進氣壓力與溫度對加氫站隔膜壓縮機性能的影響分析

進氣壓力與溫度對加氫站隔膜壓縮機性

能的影響分析摘要：氫能源作為新型能源的一種，備受人們關(guān)注，因此加氫站的工作變得至關(guān)重要，而隔膜壓縮機作為加氫站的重要設(shè)備，其安全與高效運轉(zhuǎn)成為加氫站的核心工作。本文就隔膜壓縮機在工作中進氣壓力與溫度對其能耗的影響進行對比分析，期待為提升壓縮機的工作效率，減少能耗提供一些理論參考。關(guān)鍵詞：進氣壓力；進氣溫度；加氫站；隔膜壓縮機1隔膜壓縮機工作特點隔膜壓縮機在工作中，壓縮膜片、氣缸、油缸是相對獨立的存在，在壓縮膜片進行震動時，氣缸中不需要添加任何潤滑物質(zhì)，其完全與液壓油液分離，因此壓縮氣體不受液壓油的污染，保持純凈。隔膜壓縮機的氣缸是一個封閉的空間，且體積較大，確保氫氣在壓縮中不受外界環(huán)境污染的同時，保障氣缸的散熱性，因此在進行高壓氣體壓縮時，具有很好的實用性。2不同工況下氫氣壓縮機的性能分析為了測試進氣壓力與溫度對加氫站隔膜壓縮機性能的影響，通過改變進氣壓力與溫度，進行壓縮機性能的對比。將進氣壓力固定在5MPa、排氣壓力在45MPa時，進口的溫度設(shè)置為-5攝氏度、5攝氏度、15攝氏度、25攝氏度、35攝氏度、45攝氏度，進行壓縮機性能的對比分析［1］。表1為壓縮機壓縮每千克氫需要的性能參數(shù)。表1壓縮機參數(shù)（P=5MPa）進口軸功排氣每千每千每千

溫度(C)率(kW)溫度(C)克壓縮功率(kW)克預(yù)冷功耗(kW)克總功耗(kW)-533.80228.841.030.151.18533.70247.071.060.081.141533.63265.341.100.041.142533.54283.651.130.031.163533.48301.991.170.011.184533.40320.361.200.001.20根據(jù)表1可以看出壓縮機排氣溫度與軸功率、耗能隨著進口溫度的調(diào)整而產(chǎn)生相應(yīng)的改變，在進行進口壓力固定設(shè)置中，進口溫度進行相應(yīng)的溫度調(diào)整，從-5°C分階段上升至45°C，壓縮機進行壓縮中，功耗隨著溫度的升高而增長，壓縮機的排氣溫度明顯升高，在氫氣預(yù)冷程序中，也需要一定的耗能。通過表1可

以看出，在進氣壓力固定為5MPa時，溫度在5~15攝氏度之間使能耗損失最少的，因此這一階段，壓縮機工作時更加節(jié)能⑵。對進口壓力進行調(diào)整，保持在10PMa，排氣壓力不變，依舊是45PMa，進口溫度依舊分成從-5?45攝氏度，每10攝氏度為一個階段，進行壓縮機耗能的比較。如表2,是對壓縮機進行壓縮工作時，每千克氫在壓縮過程中產(chǎn)生的能耗。表2壓縮機參數(shù)（p=10MPa）進口溫度（°c）軸功率（kW）排氣溫度（C）每千克壓縮功率（kW）每千克預(yù)冷功耗（kW）每千克總功耗（kW）-541.66139.070.650.150.80541.54154.090.680.080.761541.44169.140.700.040.742541.35184.220.720.030.743541.26199.30.740.010.7545 41.18 214.4645 41.18 214.460.760.00 0.76從表2中不難看出，進口壓力保持在10MPa，進口溫度從-5°C不斷上升，直到溫度達到45C，分成六個階段進行能耗的測試。分析的結(jié)果：壓縮機在進行每千克氫氣的壓縮中，隨著溫度的上升，功耗也在不斷上升，排氣的溫度也有明顯增長；在進行氫氣預(yù)冷時，也需要一定的能耗，因此需要對于相應(yīng)型號的壓縮機進行精密計算得出預(yù)冷的能量損耗；在進口壓力不變，保持在10MPa時，溫度進行一定的調(diào)整，發(fā)現(xiàn)在進口溫度保持在15?25攝氏度時，產(chǎn)生的能耗最小，壓縮機這個時期的工作更加節(jié)能⑶。將進口壓力調(diào)整為15MPa，排氣壓力依舊保持45MPa情況下，進口溫度依舊做-5?45C之間的變化，測試壓縮機在進行工作時的能耗變化。如表3,壓縮機在進行每千克氫氣壓縮工作中的能耗，隨著溫度變化產(chǎn)生的變化。表3壓縮機參數(shù)（p=15MPa）進口軸功排氣每千每千每千溫度率（kW）溫度克壓縮功克預(yù)冷功克總功耗(C)(C)率（kW）耗（kW）(kW)-542.7494.060.460.150.49542.64107.40.480.080.42

1542.544120.90.490.040.402542.451134.40.510.030.393542.361147.90.520.010.394542.292161.40.540.000.39從表3中可以看出在進口壓力設(shè)定為15MPa的狀況下，將進口溫度進行調(diào)整，每10°C為一階段，從-5?45°C進行六個階段的比較，可以看出隨著溫度的不斷上升，壓縮機工作的耗能量進行變化。得出的結(jié)論是：隨著溫度的上升，功耗也逐漸上升，壓縮機排出氣體溫度也上漲，預(yù)冷消耗隨著溫度的上升逐漸縮減，在進行總功耗對比中發(fā)現(xiàn)，進口溫度在25?45C之間能耗最小，壓縮機此時的工作最節(jié)能。3結(jié)語在文中通過改變壓縮機進氣壓力與溫度進行簡單的對比與分析，得出以下結(jié)論：在進氣壓力不變的情況下，隨著進氣溫度由低到高的變化可以看出，隔膜壓縮機的排氣溫度有明顯的升高，而且進口壓力越低，排氣溫度越高；在進氣壓力不變的情況下，進氣溫度的上升，會導(dǎo)致壓縮機功耗增加，在進氣壓力5MPa時，這種能耗差異最大，因此進口壓力越低，壓縮機在進行工作時能耗越大；由于進氣壓力的不同，節(jié)能的最佳溫度階段也不相同，進氣壓力是5MPa時，節(jié)能溫度在5~15°C；隨著進氣壓力的上升，節(jié)能溫度也隨之升高，可以從文中表格中得出詳細的節(jié)能溫度；在進行能耗對比中，可以看出，隔膜壓縮機在進行壓縮氫氣工作中，由于進口壓力與溫度的不同，敏感度也不同，隨著壓力的不斷上升，對溫度的敏感度也逐漸上漲。參考文獻林世響.進氣壓力與溫度對加氫站隔膜壓縮機性能的影響分析[J].制冷技術(shù),2021,41(03):72-