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空压机控制排气量的方法竟然这么多

01气量控制与调节

压缩空气总成本的80%，体现在能耗上，因而不同型式的压缩机，应当按照不同的调节系统选择不同的控制与调节系统。不同压缩机型式和制造商之间的差别，会使性能上差异有天壤之别。理想的状态是使压缩机的满负荷与耗气量恰好相一致。

例如可以通过仔细地选择齿轮箱的传动比，达到这个要求，这种做法常见于工艺流程压缩机之中。大多数消耗压缩空气的设备是自身调节的，就是说**压力会****，这就是它们何以形成稳定系统的原因，如气力输送、防冰和冷冻等。正常情况下，必须对**进行控制，所用的控制设备与压缩机组成一体，这类调节系统主要有两大类:

1.利用不断地控制驱动电机的转速调节气量，或者根据压力的变化不断地控制阀门实现气量的连续调节。其结果是由较小的压力变化（0.1至0.5bar ），变化大小由调节系统的放大功能及其速度而定。

2.加载、卸载调节是常见的调节系统，并且二者之间的压力变化也是可以接受的。调节的方法是：在较高压力时完全切断气流（卸载），而当压力降低到值，恢复**（加载）。压力的变化取决于单位时间内，加载/卸载循环的许可次数，通常压力在0.3至1bar 范围内变化。
 

02气量调节基本原理

2.1 容积式压缩机的调节原理（卸压阀）

基本原理方法是：将超过的压力释放到大气中去，卸压阀简单的设计是用弹簧加载，弹簧的起跳力决定终的压力。卸压阀通常被一种由调节器控制的伺服阀所取代，这时压力可以方便地得到控制，在压缩机带压起动时，伺服阀还可以起到卸荷阀作用，但是卸压阀会造成大量的能耗，因为压缩机必须连续在全背压下工作。有一种用于小型压缩机的方案，把这种阀完全打开，使压缩机卸载，压缩机在背压为大气压下工作，采用这种方法功率的消耗较为实惠。

2.2 旁通调节

从原理上，旁通调节和卸压阀有相同的功能，差别就是压力释放的空气是经过冷却，并回到压缩机的进气口，这个方法常用流程压缩机，气体不宜直接排放到大气中，成本上太昂贵了。

2.3 进口节流

进口节流是减少**的一种简便方法，该方法是使进口处产生低压，**压缩机的压缩比，至用于较小的调节范围。喷液压缩机容许有大的压缩比，可以下调到大的10%，由于高压缩比，该方法造成相对高的能耗。

2.4 带进气节流的卸压阀

这是目前比较常见的调节方法，可以得到大的调节范围（0至），而且能耗低，压缩机卸载（零**）功率只有满载的15至20%。进气阀关闭时，留一个小孔，同时放空打开，供排放压缩机出来的空气。压缩机主机工作在进口真空和低背压状态下，重要的是，压力释放要快，而且被释放的容积要小，以免满载转换到空载时，引起不必要的损失。该系统要求有一个系统容积（储气罐），其大小取决于卸载与加载之间所要求的压差，以及每小时容许的循环次数。

小于5-10kW的压缩机常用开/停方法进行调节，当压力达到上限值，电机完全停止；当压力低于下限值，电机重新启动。该方法需要大的系统容积或开机压力与停机之间有大的压力差，以使电机的负载降低到小。在单位时间内有较少起动次数的情况下，这是行之有效的调节方法。

2.5 转速调节

由内燃机、涡轮机或调频电机控制压缩机的转速，从而控制**。它是保持恒定出气压力的一种有效方法。调节范围因压缩机的型式而异，但喷液压缩机的范围大。在载荷程度较低时，通常将转速调节和卸压结合起来，或带或不带进气节流。

