1、汽车加气站用国产天然气压缩机之崛起作者：高其烈 文章来源：未知 点击数：938 更新时间：2006-10-26编者按：作为当今国内外工艺流程用往复活塞式压缩机的一个重要门类，天然气汽车加气站用 CNG 压缩机高度富集了诸多新技术、新材料、新工艺。虽然起步甚晚却迳直冲刺世界先进水准的国产 CNG 压缩机，在新世纪之初奇葩争艳、异彩纷呈，自不同的角度逐步地将其综合技术水准升华至不亚于舶来品的程度。从而不但为国内 CNG 汽车加气站的建设作了新贡献，而且拥有了在我国加入 WTO 之后与国外著名品牌抗衡的不凡实力，同时踏入了国际市场，销往海外的国产 CNG 压缩机逐渐增多。作者力求客观、翔实地对国产
2、CNG 压缩机技术进展作商榷性点评。1 国产 CNG 压缩机之往昔世界上首台近代天然气汽车加气站用压缩机，在1931年始运行于意大利北部。那时，CNG 压缩机以排气压力15Mpa 向站的气瓶组充气。历史条件造成了我国CNG 压缩机起步甚晚的史实。重庆气体压缩机厂自行研发的 CNG 压缩机在1989年通过了原机械工业部鉴定。自贡高压容器厂、蚌埠压缩机总厂、西安八达压缩机股份有限公司，相继自行开发了 CNG 压缩机。无疑，CNG 汽车加气站装备的国产化进程，得到了压缩机制造企业的大力支持。事实上，国产 CNG 压缩机已运行于广褒地域。往昔之国产 CNG 压缩机的贡献是肯定无疑的，但同时也存在两方面
3、的不足。其一是性能参数单一，吸气压力皆为0.3Mpa，供气量多以320Nm 3/h 为准，跟不上客观变化的需求。其二是运行可靠性不高，表现为故障停机、气体泄漏、易损件寿命偏短，甚至发生过球墨铸铁制传动件破损的事故。缘何如此呢？盖因皆非针对 CNG 压缩机的特定工况进行专门设计，而是迁就已有的其它压缩机，借用其传动部件，改型而得。于是，某些重要传动件选材不当等缺陷，也就在所难免了。2 国产新型 CNG 压缩机之技术进步窥视确保安全、运行可靠、力求节能、长寿服役的 CNG 压缩机设计原则，在20世纪末得到了普遍的认同。在此基础上，以CNG 压缩机的选型与设计导则20条等专文为导向，以替代进口、不需
4、备机、接近国际先进水准为目标的高起点 CNG压缩机，逐渐孕育成熟。可喜的是，这并非个别企业所为，故而国产 CNG 压缩机水准有望得以较普遍的大幅度提高。21世纪初，国产 CNG 压缩机技术进展可概括为21点：2.1 严格控制外泄漏CNG 压缩机的外泄漏，既不利于安全运行，又浪费能源，还造成环境污染，无疑应予以严格控制。对于压缩机的外泄漏率，原苏联全苏化工机械科学研究院列宁格勒分院专司压缩机专业研究工作的专家们认可0.3%，国际著名压缩机制造企业也多有雷同观点。华中科技大学检测中国石油化工集团公司江汉石油管理局第三机械厂研发的2D4-3/3-250型 CNG 压缩机(图1)两列填料处的总泄漏率，
5、在空气介质时规定工况下仅为供气量的0.1136%0.1364%，堪称优秀。据笔者所知，此前国内 CNG 压缩机制造企业均未测定外泄漏率。三机厂完成的压缩天然气汽车加气站装备2D4系列压缩机项目，业已由中石化集团公司于2001年6月30日主持通过了省部级专家会议鉴定。能否杜绝 CNG 压缩机的外泄漏呢?中欧的 CNG 压缩机制造企业，率先在机身和曲轴之间设置专用机械密封，使机身(或曲轴箱)承受内气压并将填料(或活塞环)处的泄漏气导至第1级气缸吸气口，遂造就为无泄漏 CNG 压缩机。而北美、日本的 CNG 压缩机制造企业，至今未推出此类无泄漏实机。当然，欲使国产无泄漏 CNG 压缩机问世并立足，务
6、需艰苦攻关。需知在国外也只有个别企业拥有此类产品。笔者确信，有眼光、有实力的我国 CNG 压缩机制造企业正在研发、实验的无泄漏 CNG 压缩机项目，必能在不远的将来获得成功。届时，将使具有浓烈环保、节能意义的 CNG 汽车加气站更臻完美，赐福万代! 2.2 确保活塞组件精确直线运动的保持性CNG 压缩机的压缩容积部分，基本上都在高压或中压状态下工作，其各级活塞组件运动的精确直线性，对于活塞(密封)环、活塞杆填料密封环、活塞杆刮油环的工作高可靠性和长寿命，更具有至关紧要的保证作用。各级活塞体上均设置导向(支承)环，以及在级差式活塞中采纳调心对中结构，是确保活塞组件精确直线性运动的有效而经济的简便
