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往复式压缩机水冷式冷却系统的研究


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往复式压缩机水冷式冷却系统的研究
冷却系统的研究现状目前中国大量生产和应用的压缩机的冷却部件技术落 后,大都处于 20 世纪五六十年代水平。国产压缩机冷却系统与国外产品相比差 距很大,主要是冷却性能不佳。对于水冷压缩机,由于冷却系统性能差,操作工 人只有开大水

阀、加大冷水量来提高其冷却能,因此国产机组的耗水量往往在 3 到 4 升每立方米,是国外机组的三倍多。绝大多数石油化工、化工气体压缩机所 用的级间冷却器多数仍沿用光滑管为传热元件。 冷却器在多级压缩机中起着举足轻重的作用,对压缩机的结构、性能、经济 性、成本和安全操作等都有影响。常用的水冷式冷却器有管壳式、元件式、套管 式和蛇管式等。 管壳式冷却器由外壳和管束组成,一般气体在管间流动,冷却水在管内流动。 为了提高气侧的传热系数,可使冷却水走管外,而气体走管内,气体流动速度得到 提高。采用低翅的螺纹管或在光滑管外滚压翅片而得的翅片管,其总传热系数比 光滑管提高 0.5~1 倍,气体出口温度降低 10 摄氏度度左右。[1] 元件式冷却器是将管束外穿散热片组,固定组合后作为整体放入壳体,结构 紧凑,广泛用于 L 型压缩机,但不便于除垢清洗。 套管式冷却器是 2 根同心管套在一起组成的冷却器,管间、管内分别走 2 种 流体,通流面积小,流速大,利于传热,但消耗的金属多,结构笨重,用于中、 高压体 积流量小、换热面积较小的场合。将套管式冷却器的套管直径加大,可改善冷却 效果。[2] 蛇管式冷却器是将换热管绕成螺旋形置于水箱中,气体在管内流动,具有结 构简单、制造方便、冷却效果不受水质的影响等优点,用于小型压缩机或高压压 缩机。 水冷式压缩机气缸的冷却是通过水在缸内壁与缸套之间的空隙内流动来实 现的。 设计时应保证水流通道畅通,不应在流道中产生死区或气囊,以免影响冷却 效果。要保证压缩机不工作时水腔中的冷却水能全部放出,以使机器气缸在 0 摄 氏度以下时不致冻裂。[3] 对于水冷式多级压缩机,必须对冷却系统中的各组件进行合理组织以获取较 佳的冷却效果,可分为串联式冷却系统、并联式冷却系统和混联式冷却系统。对 于两级压缩机常用串联式冷却系统,冷却水顺序经过中冷器、 各级气缸水套,最后 经后冷器排出,这样有利于提高温度系数,保证压缩机的排气量。 这种系统具有结 构简单、耗水量小的优点,但发生故障时不便于检修。[4]混联试冷却系统是每一 中冷器与其相连的汽缸水套构成串联系统,而各级之间为并联系统,该系统具有 串联和并联两者的优点,综合性能较佳,但是管线较为复杂。 参考文献: [1] 活 塞 式 压 缩 机 设 计 编写 组 . 活 塞 式 压 缩 机 设 计[M]. 北 京 : 机 械 工 业 出版 社,1974。 [2]颜刚,袁炳飞,华素萍.空压机三级冷却器技术改进[J].深冷技术,1999。 [3]王峰,往复式压缩机冷却系统的研究。冷却技术,2007。 [4]彭宝成,朱玉峰,赵志广.一种大功率风冷全无油压缩机[P].中国专利,2004。


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