離心空壓機的調節(jié)方式——壓縮空氣系統(tǒng)節(jié)能方案

離心壓縮機具有運行平穩(wěn)、流量大、設計效率較高等優(yōu)點，但也存在著流量調節(jié)較為復雜、容易發(fā)生喘振的缺點。

離心壓縮機常用的三種流量調節(jié)方式為：

1、調節(jié)轉速。通過調節(jié)轉速，使得離心壓縮機的特性曲線呈現平行線移動，不同轉速之下具有不同的流量-壓力特性，如下：

從圖中可見，隨著轉速下降，對應的流量和壓力都呈現下降，且曲線相互平行，此為“相似原理”。采用轉速下降進行調節(jié)，可以實現以下幾個特點：

（1）不引入阻力損耗。通過轉速的降低，葉輪做功呈現自然下降，流量和輸出壓力呈現下降趨勢，不需要引入阻力環(huán)節(jié)，就能對流量進行調節(jié)。由于沒有阻力環(huán)節(jié)，不會因為阻力而損失能量。

（2）壓縮過程中的損耗有所降低。通過轉速的降低，葉輪與空氣的相對運動速度減緩，摩擦等損耗有下降趨勢，體現在壓縮過程中的產熱量下降，損耗降低能夠節(jié)省壓縮時的功耗。

調節(jié)轉速是離心壓縮機的一種有效的調節(jié)方式，由于不引起阻力損耗、降低壓縮損耗的作用，是最省功的調節(jié)方式，在蒸汽透平壓縮機中使用廣泛，具有很多的應用實踐，因此，節(jié)能系統(tǒng)應優(yōu)先選用調節(jié)轉速的方式。但是，對于電機拖動的離心壓縮機，其轉速是基本固定的，很難采用簡單的方式進行調速，通常的變頻調速又容易引起壓縮機發(fā)生喘振，因此，應選擇先進的、成熟的技術進行相應的轉速調節(jié)，本方案將進行重點敘述。

2、調節(jié)閥門。調節(jié)閥門是離心壓縮機的一種簡單的調節(jié)方式，通過對閥門的調節(jié)，開度減小，在閥門兩側形成壓力差，將系統(tǒng)的有效輸出壓力減少，氣體流動受限，從而使得流量減少，系統(tǒng)運行在所需的平衡點上。

閥門分為進氣閥門和排氣閥門，分別具有不同的作用：

（1）進氣閥的阻礙作用，降低了實際的進氣壓力，形成了一定的真空度，進入的氣體變得相對稀薄，使得流量下降。同時，進氣閥也會提高進氣溫度。

（2）排氣閥的阻礙作用，提高了實際輸出壓力，使得壓縮機向壓力增大、流量減小的工作點移動，限制了流量。

綜上，閥門的作用概括起來就是，通過引入流動阻力，使得流量降低，從而滿足工藝的要求，會造成能量的損失。

閥門的能量損失如下：

氣體流過閥門之后，由于閥門不是全開，存在阻力，壓力由P1下降到P2，形成了壓力差△P，損失的功率為：

W=△PF=(P1-P2)F

由于壓力差造成的能量損失，整體性能會降低，壓縮機的效率、排氣量會同步下降。

3、調節(jié)導葉。導葉調節(jié)是離心壓縮機的一種調節(jié)方式，是通過誘導氣體沿著具有傾角的導流葉片流動，使氣體預旋，從而降低氣體與旋轉葉輪之間的相對速度，做功減少，壓縮程度減輕，流量減少。導葉調節(jié)的效果和能量損失介于速度調節(jié)和蝶閥調節(jié)之間。

綜上所述，本方案的核心方法是，采用更優(yōu)越的“調節(jié)轉速”代替“調節(jié)閥門”，從調節(jié)方法上進行改進，避免閥門的能量損耗，同時降低氣體溫度，實現節(jié)能。而且，降低溫度的同時也會有助于減低壓縮功耗，因此，節(jié)能效果出現疊加，總體節(jié)能效果較好。