7、措施。就位于京畿的北美产加气母站用某 CNG 压缩机，累计运行尚不足780小时就发生的严重故障，以及嗣后时有出现的活塞环、填料(皆为工程塑料元件，注油润滑)漏气或严重漏气(两处第级填料泄漏气排放管灼手)，笔者以为这都和设计欠妥不无关系。其级差式高压(-平-)活塞组件(两套)既无调心结构，活塞体上亦无导向环(参看图2)。2001年面世的2D4-3/3-250、2D4-0.5/20-250等型号对称平衡型、L 型 CNG压缩机，在各级活塞组件不但承袭了国产 CNG 压缩机设有平面调心结构的传统，甚至还开发了双球面调心结构。欲求活塞组件精确直线运动的保持性优良，除了各级活塞体上的导向环需几何位置恰当
8、、比压值低以求耐磨损之外，十字头体(或滑履)的滑动承载面、连杆小头衬套的比压值亦应较低。2.3 气缸填料-活塞杆滑动摩擦副以压力油内冷却气缸填料-活塞杆滑动摩擦副处的工作温度趋低，显然甚利于保障填料的长寿正常工作，减少填料处的气体泄漏。中空活塞杆以压力油内冷却的国产对称平衡型 CNG 压缩机，沿用了其海内独家成功地应用于众多型号气缸无油润滑氢气压缩机的该项技术经验。如图3所示意，来自连杆大头的传动机构带压润滑油，经连杆杆身强制输达连杆小头后，通过十字头销9上的中心油孔进入冷却油接管10，再经十字头体4上钻出的油孔抵达活塞杆1和十字头体4之间的环形空间(由0形环5、6所密封)，然后来到导油管2的
9、外壁和中空活塞杆1的内壁之间，吸收了填料和活塞杆产生的滑动摩擦热之后，自导油管2前端的钻孔进入导油管内壁形成的空间，最终流经导油管压紧螺母11处的孔道喷溅至十字头销座和连杆小头，从十字头滑道流返机身的润滑油池。需知，迄今为止，国外 CNG 压缩机尚无此种中空活塞杆以压力油内冷却的设计。2.4 传动件承载面的低比压值趋向笔者查实，2D4-3/3-250等型号国产新型对称平衡型、L 型 CNG 压缩机，皆具备传动件承载面比压值低的特征。其优点显而易见：连杆大头瓦、小头衬套及十字头体(或滑履)滑动面等处的比压值低，可使工作面温升低、零件热膨胀值小、磨损率低，实现长寿服役；同时活塞组件运动直线性的绝对
10、精确度高且其保持性优良。承载面比压值低的连杆示意如图4，2D4-3/3-250型 CNG 压缩机传动件承载面比压值比较如表1。2.5关键传动件设计力学处理优化笔者窃以为，21世纪初国产 CNG 压缩机关键传动件设计力学处理优化的代表作之一是2D4-3/3-250型。其机身颇具德国 BABCOCK-BORSIG 公司两列对称平衡型压缩机机身的风格，该机身因无垂直于受力方向的壁面，从而获得大的承载能力。其锻钢曲轴无油孔，主轴颈、曲柄销与曲柄间为大圆角过渡，应力集中系数很低，强度高、刚性强。锻钢连杆、球铁十字头亦为强刚性、低比压者。凡此种种力学处理优化措施和压缩机主要结构参数抉择恰当的综合效果是，其
11、供气量大于可比机型(吸、排气压力相同)一倍，而主机质量却略轻。努力降低曲轴应力集中系数之一例：中碳碳素结构钢锻造曲轴的主轴颈、曲柄销直径皆为110mm，其曲柄处过渡圆角半径为8mm。该曲轴为双曲拐，相对两列的曲柄错角为180，列的公称活塞力为45KN，曲轴无油孔。2.6 惯性力的精确平衡与机械振动、气流脉动的控制笔者一贯认为，对称平衡型、L 型、V 型、W 型、型、立式等不同结构型式的 CNG 压缩机各有千秋，皆有相对的优点和缺点，其优劣比较不是绝对的，且与供气量大小直接有关；压缩机的结构型式应由 CNG 加气站的业主和压缩机供应厂商共同商定，而不宜单方面决断。仅仅从压缩机惯性力平衡角度看，对
12、称平衡型有条件做到最佳，但若具体设计或制造失当，则其惯性力平衡状况仍可能劣于其它结构型式。对惯性力实施精细平衡的角度型、立式压缩机，可有效地将其机械振动控制在有关标准限定的范围之内。大型往复活塞式压缩机产生的严重气流脉动，其后果甚至是灾难性的。在CNG 压缩机出厂前，结合加气站管网、储气瓶组等气路参数完全可以评估投入运营后的压缩机及站的气流脉动状况，并提出抑制气流脉动之对策。机械振动和气流脉动的综合作用，表现为压缩机或其它设备、管路的振动烈度。国产新型 CNG 压缩机实测振动烈度之一例为7.1mm/s，系北京第一通用机械厂所产 DF-1.5/3-250型。该两列对称平衡型机，列的往复运动质量为
