双作用压缩机全量程余隙无级气量调节方法研究

吴 飞，程 坤，马晨浩

(武汉理工大学 机电工程学院，湖北 武汉 430070)

大型往复式压缩机是能源行业不可或缺的关键设备，同时也是能耗大户，文献表明我国仅工业压缩机的耗电量约占全国总耗电量的6%[1]。工业生产活动中压缩机排气量需要根据企业生产安排进行调节。业界主流是通过旁路调节方法进行压缩机气量调节来稳定系统管网压力[2]，避免因气量不匹配造成气体管网压力波动产生事故。但是旁路调节方法存在多余气体流量压缩后回流至进气口重复压缩导致的压缩机能耗浪费问题[3]。

余隙无级气量调节系统是一种通过调节压缩机余隙容积大小来调节压缩机气量，同时降低压缩机能耗的气量调节系统。由于空间限制，只能在压缩机端盖侧进行改造升级，余隙无级气量调节系统仅能实现双作用压缩机50%～100%范围内的气量调节[4]。笔者提出一种结合全行程顶开进气阀的可调余隙气量调节方法以期实现双作用压缩机0～100%范围内的气量调节。

1 气量调节原理

1.1 传统余隙无级气量调节原理

余隙无级气量调节系统将压缩机气缸端盖改造为可调余隙缸，由电控系统控制余隙缸内活塞位置来改变压缩机余隙容积达到气量调节目的。

图1为双作用往复压缩机气缸盖侧余隙无级调节的示意图和理想气体示功图。图1中，1-2-3-4表示余隙容积为Vc时全排气量的工作循环图。进气过程为4-1，压缩过程为1-2，排气过程为2-3，膨胀过程为3-4。1-2-3-4-1包围的面积即为活塞往复运动一次所需的功。……