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第一章压缩机的选型

1.1压缩机的选型原则

压缩机可供选择的有往复式和离心式两种：离心式压缩机性能稳定，易损件

少，可不考虑备用，但投资远远大于往复式压缩机。往复活塞式压缩机属于容积

式压缩机，它能够提供较大的压比，而且具有无论流量大小、分子量大小，都可

以达到较高的出口压力，而且与输送气体的分子量无关等优点，但同时带有结构

复杂，易损件多的缺点。

在化工生产中，气体复杂，分子量多变，以及考虑资金原因，所以在化工装

置中广泛采用往复活塞式压缩机来输送气体或提高气体的压力。而一旦确定采用

往复式压缩机，应对其结构、性能等方面进行仔细研究并作出合理的选择。合理

确定压缩机的机型及主要参数和配置根据装置的不同和对进出口压力要求的不

同，压缩机的级数也不同，同时随着装置规模不断扩大，压缩机的机型也在逐步

增大。决定压缩机机型的主要参数包括级数、结构形式、平均活塞速度、活塞杆

负荷等。在工业生产中，由于介质复杂，以及考虑投资，往复式压缩机运用比较

广泛，所以介绍往复式压缩机选型。

1.1.1往复式压缩机级数的确定

往复式压缩机的级数主要受到级排气温度的限制。美国石油学会标准

API618《石油、化工及气体工业用往复式压缩机》规定，除非另有规定和认可，

最大预期排出温度应不超过150℃，(300°F)，此限制适用于所有规定的运行和

负荷条件。对某些使用情况（如使用高压氢气或需采用无油润滑汽缸应特别考虑

降低温度极限）。对于焦炉气来说预定排出温度不应超过140℃。

1.1.2往复式压缩机的结构形式

往复式压缩机的结构形式。大型往复式压缩机一般为多级多列结构，为取得

较好的动力平衡及运行稳定性，多采用卧式布置。根据曲柄夹角的不同，主要分

为下述两种形式：

1.对动式压缩机。其结构特点是每一相对列的两组运动部件作对称于主轴中

心线的相向运动。当压缩机为偶数列时（此时一般称为对称平衡型压缩机）。一、

二阶往复惯性力和离心力都能相互抵消。但当压缩机为三列时，虽然往复惯性力

和惯性力矩能够自动平衡，压缩机总阻力距变化很大，这是其缺点。

2.对置式压缩机。对置式压缩机的气缸布置在机身两侧，但相对列的活塞运

动部件做不对称运动。对于三列及其以上的奇数列，曲柄夹角一般在360°内均

匀分配，对于这种压缩机仅一阶往复惯性力能够自动平衡，但总阻力矩比较均匀。

实际应用中，为取得较好的动力平衡性，对于需采用偶数列的机组，宜选用对称

平衡型结构；对于需采用奇数列的机组，最好选用对置型结构；此时若要采用对

称平衡型结构，最好加一空列，使其转化成偶数列。

1.1.3压缩机的转速及平均活塞速度

压缩机的转速和平均活塞速度对压缩机的MTBF（平均无故障工作时间）

起着关键作用，同时也决定了压缩机机型的大小。一般来说，选用较高的转速和

较高的平均活塞速度可以导致较小的机型和较小的泄漏（较高的效率）；选用较

低转速可增加气阀的寿命，较低的平均活塞速度则可以增加填料、活塞环的寿命。

但过低的压缩机的转速和平均活塞速度会使得压缩机的机型增大，增加装置的一

次投资。因此转速和平均活塞速度选取既要考虑压缩机的运行可靠性，也要考虑

其经济性。所以在化工生产中，为了维持机组的长时间运行，保持持续生产状态，

减少对气阀、填料维修，一般不选用较高转速，一般保持在500r/min以下。

1.1.4压缩机的活塞杆负荷

压缩机的活塞杆负荷。压缩机基础件如：机身、连杆、十字头、活塞杆的设

计一般都以活塞杆负荷为基准参考数据，也就是说机型的大小是由活塞杆负荷所

确定的。在平均活塞速度确定的情况下，活塞杆的气体负荷基本上就可以确定，

机型的大小也就可以确定。在选择机型时应注意：

1.在任何工况下（包括压缩机部分卸荷及出口压力为安全阀定压条件下）活塞杆

的气体负荷应小于压缩机制造厂规定的静止机器部件如机身、中体、气缸、十字

头导轨、螺栓的最大允许连续气体负荷。

2.在任何工况下（包括压缩机部分卸荷及出口压力为安全阀定压条件下）综合活

塞杆负荷应小于压缩机制造厂规定最大允许连续综合负荷。一般来说，对于同一

机型最大允许连续综合负荷小于最大允许连续气体负荷。表一是国内两主要压缩

机制造厂主要机型的最大允许负荷数据。

表1上海D-R公司和沈鼓主要机型最大允许负荷

上海D-RHH