用电源电机作为动力的压缩机，转速可以由电器控制电机，因而提供一个机会控制电机的转速，保持压缩空气恒定在很小的压力变化范围内。例如，普通的感应电机用一个变频器调节转速就可以达到这个要求，连续不断并**地测量系统的压力，然后让压力信号去控制电机的变频器，从而控制电机的转速，使压缩机的气量**地适应空气的耗量，系统可以保持在±0.1bar 。

2.6 可变排气口调节

螺杆压缩机的排气量可以在机壳内沿着长度方向，向着进气端移动排气口的位置进行调节。这种方法在部分负荷时需要耗费较高的功率，相对而言不常用。

2.7 吸气阀卸荷

活塞式压缩机可以用机械方法迫使吸气阀处于开启位置，进行卸荷。随活塞位置的变化，空气进进出出。结果有小的能量损失，通常低于满载轴功率的10%。在双作用的压缩机上，一般是多级卸荷，一个气缸一次得到平衡，较好地使气量达到供需相应。工艺流程压缩机上用一种部分卸荷方法，允许活塞在部分行程时，气阀被打开，因而实现连续的气量控制。

2.8 余隙容积

靠改变活塞压缩机上余隙容积，降低气缸的充气程度，从而降低气量，也可借助一个外部相连的容积，使余隙容积得以变化。

2.9 加载—卸载—停机

对于功率大于5kW的压缩机，这是常用的方法，调节范围大而且损失低，实际上这是一种开/停调节与各种卸荷系统的组合。容积式压缩机，普通的调节原理是“产生空气”/“不产生空气”（加载/卸载），当需要空气时，一个信号被送到一个电磁阀上，依次引导压缩机的进气阀达到完全的开启位置。进气阀要么全开（加载），要么全闭（卸载），没有中间位置。

传统控制方法是在压缩空气系统中装有一个压力开关，开关有两个可设定值，一个为小压力（加载），一个为大压力（卸载）。压缩机工作在设定值界限内，例如：0.5bar。如果空气需要量小，或者一点不需要，则压缩机空载运行（空转），空转周期长短由一个时间继电器设定（例如设为20分钟）。过了设定时间，压缩机停转，并且不再启动，直到压力跌到小值。这是传统可靠，放心的控制方法，现在常见于小型压缩机。

这个传统系统进一步发展，以一个模拟的压力变送器与一个快速电子调节系统，替代压力开关。压力变送器与调节系统一起，随时感受到系统中的压力变化。系统及时启动电机，并控制进气阀的开启与关闭。能在±0.2bar 内，实现快速和良好的调节。如果没有使用空气，压力将保持恒定，压缩机空载运行（空转）。空转周期的长短，可以根据电机能承受的启停次数，而不至于过热，以及运行期间的经济性而定。后者因为系统可以根据空气消耗量的走向，决定停机，还是继续空转。

压力容器常见缺陷和处理方法

1 腐蚀

腐蚀是压力容器在使用过程中容易产生的一种缺陷，特别是在化工容器中。它是由于金属与所接触的介质产生化学或电化学变化作用而引起的。

腐蚀种类

容器的腐蚀可以是均匀腐蚀、点腐蚀、晶间腐蚀、应力腐蚀和疲劳腐蚀。不管是哪一种腐蚀，严重时都会导致容器的失效或破坏。

压力容器的内外表面都可以产生腐蚀。容器的外壁一般是大气的腐蚀，大气的腐蚀作用与地区与季节等有密切的关系，在干燥的地区或季节，大气的腐蚀比潮湿地区或多雨季节轻微得多。

压力容器外壁的腐蚀多产生于经常处于潮湿状态和易于积存水分或湿气的部位。在容器与支架的接触面、容器与地面接触的部分容易产生腐蚀。容器内壁的腐蚀主要是由于工作介质或它所含有的杂质作用而产生的。一般来说，工作介质具有明显腐蚀作用的容器，设计时都采取防腐蚀措施，如选用耐腐蚀材料、进行表面处理或表面涂层、在内壁加衬里等。因此，这些容器内壁的腐蚀常常是因为防腐蚀措施遭到破坏而引起的。