13、15.86kg，相对两列往复运动质量差仅为34g2.7 冷却方式多样化及全天候地域运行的适应性国产 CNG 压缩机的冷却方式，由最初的直排水冷式逐步发展到现今的三种冷却方式并存：循环水冷式，水、风混合冷却和全风冷式。全风冷式 CNG 压缩机，具有全天候地域运行的极强的适应性，在水冷式机难以应对的高寒、缺水地区也能正常工作。国产全风冷式 CNG 压缩机，其气缸并无散热翅片而是自然冷却，各级气体冷却器、传动机构润滑油冷却器则以翅片管构成，由冷却用风扇强制引风(或鼓风)冷却。传动机构润滑油系统在机身油池内设电加热器，就更确保了在高寒地带运行可靠。以吸气压力、供气量皆相同为前提，全风冷式 CNG 压缩
14、机的制造成本确高于水冷式。其中，除了风冷器、冷却风扇及其专用防爆电动机的价格因素，还有就位于市区加气站时需将压缩机覆以高造价的隔声罩。既需逸散巨额热量，又必须有效屏蔽强噪声的隔声罩，使全风冷 CNG 压缩机组的噪声远低于无隔声罩的水冷CNG 压缩机组。如若跳出不同冷却方式的 CNG 压缩机之间价格比较的小圈子，移至加气站成套设备费和占地费用比较的大格局上，便可发现由不同冷却方式 CNG 压缩机组成的站，其建站总费用相差不多，甚至全风冷者更为经济。循环水冷式 CNG 压缩机需配置循环水泵、散热器及风扇，这都需要支出附属设备费或再多占据昂贵的市区地皮。而当全风冷式 CNG 压缩机之供气量为其它冷却
15、方式 CNG 压缩机供气量之倍时，由全风冷机组成的加气站将获得三个方面的社会经济效益：站的总设备费低，站的占地面积小、征地费少，站的噪声低。可全天候地域运行的低噪声2D4-3/3-250型 CNG 压缩机组示于图1。2.8 机组橇装化CNG 压缩机组的橇装化总趋向，业已肯定无疑，国产新机型皆以橇装形式供货。至于橇的成套范围，应允许依据加气站各系统设备安装的具体位置而有所差异。覆有隔声罩的低噪声 CNG 压缩机组，则更为在闹市区加气站提供了有力的技术装备保障。我国幅员辽阔，在大多数地区因太阳光强烈幅射而给运行在室外的橇装 CNG压缩机组增添的热负荷是高额的。这对于操作人员巡检和机组正常运行都不利
16、。为机组设置简易遮阳雨棚，既有效又极经济。国产橇装 CNG 压缩机组如图1、图5、图7所示。2.9传动机构“反向“压力润滑方式获青睐“反向润滑“系统的开拓者，笔者认定是 BABCOCK-BORSIG 公司，而德国茨维考机器和设备制造公司(ZM)则是最先(96)和迄今唯一在国外 CNG 压缩机中采用“反向润滑“油路的。江汉三机厂率先在国产 CNG 压缩机中开发成功“反向润滑“系统。其2D4系列CNG 压缩机的“反向润滑“系统与传动件承载面的极低比压值相配合，取得了工作面温升低及实测磨损量极微的良效。“反向润滑“的先进性、合理性在于：首先，高油压和大直径、低比压值的十字头销相得益彰，确保连杆小头衬
17、套/十字头销润滑可靠，杜绝烧研、“镀铜“，有效地控制磨损量，使十字头销/连杆小头衬套不再是压缩机传动机构的最薄弱环节。其次，在比压值相对较低的曲柄销/连杆大头瓦处亦获可靠润滑的同时，已无需在曲轴上再开设油孔。免除钻削、倒圆油孔之烦还在其次，根除曲轴油孔处的严重应力集中，提高曲轴强度、增强曲轴刚性，则是最大收益。当压缩机为多曲拐时，曲轴不开油孔的作用就更大了。2.10 气缸-填料润滑方式的更理性化处理基于对 CNG 压缩机气缸绝对无油并非必须，但力求降低排出高压 CNG 含油量的共同认识，国产新型 CNG 压缩机在处理气缸-填料润滑方式上更理性化了，即寻求“极少油润滑“的合理途径。对活塞环、填料
18、及活塞体上的导向环材质选择，国产新机有两种：一是全金属材料，二是全工程塑料。二者除了在零件制造成本上有明显差异之外，前者在寻求最小油量润滑时存在风险，而后者磨损后的工程塑料粉尘甚不利于气阀的正常工作。2.11 跳出高压气缸皆配组合式同心气阀的误区组合式同心气阀，不但有实用价值，而且在极小排量压缩机中，几乎是唯一的选择。不少型号的国外 CNG 压缩机，包括国内购进的澳大利亚、美国、英国、瑞士等“万国牌“CNG 机压缩机，其高压级气缸皆配有组合式同心气阀(参看图6)。国产首台 CNG 压缩机问世后的12年里，此类机的高压气阀也一直被组合阀所完全垄断。CNG 压缩机的高压级采用同心组合气阀，有可能使
19、一定气缸直径范围的气缸一气阀制造成本有所降低。但由此产生的弊端却无法躲避，除了阀隙流速高于单个的气阀组件，气体流动损失偏大，级的功率消耗较大而外，不利于控制级的排气温度是显而易见的-组合气阀的高温排气使公共阀座、吸气升程限制器(图6中件号2、件号1)对该级吸入常温气体加热；相对值较高的气缸余隙容积内存留的相对质量较大的高压、高温气体膨胀对该级吸入气体加热；组合气阀的高压排气通道绝大多数理所当然地设在不便于散热的直径较小的内环，而布置有阀的气缸体或气缸盖又是厚壁锻钢件，故使排气通道散热困难。1998年时，国内加气站对 CNG 压缩机单机排量增大的需求已初现端倪。与此相应，CNG 压缩机高压气缸之
