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一、前言
壓縮機是用來提高氣體壓力和輸送氣體的機械,屬于將原動機的動力能轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w壓力能的工作機。它的種類多、用途廣,有“通用機械"之稱。目前,除了活塞式壓縮機,其他各類壓縮機機型,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,為用戶在機型的選擇上提供了更多的可能性。隨著經(jīng)濟的高速發(fā)展,我國的壓縮機設計制造技術(shù)也有了長足進步,在某些方面的技術(shù)水平也已經(jīng)達到國際先進水平。
二、壓縮機的技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢
1.透平壓縮機
在石化領域,目前國內(nèi)離心壓縮機在高技術(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)模的不斷擴大,離心壓縮機在大型化方面將面臨新的課題,國內(nèi)在設計制造這些大型氣體壓縮機上還沒有成熟的經(jīng)驗。離心式壓縮機需要向大容量發(fā)展,以滿足我國石化生產(chǎn)規(guī)模不斷擴大的要求,同時隨著新技術(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;進一步研究三元流動理論,將其應用到葉輪和葉片擴壓器等元件的設計中,以期達到高效機組;低噪聲化,采用噪聲防護以改善操作環(huán)境。
在制冷空調(diào)領域,目前透平壓縮機在大冷量范圍內(nèi)仍保持優(yōu)勢。離心式壓縮機的運動零件少而簡單,且制造精度低,所以其制造費用相對低且可靠性高。由于受到螺桿式壓縮機和吸收式制冷機的影響,離心式制冷壓縮機的發(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目紛紛上馬,離心式制冷壓縮機又成為關(guān)注的熱點。
2.往復式壓縮機
在石化領域,往復式壓縮機主要是向大容量、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)變工況條件下運行的新型氣閥,提高氣閥壽命,在產(chǎn)品設計上,應用熱力學、動力學理論,通過綜合模擬預測壓縮機在實際工況下的性能,強化壓縮機的機電一體化,采用計算機自動控制,實現(xiàn)優(yōu)化節(jié)能運行和聯(lián)機運行。
在動力領域,活塞式壓縮機目前占有主要市場。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開始占有一定的市場。
在制冷空調(diào)領域,往復式制冷壓縮機作為一種傳統(tǒng)的制冷壓縮機,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)的主機仍以往復式壓縮機為主。經(jīng)過多年設計改進和技術(shù)進步,往復式冰箱壓縮機效率大大提高。同時在與環(huán)境保護密切相關(guān)的制冷劑替代技術(shù)上也取得了可喜的進步。進一步提高往復式冰箱壓縮機的效率、降低系統(tǒng)噪聲是它的主要發(fā)展方向。
(1)線性(直線)壓縮機線性壓縮機是往復式壓縮機的一種型式,由于電動機的直線運動可以直接帶動活塞的往復運動,從而避免了曲柄連桿機構(gòu)的復雜性和由此帶來的機械功耗。線性壓縮機關(guān)鍵技術(shù)是壓縮機油路系統(tǒng)的設計、電動機線性位移極限點的有效控制,以及相應的防撞技術(shù)。
(2)斜盤式壓縮機斜盤式壓縮機也是往復式壓縮機的一種變型結(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,斜盤式壓縮機已經(jīng)成為一種非常成熟的機型,在車用空調(diào)壓縮機市場占有70%以上的份額。但它的效率低于回轉(zhuǎn)式壓縮機,且體積較大。由于斜盤式汽車空調(diào)壓縮機的工藝成熟,加上技術(shù)的進一步改進,在可預見的將來,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
(1)擦動轉(zhuǎn)子壓縮機目前滾動轉(zhuǎn)子壓縮機廣泛應用于家用空調(diào)器,在冰箱土也有一定應用。這種壓縮機不需要吸氣閥,使它適用于變速運行,從而可以通過變頻控制提高系統(tǒng)性能。為了確保大功率(電動機輸出功率2.2kW(3P))滾動轉(zhuǎn)子壓縮機的性能,國內(nèi)于上世紀末開始研發(fā)雙轉(zhuǎn)子滾動轉(zhuǎn)子壓縮機,現(xiàn)已投放市場。
在2.2kW(3P)以下的空調(diào)器中,暫時沒有可以替代滾動轉(zhuǎn)子壓縮機的較好機型。所以提高壓縮過程的效率、降低噪聲、電動機變速控制,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)子壓縮機的研究方向。
(2)滑片式壓縮機滑片式壓縮機屬于回轉(zhuǎn)式壓縮機的一種,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。旋葉式壓縮機是滑片式壓縮機的一種改型結(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的主要技術(shù)研究方向。
