活塞式壓縮機(jī)測(cè)溫測(cè)壓點(diǎn)的選擇

劉翔馬楠于翀

(1.中國寰球工程公司,北京 100012;2.沈陽遠(yuǎn)大壓縮機(jī)股份有限公司,遼寧沈陽 110027)

活塞式壓縮機(jī)測(cè)溫測(cè)壓點(diǎn)的選擇

劉翔1馬楠2于翀2

(1.中國寰球工程公司,北京 100012;2.沈陽遠(yuǎn)大壓縮機(jī)股份有限公司,遼寧沈陽 110027)

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，對(duì)大中型活塞式壓縮機(jī)的自動(dòng)化程度要求越來越高，其中對(duì)氣體的溫度和壓力控制是其最重要的兩點(diǎn)。但是，長期以來對(duì)測(cè)溫、測(cè)壓點(diǎn)的選擇，設(shè)計(jì)院、用戶和壓縮生產(chǎn)廠存在分岐，本文擬對(duì)測(cè)溫、測(cè)壓點(diǎn)的選擇利弊做出分析，以期達(dá)成共識(shí)，有利保證壓縮機(jī)的安全長期運(yùn)轉(zhuǎn)。

活塞壓縮機(jī) 測(cè)溫 測(cè)壓點(diǎn)

1 活塞式壓縮機(jī)進(jìn)氣溫度、壓力測(cè)點(diǎn)的選擇

為減少活塞式壓縮機(jī)的氣流脈動(dòng)，提高氣閥的使用壽命，活塞式壓縮機(jī)都設(shè)有進(jìn)氣緩沖器，通常大家都把測(cè)溫、測(cè)壓點(diǎn)取在進(jìn)氣緩沖器的筒體上，不存在什么分岐，但是對(duì)測(cè)溫套管的長度要求上存在不同意見，用戶或設(shè)計(jì)院往往會(huì)向制造廠提出測(cè)溫元件伸入筒體內(nèi)深度大于250mm，或要求達(dá)到筒體的中心位置，例如緩沖器筒體直徑1000mm時(shí)，測(cè)溫套管要求伸入500mm，其依據(jù)是SH3521-1999《石油化工儀表工程施工技術(shù)規(guī)程》，該規(guī)程的4.4.1測(cè)溫元件(如：熱電偶，熱電阻，雙金屬溫度計(jì)，壓力式溫度計(jì)等)應(yīng)安裝在能準(zhǔn)確反映介質(zhì)溫度的位置。規(guī)程的4.4.2安裝在工藝管道上的測(cè)溫元件應(yīng)與管道中心線垂直或傾斜45°，插入深度應(yīng)大于250mm或處在管道中心。插入方向宜與被測(cè)介質(zhì)逆向或垂直。管道公稱直徑小于80mm時(shí)可安裝在彎頭處或加擴(kuò)大管。

持此觀點(diǎn)的人認(rèn)為，無論是管道或容器中心部位都是溫度最高處，是最佳的測(cè)量部位。應(yīng)按規(guī)程要求規(guī)定將測(cè)溫套管伸至中心部位。筆者認(rèn)為測(cè)溫元件伸入管道或容器內(nèi)部不宜過深，應(yīng)控制在200mm以內(nèi)為宜。因?yàn)樯烊脒^長的話呈懸臂梁狀態(tài)的溫度套管在與筒體的焊接處會(huì)產(chǎn)生較大的應(yīng)力，大家都知道，活塞式壓縮機(jī)是間斷吸排氣的，氣流的脈動(dòng)在所難免，試想每分鐘數(shù)百轉(zhuǎn)的高速運(yùn)轉(zhuǎn)的活塞式壓縮機(jī)，測(cè)溫套管的振動(dòng)頻率會(huì)有多高，測(cè)溫套管越長，與筒體焊接處所受的彎曲應(yīng)力就越大，該焊接處經(jīng)過多次的反復(fù)受力，就會(huì)發(fā)生疲勞破壞。以往發(fā)生的筒體與套管焊接處的破損事故，其主要原因就是由于套管過長造成的。

事實(shí)上，管道或筒體的中心部位和管道外側(cè)的氣體溫度只會(huì)存在微小的差異，在熱電偶，雙金屬溫度計(jì)等測(cè)溫元件上根本無法區(qū)分顯示這微小的量。要求過長的測(cè)溫套管是沒有必要的。