20、缸径值将随之增大。那么，高压气阀又以何种类型为宜呢？2D4系列等新推出的大排量对称平衡型上型 CNG 压缩机审时度势，在周密的可行性分析和设计评审后，认定组合气阀在缸径较大时其缺点更形突出，决意将各级气阀皆定为单个的吸、排气阀组件。这批新机型的综合技术经济指标优秀，各级排气温度也都低，不能不说是和跳出了高压气缸皆配组合阀这一误区有关。2.12 合理选配 PEEK 气阀与控制阀片升程PEEK(聚醚醚酮)的物理化学性质和机械性能均属上乘。PEEK 阀片在 CNG 压缩机非最高压级的采用，不但完全可行，而且优点突出。它已是完全实用型的了，与全金属气阀相比，阀组价格仅高出1/5光景。其较高的阀片升程、
21、较低的阀隙流速、良好的节能效果，低的气流和撞击噪声，以及长的工作寿命，赋予其优秀的性能-价格比。CNG 压缩机中，最高压级采用全金属气阀组件，其余级配用 PEEK 阀片，可称得上是理想的气阀匹配方案。国内不只一家压缩机制造公司采纳此方案。如2D4-3/3-250型即如是，其各级阀片升程控制在1.6mm0.8mm，不仅性能指标优良，气阀寿命亦有保障。2.13 气路系统低流速，各级吸排气缓冲器、分离器的设置与气流压力脉动的消减随着国内压缩机制造企业对 CNG 压缩机特定工况认识的更加深入，此项技术措施已获较普遍的采纳，并产生了积极效果。气路系统低流速的典型，当推2D4-3/3-250型机。2.14
22、 天然气发动机的合理匹配笔者历来主张 CNG 压缩机的转向，务必与额定功率、额定转速和它匹配的天然气发动机的转向一致。如此 CNG 压缩机的动力配套既可以是电动机，又可为天然气发动机。由于电力条件的制约，某些场合择用天然气发动机驱动压缩机，不但获取的经济效益颇为可观，有时还成为建 CNG 加气站的前提条件。据悉，成都市区二仙桥 CNG 汽车加气站以天然气发动机驱动图5所示压缩机(中国石油天然气集团公司四川石油管理局资中机械厂产 W500型)时，其动力费用节省约40%。当然，市区加气站以天然气发动机配套，需解决好消声、减噪以及燃烧排放废气达标等问题。天然气发动机直联驱动的橇装 TZW 系列立式
23、CNG 压缩机组示于图7。2.15刻意减少占地面积的橇装机组布置无论是水冷或风冷式橇装 CNG 压缩机组，将其各级冷却器顶置于主机和主电动机上部的空间，皆系有效地减少机组占地面积之举。对称平衡、水冷却、四级压缩、橇装 CNG 压缩机组，在国内率先将冷却器顶置，少占了城市昂贵的地皮。2.16压缩机组的整体起吊与快速安装就位极具油气行业装备特色的2D4系列 CNG 压缩机组，充分考虑了吊装与就位的快捷性。其整体强刚性机身与气缸配合的法兰面(两处)上端特设强力起重吊环，除了可吊装机身外，还能将主机很方便地整体吊装。其主橇座、隔声罩也都能够整体起吊。而机组的安装就位也甚简单、快速，由于没有冷却水的因素
24、，只需接好进、排天然气管路和动力电即可。2.17 机组运行无人值守和智能化自动控制以主机运行的高可靠性、自控元件及执行机件的高品质为前提，采取高数字化程度的中文界面 PLC 自动化监控，实现 CNG 压缩机组运行无人值守，已是大势所趋。当加气站无备机时，更降低了建站及运行成本。2.18无备机运行和单机排量合理增大的趋势笔者向来强调“站内压缩机都是在役者，皆无备机各份“，除了满负荷运行机组，调峰用机组亦非“备机“。无备机的加气站，其运作经济性良好是必然的。CNG 加气母站应有备机吗？否!母站以双机组或叁机组运行而无备机为合理、经济。母站仅仅配置排量大的单机组，不但机组总购置费可能高于双或叁机组，
25、而且存在着因事故停机酿成严重后果之可能性。1999年12月4日某单机组(北美产)母站的故障停机，险些造成300辆 CNG 单燃料公交大巴停运，若非邻近刚试运行半个月的某双机组母站救了急，后果不堪设想。并非子母站系统工程的极高昂价格，而是由我国中心城市的具体条件所决定，国内绝大多数城市皆不宜建子母站，且以建数量和布局均合理的常规站为上上策。主要是常规站中的大型站、高管线压力站的拉动，CNG 压缩机的单机排量有合理增大的趋势，其供气量达600Nm 3/h800Nm 3/h 甚至更高。2.19 强化噪声控制往复活塞式压缩机原本就是以低频噪声为主的强噪声源。CNG 压缩机为适应在闹市区建站的需要，除了
