国内隔膜压缩机发展及应用分享
国内隔膜压缩机发展及应用分享
近年来，随着新能源的发展和国家对安全环保要求的提高，隔膜压缩机因其独特的工作原理和优势而受到越来越多的关注。
隔膜压缩机工作原理
隔膜压缩机与普通空压机的主要区别在于其特殊的气缸结构。隔膜压缩机是一种特殊气缸结构的容积式压缩机，气缸内的气腔工作时不存在润滑需求，结构密封性能非常好，在气体压缩过程中不与任何润滑剂接触，不会对气体造成污染，也不会与润滑剂发生接触反应，且不会因气体与活塞环或填料的接触反应而影响设备寿命。因此，隔膜压缩机可以用于超纯气体、腐蚀气体、强氧化性气体、有毒气体等气体的压缩和输送。
按结构形式分类：市场常用的有Z、V、D、L等形式；按膜片材质分类：隔膜压缩机的膜片材质有金属膜片（包括黑金属、有色金属）和非金属膜片两种，金属膜片包括马氏体不锈钢和奥氏体不锈钢等。在国内，主流的膜片材质以金属膜片为主，非金属膜片较为少见；按压缩介质分类：可压缩稀有贵重气体、易燃易爆气体、高纯度气体、腐蚀性气体等。按运动机构分类：曲轴连杆、曲柄滑块等；按冷却方式分类：水冷却、油冷却、风冷却、自然冷却等；按润滑方式分类：压力润滑、飞溅润滑、外置强制润滑等。
在运动结构方面，隔膜压缩机主要采用曲轴连杆结构，而曲柄滑块结构多用于小型机型。冷却方式上，隔膜压缩机以水冷为主、油冷、风冷和自然冷却等为辅。润滑方式则以压力润滑为主，部分小型机型采用飞溅润滑或外置强制润滑。
隔膜压缩机主要结构
隔膜压缩机机组由主机、动力部件、油路系统、气路系统、冷却水系统、底座以及电气控制和自动保护系统组成。各组成部分装于主机或底座上构成整体机组，用户只需将底座固定在基础上，接通电、气、水路即可运转。
隔膜压缩机的核心部件是隔膜，由三张金属薄板组成，能有效隔离气体和油液。气缸是隔膜压缩机的关键部件，其中包含膜片和气阀这两个易损元件。
缸体部件——在缸盖及缸体上均有一个起点相同的曲面，膜片（3片为一套）周边紧固夹紧于缸盖及缸体之间，形成两个空腔。靠近缸盖的空腔为气腔，另一个腔为油腔，油腔与油缸相通，活塞在油缸内往复运动，使油缸的容积与气腔容积发生大小相反的同步变化。在油压和气压作用下，膜片做往复运动，从而改变了气腔容积，在吸、排气阀的配合下，达到压缩输送气体的目的。必须指出的是油腔与气腔是完全隔离的，两者之间只能是压力的依赖和影响，因此不会污染气体。
隔膜压缩机主要优点
隔膜压缩机的主要优点包括：
- 气体压缩、输送满足工艺要求，不受任何污染，气体压缩纯度可达到99.9999%以上；
- 压缩过程中泄露率少至1X10-7mbar.L/s，从而满足安全环保和纯度要求；
- 单级压缩比大，可达20倍；
- 软硬件结合实现多重安全保护，软硬件结合，安全配置和检测装置齐全，采用多重保护安全运行；
- 排气压力高，可达250兆帕；
- 能耗和投资相对较低，减少了因需要对压缩后气体油气分离等辅助设备的能耗和投资。比如由于隔膜压缩机多用于压缩纯度高或特殊的气体，因此不存在油气分离的问题，通常采用橇装设计，包括主机、冷却系统、动力部件以及气路和油路等。
隔膜压缩机的应用领域
隔膜压缩机的应用领域广泛，在氢能源领域，加氢站属于氢能产业链重要基础设施，氢压机是加氢站及氢能全产业链关键设备之一，隔膜压缩机可作为制氢原料气压缩机、氢气充装压缩机、加氢站压缩机等。在节能环保行业，随着环保产业的发展，在城市污染、废气、废蒸汽处理与回收利用产业，对隔膜压缩机形成新的市场需求。在石油化工行业，隔膜压缩机可用于工艺气体输送、增压。半导体对于电子气体纯度的要求越来越高，隔膜压缩机设备的增压作用显得至关重要，这也是隔膜压缩机的重要应用领域之一。另外，随着国家对军事装备的不断投入，压力高、纯度高、含核、含辐射介质的工况出现的越来越多，对于设备的小型化、智能化、便携式等产品需求增多，隔膜压缩机将会有更多的使用机会。
石油化工行业
随着国内炼油、化工产能的持续扩张，隔膜压缩机作为关键设备，在气体压缩、输送和循环利用等方面发挥着不可替代的作用。特别是在高温、高压、易燃易爆等恶劣环境下，隔膜压缩机的稳定性和可靠性尤为突出。隔膜压缩机在石油化工行业中用于压缩特殊介质，如VDF（偏氟乙烯）、一氧化碳、二氧化碳和硫化氢等。
新能源
新能源、新材料等新兴产业对隔膜压缩机的应用正在不断拓展，隔膜压缩机作为锂电池上游氟化工、光伏和半导体产业上游硅化工、氢燃料电池汽车加氢站领域的重要设备。特别是在新能源汽车制造领域，隔膜压缩机在电池制造过程中的气体压缩方面发挥着重要作用。
在新能源领域，隔膜压缩机常用于压缩氢气、氯气、氦气以及硅烷或甲硅烷、乙硅烷等电子级气体。
核能
隔膜压缩机用于压缩核电核能生产过程中的各种气体和液体，如氦气、氮气、氧气等，以及用于输送和压力控制。由于压缩的是带有微量辐射的气体，因此对压缩机的设计要求较高。
隔膜压缩机产品优势
隔膜压缩机的产品优势包括：高纯度压缩（纯度可达99.9999%以上）、高气缸密封性（泄露率1X10-7mbar.L/s）、高单级压缩比（可达1:20）。
由于隔膜压缩机推动的是液态流体，与气态流体相比，其粘度和惯性差异显著，导致隔膜压缩机的转速相对较低，720转/分钟对隔膜压缩机而言已是高速，而对其它空压机来说则是常规转速。隔膜压缩机的噪音控制在85分贝以下，振动烈度可控制在5毫米每秒以内，而标准为7.7毫米每秒以内。隔膜压缩机还能实现负压进气，达到-0.8bar，满足工艺生产中需要负压工况的反应釜。
在氢能领域，隔膜压缩机的排气压力最大可达90兆帕，而实际能力可达250兆帕，通常用于军事和科研单位。随着工艺包的改进，对流量的需求不断增加，隔膜压缩机的流体积流量最高可达10000Nm3/h。
本文原文来自压缩机网