活塞式壓縮機測溫測壓點的選擇

劉翔馬楠于翀

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

活塞式壓縮機測溫測壓點的選擇

劉翔1馬楠2于翀2

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

隨著科學技術的進步，對大中型活塞式壓縮機的自動化程度要求越來越高，其中對氣體的溫度和壓力控制是其最重要的兩點。但是，長期以來對測溫、測壓點的選擇，設計院、用戶和壓縮生產廠存在分岐，本文擬對測溫、測壓點的選擇利弊做出分析，以期達成共識，有利保證壓縮機的安全長期運轉。

活塞壓縮機 測溫 測壓點

1 活塞式壓縮機進氣溫度、壓力測點的選擇

為減少活塞式壓縮機的氣流脈動，提高氣閥的使用壽命，活塞式壓縮機都設有進氣緩沖器，通常大家都把測溫、測壓點取在進氣緩沖器的筒體上，不存在什么分岐，但是對測溫套管的長度要求上存在不同意見，用戶或設計院往往會向制造廠提出測溫元件伸入筒體內深度大于250mm，或要求達到筒體的中心位置，例如緩沖器筒體直徑1000mm時，測溫套管要求伸入500mm，其依據是SH3521-1999《石油化工儀表工程施工技術規程》，該規程的4.4.1測溫元件(如：熱電偶，熱電阻，雙金屬溫度計，壓力式溫度計等)應安裝在能準確反映介質溫度的位置。規程的4.4.2安裝在工藝管道上的測溫元件應與管道中心線垂直或傾斜45°，插入深度應大于250mm或處在管道中心。插入方向宜與被測介質逆向或垂直。管道公稱直徑小于80mm時可安裝在彎頭處或加擴大管。

持此觀點的人認為，無論是管道或容器中心部位都是溫度最高處，是最佳的測量部位。應按規程要求規定將測溫套管伸至中心部位。筆者認為測溫元件伸入管道或容器內部不宜過深，應控制在200mm以內為宜。因為伸入過長的話呈懸臂梁狀態的溫度套管在與筒體的焊接處會產生較大的應力，大家都知道，活塞式壓縮機是間斷吸排氣的，氣流的脈動在所難免，試想每分鐘數百轉的高速運轉的活塞式壓縮機，測溫套管的振動頻率會有多高，測溫套管越長，與筒體焊接處所受的彎曲應力就越大，該焊接處經過多次的反復受力，就會發生疲勞破壞。以往發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。

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

2 活塞式壓縮機排氣測溫、測壓點的選擇

對活塞式壓縮機氣缸排出氣體的溫度、壓力測點，很多設計院都主張將測點選擇在排氣緩沖器的進口管線上，理由是排氣緩沖器的進氣管處的氣體溫度和壓力與氣缸內的氣體溫度和壓力值最相近，將測點選擇在進氣管上最能真實的反映氣缸內氣體的溫度和壓力值。筆者認為將測點選擇在排氣緩沖器的進口管上有幾大弊端：第一，排氣緩沖器的進口管處管徑較小，氣流的速度很高，測溫，測壓元件安放此處又會占出一定的空間，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氣管內的溫度套管處形成彎曲應力，特別是溫度套管較長時，隨著氣流的脈動，彎曲應力的變動值會很大，時間一長，就有發生疲勞破壞的可能性。第二，在排氣緩沖器的進口管線上設置測溫、測壓點勢必使進口管線長度增加很多，過長的進口管線會大大降低排氣緩沖器的緩沖效果，使氣體的脈動值增大，脈動值的增大反過來又影響到氣閥的工作壽命。由于排氣緩沖器進口管線的加長，有可能要抬高氣缸中心線的標高，壓縮機重心的抬高，又會使壓縮機的振動值加大。這些不利的因素都會影響到壓縮機的安全運轉可靠性。如果把測溫，測壓點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，對設備的安裝，調試，維修都提供了方便條件，雖然進氣管與筒體處溫度、壓力會有微量的差異，但是對溫度、壓力的測量精度是足夠準確的，完全不會影響到測量的精確度。同時排氣緩沖器內部的氣流相對進氣管口處穩定的多，對測溫套管也不會形成較大的沖擊力，測量套管雖然呈懸壁梁狀態，只要不選擇過長的測溫套管，其應力變化值不大，不會造成疲勞破壞，從安全角度出發也是合理的。第三，由于將測溫、測壓點設置在排氣緩沖器進口管上，使壓縮機的安裝空間加大，安放壓縮機的廠房會有所增高，增加了廠房的建筑費用，從經濟性出發，也是不利的。

3 結語

綜上所述，活塞式壓縮機的測溫、測壓點最佳的設置位置應選擇在進、排氣緩沖器的筒體上，盡可能的避免設置在緩沖器的進排氣口接管上，同時測溫套管的長度不可選用的過長，以減少造成測溫套管根部焊接處的應力疲勞破壞和由于接管加長而影響緩沖器的緩沖效果，減少了壓縮機吸、排氣閥的工作壽命，造成壓縮機的安全運轉周期的降低。