26、最终覆以隔声罩之外，在主机转速，阀片材料与升程、冷却风扇、配套油泵、循环水泵的选择上，也很注重谋求低噪声的获得。DF-1.5/3-250型机配用瑞典 SKF 双列球面滚子轴承，对称平衡型、水冷却、四级压缩 CNG 压缩机采用了滑动主轴承，其出发点都与降低主轴承噪声有关，当然，滑动轴承的强承载能力也为设计师所欣赏。2.20 涌现多种吸气压力机型，更形节能国产 CNG 压缩机吸气压力单一为0.3MPa 的状况已经扭转，适应多种吸气压力新机型的涌现，使压缩机吸气压力等同于进站天然气管道压力，基本消除了人为降低站管天然气压力后再输给压缩机的不正常状况，站的运行更形节能。这从表2反映的国产 CNG 压缩
27、机典型品种，可窥见一斑。2.21 从实际出发，确定结构型式与结构参数两个型号的不良舶来品对国产 CNG 压缩机有过一定程度、一定范围的误导。随着国内 CNG 压缩机市场发育逐渐成熟，加气站业主和压缩机制造企业对压缩机结构型式、结构参数的选定，都是压缩机制造企业从国情、厂情出发作求实处理的成果。3 我国的 CNG 压缩机技术标准新近颁布的我国机械行业标准 JB/T10298汽车加气站用天然气压缩机 ，是全面规范国产 CNG 压缩机的重要技术标准。该标准给出的常用吸气压力和公称容积流量分档，是指导制造厂研发 CNG 压缩机、业主及设计院选用 CNG 压缩机的重要技术依据(参看表3)。CNG 压缩机
28、在“规定工况“吸气状态下的公称容积流量V，和标准状态下的供气量 VN之间的关系式，笔者定为 VN=GV0G 是无量纲的供气量换算系数，因压缩机吸气压力而异，详见表4。运用表4之 G 值，可由 V 迅知VN，或从 VN速求 V0CNG 压缩机的供需双方运用表4，均可获事半功倍之效。4 国产 CNG 压缩机之展望在切中 CNG 压缩机要害的总体设计思路策划下，国产 CNG 压缩机的设计制造水准于21世纪初已取得长足进展，推出了几种不亚于舶来品的实机，成为人们不争的史实。与此同时，务需清醒地看到我国金属材料、高新工程塑料，高压管阀件，自控、电子元器件，压缩机专用配套部件等的不足之处，给 CNG 压缩
29、机组产生的某些消极影响。那么，立足国内并运用我国已是 WTO 正式成员国的条件，具有更高综合技术经济水准、高本地化率的 CNG 压缩机群，能否涌动而出呢?答案是：坚持拚搏进取，抱有如临深渊、如履薄冰般的谨慎、严格、严密工作态度，则必定是无疑的!可以企盼，届时国产 CNG 压缩机必将不仅为我国，同时还为世界环保暨能源事业做出更大贡献!表1 压缩机传动件承载面比压值比较制造厂家压缩机型号连杆小头衬套连杆大头瓦 球铁十字滑动面 球铁十字头销孔座中石化三机厂2D4-3/3-250 6.8 5.51 0.2775 5.69国产(多厂) L3.5-20/8 9.8 4.41 0.34 13.23D80-2
30、A 9.3 9.22 1D65-1A 9.4 9.97 0.355 瑞士苏尔寿 公司1D85-1A 8.3 9.27 0.384 注：1)L3.5-20/8型即4L-20/8，数万台在役安全运行。2)苏尔寿公司三个机型皆为迷宫活塞式，有高的运行可靠性声誉。表2 国产 CNG 压缩机典型品种表压力，MPa 供气量制造者压缩机型号结构型式冷却方式 吸气 排气 Nm3/Nm3/mi容积流量Nm3/min转速r/min驱动机功率kWh n重庆气体压缩机厂V-1.55/3-250V 型，4列 水冷0.325 320 5.33 1.55 740 75西安八达压缩机公司V-1.54/4-250V 型，2列
31、水冷0.325 318 5.3 1.54 740 75蚌埠压缩机总厂V-1.5/3-250V 型，2列 水冷0.325 312 5.2 1.5 980 75蚌埠压缩机总厂V-2.5/3-250V 型，2列 水冷0.325 (9.22) 2.5 980 132蚌埠压缩机总厂V-2/3-250V 型，2列 水冷0.325 (7.38) 2 800* 120蚌埠压缩机总厂V-0.62/10-250V 型，2列 水冷1.025 (6.28) 0.62 980 75蚌埠压缩机总厂V-5/0.2-250W 型，3列 水冷0.0225 (5.57) 5 980 110蚌埠压缩机总厂W-2/8-210W 型，
