离心式压缩机技术研究进展论文

压缩机的技术现状及发展趋势1. 透平压缩机 在石化领域，目前国内离心压缩机在高技术和特殊产品等方面还不能满足国内的需要。另外在技术水平、质量、成套性等方面与国外还有差距。随着我国石化生产规模的不断扩大，离心压缩机在大型化方面将面临新的课题，国内在设计制造这些大型气体压缩机上还没有成熟的经验。离心式压缩机需要向大容量发展，以满足我国石化生产规模不断扩大的要求，同时随着新技术的发展、新型气体密封、磁力轴承和无润滑联轴器的出现，透平压缩机的发展趋势主要表现为：不断开发高压和小流量产品；进一步研究三元流动理论，将其应用到叶轮和叶片扩压器等元件的设计中，以期达到高效机组；低噪声化，采用噪声防护以改善操作环境。 在制冷空调领域，目前透平压缩机在大冷量范围内仍保持优势。离心式压缩机的运动零件少而简单，且制造精度低，所以其制造费用相对低且可靠性高。由于受到螺杆式压缩机和吸收式制冷机的影响，离心式制冷压缩机的发展相对较为缓慢。在目前的技术条件下，离心式制冷压缩机主要用于大型建筑内的空气调节，需求量较少。近几年由于大型基建项目纷纷上马，离心式制冷压缩机又成为关注的热点。 2. 往复式压缩机 在石化领域，往复式压缩机主要是向大容量、高压力、低噪声、高效率、高可靠性等方向发展；不断开发变工况条件下运行的新型气阀，提高气阀寿命；在产品设计上，应用热力学、动力学理论，通过综合模拟预测压缩机在实际工况下的性能；强化压缩机的机电一体化，采用计算机自动控制，实现优化节能运行和联机运行。 在动力领域，活塞式压缩机目前占有主要市场。但随着人们对使用环境及能耗、环保等方面要求的提高，螺杆和涡旋空气压缩机开始占有一定的市场。 在制冷空调领域，往复式制冷压缩机作为一种传统的制冷压缩机，适用于制冷量较广范围内的制冷系统。虽然目前它的应用还比较广泛，但市场份额正逐渐减小。 目前冰箱（包括小型冷冻与冷藏装置）制冷系统的主机仍以往复式压缩机为主。经过多年设计改进和技术进步，往复式冰箱压缩机效率大大提高。同时在与环境保护密切相关的制冷剂替代技术上也取得了可喜的进步。进一步提高往复式冰箱压缩机的效率、降低系统噪声是它的主要发展方向。 （ 1 ） 线性（直线）压缩机 线性压缩机是往复式压缩机的一种型式，由于电动机的直线运动可以直接带动活塞的往复运动，从而避免了曲柄连杆机构的复杂性和由此带来的机械功耗。线性压缩机关键技术是压缩机油路系统的设计、电动机线性位移极限点的有效控制，以及相应的防撞技术。 （ 2 ） 斜盘式压缩机 斜盘式压缩机也是往复式压缩机的一种变型结构，主要用于车用空调系统。经过几十年的发展，斜盘式压缩机已经成为一种非常成熟的机型，在车用空调压缩机市场占有 70% 以上的份额。但它的效率低于回转式压缩机，且体积较大。由于斜盘式汽车空调压缩机的工艺成熟，加上技术的进一步改进，在可预见的将来，仍将保有一定的市场份额，但在一定的排量范围内被逐渐替代是必然之路。 3. 回转式压缩机 (1) 滚动转子压缩机 目前滚动转子压缩机广泛应用于家用空调器，在冰箱上也有一定应用。这种压缩机不需要吸气阀，使它适用于变速运行，从而可以通过变频控制提高系统性能。为了确保大功率（电动机输出功率 2.2kW （ 3P ））滚动转子压缩机的性能，国内于上世纪末开始研发双转子滚动转子压缩机，现已投放市场。 在2.2kW(3P) 以下的空调器中，暂时没有可以替代滚动转子压缩机的较好机型。