隔膜压缩机出口增加背压阀优劣势分析

一、设计背景隔膜压缩机在充装环节主要负责给净化后的高纯氢气提压充装至管束车内，由于充装管束空车与重车过程是低压到高压到低压无限循环模式，高压19.5Mpa切至低压2Mpa时，隔膜压缩机一级排气压力6.5Mpa足够给车辆充装，导致二级缸体不需要做功，此时隔膜压缩机不再处于对称平衡运行状态，此时压缩机整体振动明显增加，长期运行产生的应力必然造成设备本体某一个薄弱环节出现问题，主要体现为中体支撑螺栓、中体支撑或斜撑、中体连接螺栓、缸体螺栓等部位出现裂纹或断裂。二、设计初衷从隔膜压缩机不平衡运行状态的根源分析，主要是管束车空车压力太低造成，许多压缩机使用厂家与生产厂家沟通后，选择在压缩机出口增加背压阀，通过入口设定一个稳定的压力，比如说7Mpa，保证隔膜压缩机出口始终高于7Mpa，即使切换至空车低压时，压缩机始终处于平衡运行状态。三、背压阀工作原理背压阀可以理解为反装的减压阀，减压阀通过设计好出口压力，无论入口压力多高，只要高于设定值，出口压力始终稳定，只有入口低于设定值时，出口才不会通气。而背压阀是始终稳定入口压力，无论出口压力多低，只要入口压力高于设定值，背压阀始终处于正常通气状态，只有在入口压力低于设定值时，背压阀才会关闭停止通气。四、优势分析1）背压阀有助于维持压缩机出口的工作压力稳定，始终保持压缩机始终处于对称平衡运行状态，从根本上解决管束车切至低压时设备振动异常的状况。2）对于需要频繁启停的装置，背压阀可以减少启停过程中的压力冲击，延长设备寿命。3）对于压力特别低的管束车，背压阀能够预防氢气流量过大、流速过快产生的安全隐患。五、劣势分析1）如果安装了背压阀，压缩机工作时，排气压力事先设定好高压，排气压力一直维持在叫高压，压缩机需要克服背压阀阻力，导致压缩机一直处在高功率下运行，耗电量增加。2）如果压缩机本体有随动阀，压力够随车辆压力逐渐升高，如果设置背压阀，压缩机排气压力高于设定值后，背压阀不再其任何作用，违背了增加背压阀的初衷。六、分析总结通过以上简单分析对比，可以总结以下几条选择性建议：1）背压阀最好不要与随动阀同时使用，参考国外某大型压缩机制造公司生产的设备，他们选择使用背压阀，不设置随动阀，设备运行时振动值明显很小，但需要考虑长期高压对膜片造成的影响。2）一些小流量、标气、实验室、科研机构，需要排气压力一直维持在一个稳定或者可调节的范围，并且对功率消耗不敏感，使用的隔膜压缩机可以考虑安装背压阀，但这些用途和大流量氢气充装管束车有所不同。

在隔膜压缩机出口增设背压阀可以有效维持出口压力稳定，减少设备振动，延长压缩机寿命。但可能导致能耗增加及与其他阀门配合使用时效果不佳。根据具体应用场景，可选择适宜的配置以达到最优运行状态。
.