32、3列 水冷0.821 (16.58)2 980 160蚌埠压缩机总厂W-1.6/10-210W 型，3列 水冷1.021 (16.2) 1.6 980 185中石油资中机械厂 D250WW 型，3列 水冷0.3625 250 4.16 0.934 575 55中石油资中机械厂 W500W 型，3列 水冷0.3825 500 8.33 2.02 575 132自贡高压容器厂L-7/3-250L 型，2列 水冷0.325425.47.09 2.1 500 110重庆气体压缩机厂L-1/10-250L 型，2列 水冷1.025 600 10 1.0 489 110重庆气体压缩机厂L-0.85/16-
33、250L 型，2列 水冷1.625 800 13.3 0.85 417 110四川金星环保科技ZW-1.6/3-250立式，2列 水冷0.325 342 5.7 1.6 740 75四川金星 ZW- 立式， 水冷 0 25 11 18. 3.0 740 185环保科技 3.0/6-2503列 .620 6北京第一通用机械厂DF-1.5/3-250对动，2列 风冷0.325 312 5.2 1.515 740 110中石化江汉三机厂2D4-3/3-250对动，2列 风冷0.325 670 11.16 3.225 990 160中石化江汉三机厂2D4-0.5/20-250对动，2列 风冷2.025
34、 600 10 0.5 740 90注：供气量对应标准状态，容积流量对应吸气状态蚌压机之曲轴箱、传动部件借用引进技术：德国曼内斯曼德马格 V 型机，奥地利 LMF 之 W 型机*4190T 天然气发动机D250W、W500均为橇装内循环水冷机组表3 常用 CNG 压缩机性能参数表吸气压力MPa0.1 0.3 0.6 1.0 1.6电动机功率kW 吸气状态公称容积流量 m3/min/(供气量 Nm3/min)45 1.50/(2.7773) 0.70/(2.58376) 0.50/(3.22522) 0.38/(3.84924) 0.30/(4.69448)55 1.80/(3.33274) 1
35、.10/(4.0602) 0.65/(4.19279) 0.50/(5.06479) 0.40/(6.25931)75 2.50/(4.6288) 1.50/(5.53663) 0.90/(5.8054) 0.65/(6.58422) 0.55/(8.60655)90 3.00/(5.55456) 1.75/(6.45941) 1.20/(7.74053) 0.85/(8.61013) 0.68/(10.64082)110 3.60/(6.66547) 2.10/(7.75129) 1.40/(9.03062) 1.00/(10.12957) 0.85/(13.30103)132 4.20/(
36、7.77638) 2.50/(9.22772) 1.65/(10.64323) 1.20/(12.15548) 1.00/(15.64827)160 5.10/(9.44275) 3.10/(11.44238) 2.00/(12.90088) 1.45/(14.68788) 1.20/(18.77792)185 6.00/(11.10912) 3.60/(13.28792) 2.30/(14.83601) 1.66/(16.81509) 1.40/(21.90758)200 6.50/(12.03488) 3.80/(14.02614) 2.50/(16.1261) 1.80/(18.2332
37、3) 1.50/(23.47241)220 7.00/(12.96064) 4.20/(15.50258) 2.70/(17.41619) 2.00/(20.25914) 1.70/(26.60206)250 7.80/(14.44186) 4.70/(17.34812) 3.00/(19.35132) 2.20/(22.28505) 1.90/(29.73171)注：依据我国机械行业标准汽车加气站用天然气压缩机(JB/T102 98)额定排气压力25MPa、规定工况吸气温度20吸、排气压力皆为表压力值，供气量标准状态：0、0.1013MPa(绝对压力)。公称容积流量值为标准给出，供气量值系笔
