氣體輸送設備

氣體輸送設備用於壓縮和輸送氣體的設備的總稱。在各工業部門套用極為廣泛。主要有下列三種用途：（1）將氣體由甲處輸送到乙處，氣體的最初和最終壓力不改變（用送風機）；（2）用來提高氣體壓力（用壓縮機）；（3）用來減低氣體（或蒸氣）壓力（用真空泵）。

基本介紹

• 中文名：氣體輸送設備
• 分類：送風機，鼓風機，壓縮機，真空泵
• 套用：氣體輸送，產生高壓氣體，真空
• 特點：動力消耗大
• 設備代表：離心式通風機
• 工藝流程：特性曲線

壓力分類

一般根據所產生的壓力分為四類：（1）送風機，壓力不高於表壓0。015兆帕（0。15大氣壓或1500毫米水柱）；（2）鼓風機，壓力是表壓0。015~0。2兆帕（0。15~2大氣壓）；（3）壓縮機，壓力是表壓0。2兆帕（2大氣壓）以上；（4）真空泵，壓力低於大氣壓。

工業套用

①氣體輸送：為了克服管路的阻力，需要提高氣體的壓力，純粹為了輸送的目的而對氣體加壓，壓力一般都不高。但氣體輸送往往輸送量很大，需要的動力往往相當大。

②產生高壓氣體：化學工業中一些化學反應過程需要在高壓下進行，如合成氨反應，乙烯的本體聚合；一些分離過程也需要在高壓下進行，如氣體的液化與分離。這些高壓進行的過程對相關氣體的輸送設備出口壓力提出了相當高的要求。

③生產真空：相當多的單元操作是在低於常壓的情況下進行，這時就需要真空泵從設備中抽出氣體以產生真空。

一般特點

①動力消耗大：對一定的質量流量，由於氣體的密度小，其體積流量很大。因此氣體輸送管中的流速比液體要大得多，前經濟流速(15~25m/s)約為後者(1~3m/s)的10倍。這樣，以各自的經濟流速輸送同樣的質量流量，經相同的管長後氣體的阻力損失約為液體的10倍。因而氣體輸送設備的動力消耗往往很大。

②氣體輸送設備體積一般都很龐大，對出口壓力高的機械更是如此。

③由於氣體的可壓縮性，故在輸送機械內部氣體壓力變化的同時，體積和溫度也將隨之發生變化。這些變化對氣體輸送設備的結構，形狀有很大影響。因此，氣體輸送設備需要根據出口壓力來加以分類。

設備分類

氣體輸送設備也可以按工作原理分為離心式，旋轉式，往復式以及噴射式等。按出口壓力(終壓)和壓縮比不同分為如下幾類：

①通風機：終壓(表壓，下同)不大於15kPa(約1500mmH2O)，壓縮比1至1。15

②鼓風機：終壓15~300kPa，壓縮比小於4。

③壓縮機：終壓在300kPa以上，壓縮比大於4。

④真空泵：在設備內造成負壓，終壓為大氣壓，壓縮比由真空度決定。

代表設備

離心式通風機

工作原理

（1）為適應輸送風量大的要求，通風機的葉輪直徑一般是比較大的。

（2）葉輪上葉片的數目比較多。

（3）葉片有平直的，前彎的，後彎的。通風機的主要要求是通風量大，在不追求高效率時，用前變葉片有利於提高壓頭，減小葉輪直徑。

（4）機殼內逐漸擴大的通道及出口截面常不為圓形而為矩形。

性能參數

（1）風量：按入口狀態計的單位時間內的排氣體積。m3/s，m3/h

（2）全風壓：單位體積氣體通過風機時獲得的能量，J/m3，Pa

設備選型

(1)根據氣體種類和風壓範圍，確定風機的類型

(2)確定所求的風量和全風壓。風量根據生產任務來定；全風壓按柏努利方程來求，但要按標準狀況校正，即根據按入口狀態計的風量和校正後的全風壓在產品系列表中查找合適的型號。

點評

(1)當氣體的壓縮性可以忽略時，氣體輸送路的計算與液體輸送管路計算相似，所不同的是風機本身及其管路特性曲線與空氣的密度有關。因此當輸送的不是常溫，常壓空氣時，管路特性曲線應事先加以換算。

(2)用同樣的管路輸送氣體，氣體的溫度降低，密度增大，質量流量可能有明顯的增加。

離心式的鼓風機

離心式鼓風機的結構特點：離心式鼓風機的外形與離心泵相象，內部結構也有許多相同之處。例如，離心式鼓風機的蝸殼形通道亦為圓形；但外殼直徑與厚度之比較大；葉輪上葉片數目較多；轉速較高；葉輪外周都裝有導論。單級出口表壓多在30kPa以內；多級可達0。3MPa。離心式鼓風機的選型方法與離心式通風機相同。

離心式壓縮機

結構

轉子：主軸，多級葉輪，軸套及平衡元件

定子：氣缸和隔板

工作原理

氣體沿軸向進入各級葉輪中心處，被旋轉的葉輪做功，受離心力的作用，以很高的速度離開葉輪，進入擴壓器。氣體在擴壓器內降速，增壓。經擴壓器減速，增壓後氣體進入彎道，使流向反轉180度後進入回流器，經過回流器後又進入下一級葉輪。顯然，彎道和回流器是溝通前一級葉輪和後一級葉輪的通道。如此，氣體在多個葉輪中被增加數次，能以很高的壓力能離開。

工藝流程

特性曲線

離心式壓縮機的H~Q曲線與離心式通風機在形狀上相似。在小流量時都呈現出壓力隨流量的增加而上升的情況。

特點

與往復壓縮機相比，離心式壓縮機有如下優點：體積和重量都很小而或流量很大；供氣均勻；運轉平穩；易損部件少，維護方便。因此，除非壓力要求非常高，離心式壓縮機已有取代往復式壓縮機的趨勢。而且，離心式壓縮機已經發展成為非常大型的設備，流量達幾十萬立方米/時，出口壓力達幾十兆帕。

發展市場

氣體輸送設備廣泛用於工廠、礦井、隧道、冷卻塔、車輛、船舶和建築物的通風、排塵和冷卻；鍋爐和工業爐窯的通風和引風；空氣調節設備和家用電器設備中的冷卻和通風；穀物的烘乾和選送；風洞風源和氣墊船的充氣和推進等。

2007年，中國氣體輸送設備製造業工業總產值、新產品產值、工業銷售產值等均較上年有較大幅度增長；行業的整體銷售能力和規模擴張速度都有了提高；綜合來看行業運營能力高於上年，並且行業外部市場需求旺盛，增長的潛力仍然較大。受國家巨觀調控和能源、原材料價格持續上漲的影響，行業整體盈利能力較2006年有所下降。

影響

中國氣體輸送設備製造業的巨大需求引起了眾多國外知名廠商的關注，世界一流的氣體輸送設備製造商相繼進入中國，並通過合併和收購方式日益壯大，占領了相當大的市場份額。

中國氣體輸送設備行業的企業分布比較零散，不同類型企業有不同的市場面。比如各式中小型通風機和其它風機產品由於技術含量相對較低、附加價值較低，故多由中小企業和鄉鎮企業生產，絕大多數中小型企業生產的通風機都是大眾化的通用產品，沒有自己獨特的主導產品，競爭能力一般。