容器内壁的腐蚀也可能是由于正常的工艺条件被破坏而引起，例如干燥的氯对钢制容器不产生腐蚀作用，而如果中含有水分或充装的容器因进行水压试验后没有干燥，或由于其它原因进入水分，则与水作用生成盐酸或次氯酸，对容器内壁产生强烈的腐蚀作用。

由于结构原因也可引起或加剧腐蚀作用，例如，带有腐蚀性沉积物的容器，排出管高于容器的底平面，使容器底部长期积聚有腐蚀性的沉积物，因而产生腐蚀。

此外，焊缝及热影响区、铆接容器的铆钉周围及接缝区都是比较容易产生腐蚀的地方。

由于容器外壁的腐蚀一般是均匀腐蚀或局部腐蚀，用直观检查的方法即可发现。外壁涂刷有油漆防护层的容器，如果防护层完好无损，而且又没有发现其它可疑迹象，一般不需要清除防护层来检查金属壁的腐蚀情况。

外面有保温层或其它覆盖层的容器，如果保温材料对器壁材料无腐蚀作用，或容器壳体有防腐层，在保温层完好无损的情况下，也可以不拆除保温层，但如果发现泄漏或其它有可能引起腐蚀的迹象，则至少在可疑之处拆除部分保温层进行检查。

容器内壁可能有各种形式的腐蚀。对均匀腐蚀和局部腐蚀也可以通过直观检查的方法。对晶间腐蚀和断裂腐蚀（应力腐蚀和疲劳腐蚀），除了严重的晶间腐蚀可以用锤击检查有所发现外，一般用直观检查是难以判断的，常用金相检验、化学成分分析和硬度测定。一般衬里要作气密性检验，检验时有妨碍检验的构件应予以拆除。

经直观检查发现容器内壁或外壁有均匀腐蚀或局部腐蚀时应测量被腐蚀处的剩余厚度，从而确定器壁的腐蚀厚度和腐蚀速率。

处理方法

对腐蚀缺陷的处理要根据容器的具体使用情况而定，一般原则是：

（1）内壁发现晶间腐蚀、断裂腐蚀等缺陷时，不易继续使用。如果腐蚀是轻微的，允许根据具体情况，在改变原有工作条件下使用。

（2）当发现分散点腐蚀，但不妨碍工艺操作时（不存在裂纹、腐蚀深度小于计算壁厚的一半），可对缺陷不作处理继续使用。

（3）均匀腐蚀和局部腐蚀按剩余厚度不小于计算厚度的原则，确定其继续使用、缩小检验间隔期限、降压使用或判废。

2 裂纹

裂纹是压力容器中危险的一种缺陷，它是导致容器发生脆性破坏的因素，同时又会促进疲劳破裂和腐蚀破裂的产生。

裂纹种类

压力容器中的裂纹，按其生成过程，大致可分为两大类，即原材料或容器制造中产生的裂纹和容器使用过程中产生的裂纹或扩展的裂纹。前者包括钢板的轧制裂纹、容器的拔制裂纹、焊接裂纹和消除应力热处理裂纹；后者包括疲劳裂纹和应力腐蚀裂纹。

原材料轧制裂纹是由于金属材料本身存在的疏松、缩孔和非金属夹杂物等缺陷积聚在一起，经轧制而生成的线性缺陷。这种缺陷可以在材料的内部，也可以在表面，无一定的方向性和固定的部位。有些拔制的小型高压容器中，也常常发现类似的裂纹。

焊接裂纹主要是在容器制造过程中产生的，这是由于容器制造厂质量检验不严，或原有缺陷轻微未被发现而在使用过程中有所发展。

消除应力热处理裂纹是一种呈分枝状的晶间裂纹，是在焊后消除应力热处理时产生的，也可在使用中扩展。

疲劳裂纹是因为容器的结构不良或材料存在缺陷，造成局部应力过高，在容器经过反复多次的加压或卸压后产生的裂纹，在一些开停频繁的压力容器中可以发现这种裂纹。

腐蚀裂纹是腐蚀介质在一定的工作条件下，对材料进行腐蚀而逐渐形成的，这种裂纹往往与应力有关。因为应力和腐蚀两者相互促进，后者在材料表面形成缺口产生应力集中，或削弱金属的晶间结合力，而前者则加速腐蚀的进展，使表面缺口向深处发展。