38、者经换算得出表4 CNG 压缩机供气量换算系数表系 吸气表 系 吸气表 系 吸气表 系数 G 表压力 MPa 系数 G吸气表压力MPa数G压力MPa数G压力MPa数G压力MPa0.051.391630.555.990551.1011.049363.50 33.12416 11.00 102.107910.101.851520.606.450441.2011.969144.00 37.72308 12.00 111.305750.152.31140.656.910331.3012.888924.50 42.322 13.00 120.503580.202.771310.707.370221.40
39、13.808715.00 46.92091 14.00 129.701420.253.23120.757.830121.5014.728495.50 51.51983 15.00 138.899250.303.691090.80 8.29 1.6015.648276.00 56.11874 16.00 148.097080.354.150980.858.74991.8017.487847.00 64.50441 17.00 157.294920.404.160870.909.209792.0019.327418.00 74.51441 18.00 166.492750.455.070770.9
40、59.669682.5023.926339.00 83.71225 19.00 175.690590.505.530661.0010.129573.0028.5252410.00 92.91008 20.00 184.88842注：(1)依据我国机械行业标准汽车加气站用天然气压缩机(JB/T 10298),CNG 压缩机额定排气表压力25MPa,规定工况吸气温度20，供气量标准状态：0、0.1013MPa(绝对压力)。(2)规定工况吸气表压力为 p、公称容积流量为 V、系数 G=9.197834(p+0.1013)，供气量为 VN。(3)V N=273(P+0.1013)V/293(0.101
41、3)=9.197834(p+0.1013)V=GV。(4)V N量纲为 Nm3/min，G 无量钢空气压缩机排气量计算法？核心提示：等功率计算法中我还谈到.阳转子的转速减小或增加,随着排气压力的增加或减少.即排气量减少或增加。如考虑容积效率的变化,则例3中等功率计算法中我还谈到.阳转子的转速减小或增加,随着排气压力的增加或减少.即排气量减少或增加。如考虑容积效率的变化,则例3中计算出的排气量可以按下式进行修正Qs1=Qs1+111%p1,m3/min 式中 p1=p0-p1,barQs 计算出的排气量,m3/min等排气量计算法(假设在此过程中绝热效率和容积效率不变)所谓等排气量计算法是指在排
42、气量不变的情况下.螺杆空压机电机功率随之增大或减小(即所需总扭矩随之增大或减小)此种计算方法在销售过程中常常会遇到随着排气压力的增加或减小.等功率计算法(假设在此过程中绝热效率和容积效率不变 )所谓等功率计算是指在电机功率不变(即所需总扭矩不变)情况下.阳转子的转速减小或增加,随着排气压力的增加或减小.即排气量减少或增加(阳转子转速与排气量成正比) 此种计算方法在工程技术开发过程中常常会遇到对于那些只降低排气压力,而阳转子的转速不做相应的增加,虽然排气量会比原机型大一点点,那只是由于排气压力的下降导致容积效率升高所致;如果排气压力比原机型减小很多,而阳转子的转速不做相应的增加,那就会产生我常说
43、的大马拉小车”现象,无形中给用户带来一些不必要的电能损失。举例说明如何使用速算表进行计算例1.客户需订3台32m3/min110MPa 空压机.34m3/min017MPa 依据等排气量计算法进行计算,而我现有产品 LS25S-250L.由于用户所需排气压力大于现有空气压缩机额定排气压力,故 p1为017MPap2为110MPa 按速算表查得 P1/P2=0182398,当 P1=250HP3时,则 P2=303HP 也就是说使用LS25S-250L 主机速比,用300HP 电机从理论上讲勉强满足用户的需求。如果经过我进一步了解,发现用户最高工作压力只要不低于0195MPa 即可接受,那么从理
