空气压缩机环境温度对排气温度高低及影响探索性研究.doc

空气压缩机环境温度对排气温度高低的影响探索性研究对大气性质的较深入理解 人们从小就接触天气预报，大气温度、（相对）湿度的概念已深入人心。但是人们忽视了一个简单的事实，造成了螺杆空压机排气温度的困惑。 完整的概念是：大气温湿度是随季节和气流变化的，大气的露点不会像温度和相对湿度随时间那么剧烈的变化。一天之中，温度和相对湿度随时间不断变化，大气露点却基本不变。一般凌晨4:00大气温度最低，相对湿度最高，夏秋季节，此时相对湿度有时达98100X，大气温度接近于或等于大气露点；中午12：00时，大气温度最高，相对湿度相应的降低了，但大气露点会保持不变。见图1 上图下面的曲线是每天的大气露点，上面的曲线是计算排气压力为7bar时适宜的排气温度，并且得出6月6日压力露点始上60，大气露点始到19，9月4日压力露点始下60，大气露点始下20。2012年7月28日潍坊大气露点最高，为25.5，对应7bar的压力露点为69。 五、回转空压机的排气温度与大气露点的对应值 螺杆空压机的排气温度表面上与大气温度和相对湿度有关，但实际上只与大气露点有关。 玻璃容器企业空压机排气压力多为3bar左右，适宜的排气温度比排气压力多为7bar的空压机要低11。螺杆式空压机排气温总是比较高这个现象如何得到缓解呢？ 有些人可能说：这么简单的问题，还用你讲嘛？ 我们不妨看看下面的分析 一、实际的螺杆空压机运行温度与理论差距多大 笔者作了一个表（如表一）采集了2012年10月12日10：00到1l：00，11个城市的大气状况。 这11个地区南到广州，北到哈尔滨，东到上海，西到成都。从各地的大气温度、相对湿度，算出各地的大气露点和大气含水量；再算出绝对压力是8bar时（表压是7bar）未析出过水分的压缩空气含水量；再算出此含水量对应的压缩空气露点温度。 适宜的排气温度=压缩空气露点温度+10 适宜的风机开启温度=适宜的排气温度+5 适宜的风机停机温度=适宜的风机开启温度-10 有意思的是：这11个地区螺杆空压机7bar排气压力时，平均的适宜风机开启温度为62，平均适宜的风机停机温度为51.8。 现在的螺杆空压机排气温度普遍在70110左右，有的螺杆空压机说明书上要求螺杆空压机排气温度应高于环境温度4050-C。一般的风冷螺杆空压机出厂时，冷却风机的开启温度调为8588，冷却风机的始停温度调为75。正常螺杆空压机的实际排气温度为8090左右；由于各种原因，螺杆空压机在夏天的排气温度实际为90110。 螺杆空压机真的需要这么高的温度吗？ 国内外的螺杆空压机权威们都认为，螺杆空压机的排气温度应该是：在油气分离器内的压缩空气的压力露点+10，即高于油气分离器内压缩空气的压力露点10。这个10是为了在不明和意外情况下保证压缩空气中的空气不至于液化，防止压缩机油乳化。 这种规定是正确的，清楚地。但是，由于人们对大气性质的不完全理解和绝大多数空压机商家对螺杆空压机风机温度预调的处理方式，使螺杆空压机昔遍在非节能状态下运行，浪费着大量宝贵的电力，换来的是螺杆空压机非必要的高温对螺杆空压机本身和环境的折磨。 与实际运行温度（绝大多数客户不会去重新设置此温度）对比，可以看出：实际的运行温度高出理论值23、26。压缩机排气温度升高4，就要多耗1%的电能，每台要多耗6%的电能。 全国在运行的螺杆式空压机有接近500万台（全国压缩机行业86家重点企业2006年2011年累计生产235.7万台螺杆压缩机，）功率约为25000万千瓦。按一半的螺杆空压机在此状态运行并不为过。这500万台的一半是250万台，总功率为12500万千瓦，平均多耗6%的电能就是750万千瓦，全国螺杆空压机每小时要多耗750万千瓦时的电能。全年8000小时多耗60亿千瓦时的电能。作者这个计算是保守的计算，实际浪费的电能只能大于此数值。 二、问题的关键在于人们看不到这种能源浪费可以避免 由于螺杆式空压机的排气温度控制不合理，很多人不以为然：有些人认为“区区小事，何足挂齿”；有些人认为是小题大做。人们不知道，由于排气温度控制不合理造成的负面影响是电能的浪费，企业成本的增加和利润下降。实际上，排气温度控制不合理的影响还不仅仅于此，不必要的高温度会使空压机可靠性降低，油损增大：排气含油增高，加大后处理负荷；油质氧化加剧，缩短了空压机油的使用时间。 三、基于用饱和蒸汽压计算压缩空气露点的繁琐 饱和蒸汽压是一个比较抽象的概念，不是一般人能理解的，更不能为广大用户所了解，因而广大用户普遍不会计算，所以人们也不会去重新设置风机开停温度。 压缩机界都是这样计算的，作者在上大学时，就觉得这个概念和计算很别扭。1980年作者就已按基于含水量的方式计算。当时和作者在一起研制新型L3. 5-20/7空压机的卜晓华教授（原通用机械研究所工程师，后为华东机械学院教授），就是采用基于饱