往复式和离心式压缩机外文翻译.docx

离心式和往复式压缩机的工作效率特性 Rainer Kurz , Bernhard Winkelmann , and Saeid Mokhatab 往复式压缩机和离心式压缩机具有不同的工作特性，而且关于效率的定义也不同。本文提供了一个公平的比较准则，得到了对于两种类型机器普遍适用的效率定义。这个比较基于用户最感兴趣的要求提出的。此外，对于管道的工作环境影响和在不同负载水平的影响给出了评估。 乍一看，计算任何类型的压缩效率看似是很简单的：比较理想压缩过程和实际压缩过程的工作效率。难点在于正确定义适当的系统边界，包括与之相关的压缩过程的损失。除非这些边界是恰好定义的，否则离心式和往复式压缩机的比较就变得有缺陷了。 我们也需要承认，效率的定义，甚至是在评估公平的情况下，仍不能完全回应操作员的主要关心问题：压缩过程所需的驱动力量是什么？要做到这一点，就需要讨论在压缩过程中的机械损失。 随着时间的推移效率趋势也应被考虑，如非设计条件，它们是由专业的流水线规定，或者是受压缩机的工作时间和自身退化的影响。 　管道使用的压缩设备涉及到往复式和离心式压缩机。离心式压缩机用燃气轮机或者是电动马达来驱动。所用的燃气轮机，总的来说，是两轴发动机，电动马达使用的是变速马达或者变速齿轮箱。往复压缩机是低速整体单位或者是可分的“高速”单位，其中低速整体单位是燃气发动机和压缩机在一个曲柄套管内。后者单位的运行在750-1,200rpm范围内（1,800rpm是更小的单位）并且通常都是由电动马达或者四冲程燃气发动机来驱动。 效率 　　要确定任何压缩过程的等熵效率，就要基于测量的压缩机吸入和排出的总焓(h)，总压力(p)，温度(T)和熵(s)，于是等熵效率变为： (Eq.1) 并且加上测量的稳态质量流m，吸收轴功率为： (Eq.2) 考虑机械效率。 理论（熵）功耗（这是绝热系统可能出现的最低功耗）如下： (Eq.3) 流入和流出离心式压缩机的流量可以视为“稳态”。环境的热交换通常可以忽略。系统边界的效率计算通常是用吸入和排出的喷嘴。需要确定的是，系统边界要包含所有内部泄露途径，尤其是从平衡活塞式或分裂墙渗漏的循环路径。机械效率，在描述轴承和密封件的摩擦损失以及风阻损失时可以达到98%和99%。 对于往复式压缩机，理论的气体马力也是由Eq.3给出的，鉴于吸力缓冲器上游和排力缓冲器下游的吸气和排气压力脉动。往复压缩机就其性质而言，从临近单位需要多方面的系统来控制脉动和提供隔离（包括往复式和离心式），以及可以自然存在的来自管线的管流量和面积管道。对于任何一个低速或高速单位的歧管系统设计，使用了卷相结合，管道长度和压力降元素来创造脉动（声波）滤波器。这些歧管系统（过滤器）引起压力下降，因此必须在效率计算时考虑到。潜在的，从吸气压力扣除的额外压力不得不包含进残余脉动的影响。就像离心压缩机一样，传热就经常被忽视。 对于积分的机器，机械效率一般取为95%。对于可分机机械效率一般使用97%。这些数字似乎有些乐观，一系列数字显示，往复式发动机机械损失在8-15%之间，往复压缩机的在6-12%（参考1往复压缩机招致号码：库尔兹，R.，K.，光布伦，2007）。 工作环境 在这样的情况下，当压缩机在一个系统中运行时，管道长度Lu上游和Ld下游，以及管道pu上游的初始压力和管道pe下游的终止压力均被视为常量，在管道系统中我们有一个压缩机运行的简单模型（图1）。 图1：管道段的概念模型（文献2：库尔兹.R，M.由罗穆斯基，2006年）。 对于给定的，标准管线定量流动能力将在吸入阶段强加压力，在压缩机放电区强加压力。对于给定的管线，压缩机站头部（）流（Q）关系可以近似表述为 （Eq.4） 其中和是常数（对于一个给定的管道几何）分别描述了管道两边的压力和摩擦损失（文献2：库尔兹.R，M.由罗穆斯基，2006年）。 除去其他问题，这意味着对于带管道系统的压缩机站，头部所需流量扬程是由管道系统规定的（图2）。特别地，这一特点对于压缩机需要的能力允许头部减量，按照规定的方式反之亦然。管道因此将不需要改变头部的流量恒定（或压力比）。 图2：建立在4式上的机头流量关系。 在短暂的情况下（如包装其间），最初的操作条件遵循恒功率分布，如头部流量关系如下： （Eq.5） 并将渐进地达到稳定的关系（文献3：奥海宁S.，R.库尔兹，2002年） 在上述要求的基础上，必须控制压缩机输出与系统要求匹配。该系统需求的特点是系统流程和系统头部或压力比的强烈关系。管线压缩机提供了在操作条件经验下的大量变化，一个重要问