44、论上用300HP 电机就可以满足用户的需求。例2 客户需订3台1415m3/min016MPa 空压机1412m3/min110MPa 而我现有产品 LS20-125HH.依据等排气量计算法进行计算.故 p1为016MPap2为110MPa 按速算表查得 P1/P2=0175481,由于用户所需排气压力小于现有空压机额定排气压力.当 P2=125HP 时,则 P1为9414HP也就是说使用 LS20-125HH 主机速比.而我现有产品 LS25S-300H,用100HP 电机从理论上讲完全可以满足用户的需求。例3.依据市场需求需要我开发 LS25S-300HH 机型.3812m3/min018
45、MPa依据等功率计算法进行计算.故 p1为018MPa,由于所需排气压力大于现有空气压缩机额定排气压力.p2为110MPa 按速算表查得 Q2/Q1=0188723,当 Q1为3812m3/min 时,则 Q2为34m3/min 通过排气量的计算我可以进一步计算出所需主机的速比(此计算过程从略)通过上述3个例子我可以很快算出所需参数。只降低排气压力.其排气量计算方法而不改变其它参数.1等功率计算法中我已经谈到.而不改变其它参数,如果排气压力比原机型减小很多.对于螺杆空压机来说是很不经济的而对于用户所需最高排气压力比原机型略小一点的空压机,其排气量计算可以按下式计算m3/miQ=Q01+111%
46、p.nm3/min 式中 Qs 降低排气压力后的排气量.m3/minQ0原机型额定排气压力下的排气量.barp=p0-p1.bap0原机型额定排气压力.rba p1所需排气压力.r例如 LS20-125HH.客户需要019MPa9bar,1412m3/min110MPa10bar 机型.那么排气量会增加多少呢?Q0=1412m3/minp0=10barp1=9bar 计算得:Qs=1414m3/minD 型系列天然气压缩机D 型系列天然气压缩机该系列压缩机为卧式对称平衡式，动力平衡性能好，排气压力25Mpa，供气量为660-3000Nm3/h,可水冷、风冷或混冷、箱式橇装，PLC全自动控制。特
47、别便于维护，适合于子母站和缺水地区建站使用。D 型主要技术参数序号进气压力(Mpa)型号 冷却方式排气压力(Mpa)级数转速(r/min)供气量(Nm3/h)电机功率(kw)电压(v)外形尺寸LWH(m)重量(t)1 0.1 D-3/1-250 水冷 25 4 740 380 90 380 3.53.22 92 D-4.5/2 -250水冷或混冷25 4 740 770 185 380 53.22 143 D-6/2-250水冷或混冷25 4 740 1000 220 380 53.22 1440.2D-7/2-250 水冷 25 4 740 1200 280 380 53.21.6 115
48、0.25DF-5.1/2.5-250 -250风冷 25 4 740 1030 220 380 63.22.7 126 DF-2.5/3 -250 混冷 25 4 740 650 132 380 63.22.7 117 DF-3.3/3- 250 混冷 25 4 740 720 160 380 63.22.7 1180.3DF-4.1/3 -250 混冷 25 4 740 900 185 3806.13.42.8 129 DF-3/4-250 混冷 25 4 740 850 160 380 63.52.8 1010D-3.3/4-250 水冷 25 4 740 920 185 38043.21
49、.6 10110.4DF-3.5/4-250 混冷 25 4 740 960 200 3805.43.22.7 1212 0.55DF-2.7/5.5-250水冷或混冷25 4 740 1000 200 380 6.453.32.88 1313 0.6D-3.8/6-250 水冷 25 4 740 1500 280 38053.21.612.514D-2.1/8-250 水冷 25 3 740 1000 185 3803.83.31.5 10150.8 DF-3.7/8-250 混冷 25 4 740 1900 315 3805.653.452.6 1316DF-1.3/10-250 混冷 25 3 740 800 132 38063.22.7 1217DF-1.5/10-250 混冷 25 3 740 900 160 38063.22.7 1218DF-1.85/10-250混冷 25 3 740 1150 185 380 6.653.452.86 1319DF-1.9/10-250 混冷 25 3 740 1200 200 38063.22.7 12201DF-2.5/10-250 混冷 25