(3)禍旋壓縮機渦旋式壓縮機在過去十年中得到了快速發(fā)展,構(gòu)成了壓縮機技術(shù)發(fā)展的新亮點。目前禍旋壓縮機已在柜式空調(diào)領域占有絕對優(yōu)勢。在車用空調(diào)領域,渦旋壓縮機的制冷系數(shù)已達2.0,顯示出較強的競爭力。渦旋壓縮機的發(fā)展在于擴大其制冷量范圍,進一步提高效率,使用替代工質(zhì)和降低制造成本等方面。
(4)螺桿壓縮機螺桿式壓縮機具有尺寸小,重量輕,易維護等特點,是制冷壓縮機中發(fā)展較快的一種機型。一方面,螺桿型線、結(jié)構(gòu)設計有了長足的進步。另一方面,螺桿轉(zhuǎn)子專用鏡床特別是磨床的引進,提高了這對關(guān)鍵零件的加工精度與加工效率,使得螺桿壓縮機的性能得到了有效提高。目前,螺桿壓縮機主要應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)已逐漸替代往復式壓縮機,并占據(jù)了離心式壓縮機的部分市場。
三、壓縮機的初步市場分析
1.氣體壓縮機
常用的氣體壓縮機有離心式氣體壓縮機和往復式氣體壓縮機。多年來,我國壓縮機制造業(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)品需要進口。國內(nèi)中小型往復式壓縮機已經(jīng)能夠基本滿足國內(nèi)石化行業(yè)需求,但大型往復式壓縮機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。預計“十一五"期間對大中型壓縮機的總量需求會比“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更是如此。根據(jù)目前形勢預測,今后五年的壓縮機市場基本是穩(wěn)中有升。
2.家用空調(diào)壓縮機
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全年壓縮機的表觀消費量(即銷量+進口量-出口量)為4200萬臺,而同期空調(diào)的產(chǎn)量高達4746萬臺,兩者之間有近550萬臺的缺口。據(jù)估計,2005年全年將出現(xiàn)600萬臺的缺口空調(diào)壓縮機的供給局面較為緊張。但隨著空調(diào)壓縮機企業(yè)的擴容和制冷空調(diào)企業(yè)的加人,我國空調(diào)壓縮機產(chǎn)銷量將在2006年達到7000萬臺,屆時國內(nèi)空調(diào)壓縮機或?qū)⒊霈F(xiàn)供大于求的局面。
3.汽車空調(diào)壓縮機
目前汽車空調(diào)壓縮機雖然型式多樣,但仍以斜盤壓縮機產(chǎn)量最多,回轉(zhuǎn)式產(chǎn)量最少?；剞D(zhuǎn)式壓縮機零件少、效率高,是汽車空調(diào)壓縮機一個重要的發(fā)展方向。回轉(zhuǎn)式汽車空調(diào)壓縮機主要有旋葉壓縮機和渦旋壓縮機。旋葉壓縮機主要以日本松下株式會社和日本精工精機株式會社為主,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。渦旋壓縮機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。
四、總結(jié)
隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展,我國的壓縮機設計制造技術(shù)也有了長足發(fā)展,在某些方面的技術(shù)水平也已經(jīng)達到國際先進水平。但在一些方面與國際先進水平還存在一定差距。預計我國“十一五"期間的壓縮機需求增幅較大,這對我們既是機遇也是挑戰(zhàn),需要廣大壓縮機工作者共同努力,推動我國壓縮機技術(shù)的進步。
壓縮機油使用周期和換油指標問題 |
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關(guān)于壓縮機油使用周期和換油指標問題，是一個十分重要的問題。大多數(shù)壓縮機廠都在各自的說明書中規(guī)定了壓縮機油的更換期。但是，簡單地以運行小時作為油的更換周期，是不盡合理的。因為同一類型壓縮機，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，定期進行取樣分析，根據(jù)理化指標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、壓縮機油的換油指標：
（1）活壓式壓縮機：
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：
轉(zhuǎn)子、軸承，換油質(zhì)量指標為：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：
密封、軸承，換油質(zhì)量指標為：粘度變化大于±15%，酸值大于0.5mgKOH/g，正庚不溶物大于0.2%。
2、輕負荷回轉(zhuǎn)式空氣壓縮機油換油指標：
40℃粘度運動粘度變化率超過±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、抗氨壓縮機油的換油指標：
40℃運動粘度變化率超過±10%，酸值增加值大于0.2mgKOH/g，閃點（開）比新油標準低8℃，水分大于0.1%，破乳化時間大于80分鐘，液相銹蝕試驗（15鋼棒，24小時，蒸餾水）銹蝕，氧化安定性小于60分鐘，抗氨性能試驗不合格。 |
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