2 活塞式壓縮機(jī)排氣測(cè)溫、測(cè)壓點(diǎn)的選擇

對(duì)活塞式壓縮機(jī)氣缸排出氣體的溫度、壓力測(cè)點(diǎn)，很多設(shè)計(jì)院都主張將測(cè)點(diǎn)選擇在排氣緩沖器的進(jìn)口管線上，理由是排氣緩沖器的進(jìn)氣管處的氣體溫度和壓力與氣缸內(nèi)的氣體溫度和壓力值最相近，將測(cè)點(diǎn)選擇在進(jìn)氣管上最能真實(shí)的反映氣缸內(nèi)氣體的溫度和壓力值。筆者認(rèn)為將測(cè)點(diǎn)選擇在排氣緩沖器的進(jìn)口管上有幾大弊端：第一，排氣緩沖器的進(jìn)口管處管徑較小，氣流的速度很高，測(cè)溫，測(cè)壓元件安放此處又會(huì)占出一定的空間，使流通面積縮小，氣流形成阻力增加了阻力損失，使壓降增大，尤其重要的是伸入進(jìn)氣管內(nèi)的溫度套管處形成彎曲應(yīng)力，特別是溫度套管較長時(shí)，隨著氣流的脈動(dòng)，彎曲應(yīng)力的變動(dòng)值會(huì)很大，時(shí)間一長，就有發(fā)生疲勞破壞的可能性。第二，在排氣緩沖器的進(jìn)口管線上設(shè)置測(cè)溫、測(cè)壓點(diǎn)勢(shì)必使進(jìn)口管線長度增加很多，過長的進(jìn)口管線會(huì)大大降低排氣緩沖器的緩沖效果，使氣體的脈動(dòng)值增大，脈動(dòng)值的增大反過來又影響到氣閥的工作壽命。由于排氣緩沖器進(jìn)口管線的加長，有可能要抬高氣缸中心線的標(biāo)高，壓縮機(jī)重心的抬高，又會(huì)使壓縮機(jī)的振動(dòng)值加大。這些不利的因素都會(huì)影響到壓縮機(jī)的安全運(yùn)轉(zhuǎn)可靠性。如果把測(cè)溫，測(cè)壓點(diǎn)取在排氣緩沖品的筒體部件上，可以有效的降低緩沖器的高度，對(duì)設(shè)備的安裝，調(diào)試，維修都提供了方便條件，雖然進(jìn)氣管與筒體處溫度、壓力會(huì)有微量的差異，但是對(duì)溫度、壓力的測(cè)量精度是足夠準(zhǔn)確的，完全不會(huì)影響到測(cè)量的精確度。同時(shí)排氣緩沖器內(nèi)部的氣流相對(duì)進(jìn)氣管口處穩(wěn)定的多，對(duì)測(cè)溫套管也不會(huì)形成較大的沖擊力，測(cè)量套管雖然呈懸壁梁狀態(tài)，只要不選擇過長的測(cè)溫套管，其應(yīng)力變化值不大，不會(huì)造成疲勞破壞，從安全角度出發(fā)也是合理的。第三，由于將測(cè)溫、測(cè)壓點(diǎn)設(shè)置在排氣緩沖器進(jìn)口管上，使壓縮機(jī)的安裝空間加大，安放壓縮機(jī)的廠房會(huì)有所增高，增加了廠房的建筑費(fèi)用，從經(jīng)濟(jì)性出發(fā)，也是不利的。

3 結(jié)語

綜上所述，活塞式壓縮機(jī)的測(cè)溫、測(cè)壓點(diǎn)最佳的設(shè)置位置應(yīng)選擇在進(jìn)、排氣緩沖器的筒體上，盡可能的避免設(shè)置在緩沖器的進(jìn)排氣口接管上，同時(shí)測(cè)溫套管的長度不可選用的過長，以減少造成測(cè)溫套管根部焊接處的應(yīng)力疲勞破壞和由于接管加長而影響緩沖器的緩沖效果，減少了壓縮機(jī)吸、排氣閥的工作壽命，造成壓縮機(jī)的安全運(yùn)轉(zhuǎn)周期的降低。