压力容器的裂纹虽然在它的内外表面的各个部位都可能存在，但是一般容易产生裂纹的地方是焊缝与焊接热影响区以及局部应力过高的部位。

处理方法

裂纹的检查可以用直观检查和无损探伤。一般是通过直观检查发现或初步发现裂纹的迹象，再通过无损探伤进一步加以确认。无损探伤无论是液体的渗透探伤、荧光探伤和磁力探伤，对检查表面裂纹都有较高的效用，可以根据具体情况适当选用。

当发现压力容器有裂纹缺陷时，首先应根据裂纹所在部位、数量、大小、分布情况及容器的工作条件等分析裂纹产生的原因，必要时可以进行金相检验，以判断裂纹是原材料存在的缺陷，还是容器制造时留下的，或是使用过程中产生的。然后再根据缺陷的严重程度和容器的具体情况确定缺陷或对存在缺陷的容器处理方法。

由于材料轧制或拔制容器留下的微裂，一般都比较浅，可以用手锉或砂轮等磨去。焊接裂纹应在检查发现时予以铲除。

由于结构不良、局部应力过高而产生裂纹的部件一般不宜继续使用。存在腐蚀裂纹的容器，也不应将裂纹铲除或焊补后继续使用。

在特殊情况下，由于容器制造或原材料留下的裂纹确实难以消除，经过具有资格的压力容器缺陷评定单位检查鉴定，并根据断裂力学的分析和计算，确认裂纹不会扩展，且具有足够的安全裕度，容器可以采取可靠的监护措施，继续使用，但要缩短检验间隔期限，严密监视裂纹的发展情况。

3变形

变形是指容器在使用以后整体或局部地方发生几何形状的改变，这种缺陷一般在压力容器中是比较少见的。

变形种类

容器的变形一般可以表现为局部凹陷、鼓包、整体扁瘪、整体膨胀等几种形式。

局部凹陷是容器壳体或封头的局部区域受到外力的撞击或挤压因而发生的表面凹洼，这种变形一般只能在壳壁较薄的小容器上产生，它并不引起容器壁厚的改变，而只是使某一局部表面失去了原有的几何形状。

鼓包是容器的某一部分承压面因严重的腐蚀，壁厚显著减薄，因而在内压作用下发生的向外凸起变形。个别情况下也可因容器的局部温度过高，致使材料的机械性能降低而产生鼓包，这种变形将使容器这一区域的壁厚进一步减薄。

整体扁瘪是因为受外压作用的壳体壁厚太薄，以至在压力作用下失去稳定性，丧失原有的壳体形状，这种变形只发生在容器的受外压部件，如夹套容器的内筒。

整体膨胀变形是因为容器壁厚太薄或超压使用，致使整个容器或某些截面产生屈服变形而造成的。这种变形一般都是缓慢进行的，只有在特殊的监测下才能发现。处理方法

变形的检查一般可用直观检查，不太严重的变形可以通过量具检查来发现。

产生变形缺陷的容器，除了不太严重的局部凹陷以外，其它的一般不宜继续使用。因为经过塑性变形的容器，壁厚总有不同程度的减薄，而且变形材料也会因应变硬化而降低习韧性，耐腐蚀性能也较差。

对于轻微的鼓包变形，如果变形面积不太大，而且又未影响到容器的其它部分，则在容器材料可焊性较好的情况下，可以考虑采用挖补处理。即将局部鼓包的部分挖去，再用相同形状和材料的板块进行补焊，焊后按容器原来的技术要求对焊缝进行技术检验。