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1.2 压缩机的用途

总体上概括,压缩机主要有下列4种用途。

*仅从应用领域进行划分,并不是严格意义上的分类。

(1)压缩空气作为动力源。

(2)用于化工工艺。

(3)压缩气体用于制冷和气体分离。

(4)气体输送。

表1-1列出了更详尽的压缩机的用途。

表1-1 压缩机用途一览表

1.2.1 压缩空气作为动力

压缩空气驱动各种风动机械、风动工具,如风镐、风钻、气动扳手、喷砂、喷漆等,用于控制仪表及自动化装置、物料输送等的气源。另外在国防、科研领域,如某些武器的发射,潜水艇的沉浮、沉船的打捞、海底石油勘探,都需要不同压力的压缩空气。

压缩空气作为动力和控制气源是空气压缩机的主要用途。作为空气压缩机,它的主要特点是:进气压力一般为大气压,排气压力根据应用的不同要求而不同。

下面是一些典型的空气压缩机应用场景。

(1)风镐、风炮、钉枪、气动扳手等,优势是耐冲击、工况可调、驱动力大。

(2)交通车辆上的制动、门窗启闭,发动机增压等,优点是集成容易、可靠性高。

(3)纺织机用于吹送纬纱,食品、医药用于发酵、浆液搅拌、气力输送等。

(4)自动化生产线大量采用气缸作为运动部件需要空气压缩机提供气源。

压缩空气具有易存储、易控制、流动性好、安全、环保的特点。因此,压缩空气也被认为是仅次于电力的第二动力源。

1.2.2 压缩机用于化工工艺

在化学工业中,提高气体压力有利于进行化学反应,提高反应速度和生产率,并可相应减少设备尺寸,降低工程造价。例如,化肥生产中的合成氨工艺要使氢气和氮气在15~100MPa的压力下反应,因此合成氨工艺的核心设备就是氮气压缩机、氢气压缩机、氮氢气循环压缩机;尿素生产需要在21MPa下使二氧化碳和氨气发生化学反应;石油加氢精炼需要7~32MPa的压力;塑料、人造纤维、人造橡胶等化工产品的基础是聚乙烯,而聚乙烯是由乙烯在高达280MPa的工作压力下聚合而成的。

在这些工艺中,压缩机是类似于人体心脏的关键设备。可以说,没有压缩机,就没有石油化工,没有石油化工,现代社会绝大部分采用非天然材料的产品都将不复存在。

1.2.3 压缩气体用于制冷和气体分离

用于人工制冷方面(冷冻、冷藏及空气调节),如氨和氟利昂压缩机,其压力通常为0.8~1.4MPa,这类压缩机称为制冷压缩机(工业制冷领域常俗称为“冰机”)。

我们知道,空气经过压缩、冷却可以被液化。液化后的空气可在分离装置中按其不同的气化温度将各组分分别分离出来,就能得到纯氧、纯氮,以及纯的氙、氖、氩、氦等稀有气体。空分(空气分离)设备均是基于压缩气体来进行气体提纯的。

我国石油化学工业的迅速发展,其原料气——石油裂解气的分离,就是先经压缩,然后采用不同的冷却温度,将各组分分别分离出来。

1.2.4 压缩机用于气体输送

气体输送方式主要有管道输送和瓶装输送。

气量大且连续输送时由管道输送,此时压缩机用于提高气体的压力以克服流动过程中的管道阻力,并使较小的管径输送尽可能多的气体。输送煤气的管道压力为0.3~3MPa,输送天然气的管道压力为1~10MPa。例如,我国的西气东输管线,是世界上最长的天然气输送管道,沿途设置了数百个天然气加压站,加压站的核心设备就是天然气管线压缩机。

也可采取液化气体的方式通过陆运、海运运输。例如,通过海运的液化天然气,体积只有原来气态天然气体积的1/625,便于大量储存和运输。在这里,天然气压缩机就是核心设备。

用于气体装瓶的压缩机,视其气体的性质而定。一般氧气瓶压力为15MPa,乙炔气性质不稳定,装瓶压力为1~2MPa,且由丙酮加以吸附。有些临界温度较高的容易液化的气体,可先压缩,加以冷却后使其液化再装瓶,如氯气装瓶压力为1~1.5MPa,二氧化碳装瓶压力为5~6MPa。现在广泛使用的石油液化气装瓶压力为0.5~1.5MPa,燃料电车车载氢气瓶的充装压力为35~70MPa,天然气汽车加气子站气体转运槽车的运输压力是20MPa。

总结:压缩机在国民经济中占有举足轻重的地位,尤其是乙烯三机、天然气管线压缩机、风洞压缩机等大型关键设备被赋予“大国重器”的殊荣。压缩机不仅对工业生产,还对我们的日常生活、国防建设等产生重大的影响。

某项目乙烯三机中的3种压缩机基本参数见表1-2。

表1-2 某项目乙烯三机中的3种压缩机基本参数

某项目大化肥装置中的5种压缩机基本参数见表1-3。

表1-3 某项目大化肥装置中的5种压缩机基本参数

本书重点针对空气压缩机进行讲解,即第一项用途的各类型空气压缩机。其他用途的压缩机在本书中仅做简要说明。 cnYfixruNXpUKddeyk6y8/2k6KeVFyw+eKH7Es1xaI/5bVuOxaGuxM4Zii9eeZd7

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