī)工作者共同努力,推動我國壓縮機(jī)技術(shù)的進(jìn)步。
壓縮機(jī)油使用周期和換油指標(biāo)問題 |
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關(guān)于壓縮機(jī)油使用周期和換油指標(biāo)問題，是一個十分重要的問題。大多數(shù)壓縮機(jī)廠都在各自的說明書中規(guī)定了壓縮機(jī)油的更換期。但是，簡單地以運(yùn)行小時(shí)作為油的更換周期，是不盡合理的。因?yàn)橥活愋蛪嚎s機(jī)，由于工作條件不同，潤滑油在使用中的老化變質(zhì)程度是不同的。掌握油品老化傾向，定期進(jìn)行取樣分析，根據(jù)理化指標(biāo)等性能變化來判斷油品老化程度，才能合理地確定換油周期。
1、壓縮機(jī)油的換油指標(biāo)：
（1）活壓式壓縮機(jī)：
高壓，內(nèi)部用（氣缸），污油式一次潤滑；
高壓，外部用（軸承），換油質(zhì)量指標(biāo)為：粘度變化大于±15%，酸值大于2.0mgKOH/g，殘?zhí)即笥?.0%，正庚不溶物大于0.5%；
低壓，汽缸、軸承共用，換油質(zhì)量指標(biāo)為：粘度變化大于±15%，酸值大于2.0mgKOH/g，殘?zhí)即笥?.0%， 正庚不溶物大于0.5%。
?。?）回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)：
轉(zhuǎn)子、軸承，換油質(zhì)量指標(biāo)為：粘度變化大于±15%，酸值大于0.5mgKOH/g，正庚不溶物大于0.2%。
（3）速度式壓縮機(jī)：
密封、軸承，換油質(zhì)量指標(biāo)為：粘度變化大于±15%，酸值大于0.5mgKOH/g，正庚不溶物大于0.2%。
2、輕負(fù)荷回轉(zhuǎn)式空氣壓縮機(jī)油換油指標(biāo)：
40℃粘度運(yùn)動粘度變化率超過±10%，酸值增加值大于0.2mgKOH/g，正戊烷不溶物大于0.2%，潤滑油氧化安定性低于50分鐘（SH/T0193）。
3、抗氨壓縮機(jī)油的換油指標(biāo)：
40℃運(yùn)動粘度變化率超過±10%，酸值增加值大于0.2mgKOH/g，閃點(diǎn)（開）比新油標(biāo)準(zhǔn)低8℃，水分大于0.1%，破乳化時(shí)間大于80分鐘，液相銹蝕試驗(yàn)（15鋼棒，24小時(shí)，蒸餾水）銹蝕，氧化安定性小于60分鐘，抗氨性能試驗(yàn)不合格。 |
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