所以提高压缩过程的效率、降低噪声、电动机变速控制，以及采用 R410A 等新制冷工质后的相关技术问题等，是滚动转子压缩机的研究方向。 (2) 滑片式压缩机 滑片式压缩机属于回转式压缩机的一种，主要用来提供压缩空气，排气量一般在 0.3 ～ 3 m 3 /min ，市场占有率较低。旋叶式压缩机是滑片式压缩机的一种改型结构，由于它的起动性能较好，压缩过程力矩变化亦不大，目前主要用于微型轿车和一些排量较小的工具车的空调系统。高速下的动力特性是这种压缩机的主要技术研究方向。 (3) 涡旋压缩机 涡旋式压缩机在过去十年中得到了快速发展，构成了压缩机技术发展的新亮点。目前涡旋压缩机已在柜式空调领域占有绝对优势。在车用空调领域，涡旋压缩机的制冷系数已达 2.0 ，显示出较强的竞争力。涡旋压缩机的发展在于扩大其制冷量范围，进一步提高效率，使用替代工质和降低制造成本等方面。 (4) 螺杆压缩机 螺杆式压缩机具有尺寸小，重量轻，易维护等特点，是制冷压缩机中发展较快的一种机型。一方面，螺杆型线、结构设计有了长足的进步。另一方面，螺杆转子专用铣床特别是磨床的引进，提高了这对关键零件的加工精度与加工效率，使得螺杆压缩机的性能得到了有效提高。目前，螺杆压缩机主要应用于压缩空气和中型制冷热泵空调系统。由于螺杆式压缩机工作可靠性的不断提高，使之在中等制冷量范围内已逐渐替代往复式压缩机，并占据了离心式压缩机的部分市场。 三、压缩机的初步市场分析 1. 气体压缩机 常用的气体压缩机有离心式气体压缩机和往复式气体压缩机。多年来，我国压缩机制造业攻克不少难关，取得重大突破。但我国离心压缩机在高技术、高参数、高质量和特殊产品等方面还不能满足国内需要， 50% 左右产品需要进口。国内中小型往复式压缩机已经能够基本满足国内石化行业需求，但大型往复式压缩机还不能满足市场需要，特别是技术含量高和特殊要求的产品还满足不了国内需求。预计“十一五”期间对大中型压缩机的总量需求会比“九五”“十五”期间的需求增幅较大，尤其是超大型及特种工艺压缩机更是如此。根据目前形势预测，今后五年的压缩机市场基本是稳中有升。 2. 家用空调压缩机 目前，我国房间空调器的生产总量已经超过美国，居世界第一位。 2004 全年压缩机的表观消费量 ( 即销量＋进口量－出口量 ) 为 4 200 万台，而同期空调的产量高达 4 746 万台，两者之间有近 550 万台的缺口。据估计， 2005 年全年将出现 600 万台的缺口空调压缩机的供给局面较为紧张。但随着空调压缩机企业的扩容和制冷空调企业的加入，我国空调压缩机产销量将在 2006 年达到 7 000 万台，届时国内空调压缩机或将出现供大于求的局面。 3. 汽车空调压缩机 目前汽车空调压缩机虽然型式多样，但仍以斜盘压缩机产量最多，回转式产量最少。回转式压缩机零件少、效率高，是汽车空调压缩机一个重要的发展方向。回转式汽车空调压缩机主要有旋叶压缩机和涡旋压缩机。旋叶压缩机主要以日本松下株式会社和日本精工精机株式会社为主，日本电装公司和杰克赛尔公司也都生产旋转叶片式压缩机。涡旋压缩机主要以日本三电公司，三菱重工公司和电装公司为主要生产厂。国内也有企业开始涉足回转式汽车空调压缩机。

压缩机的技术现状及发展趋势 1. 透平压缩机 在石化领域，目前国内离心压缩机在高技术和特殊产品等方面还不能满足国内的需要。另外在技术水平、质量、成套性等方面与国外还有差距。随着我国石化生产规模的不断扩大，离心压缩机在大型化方面将面临新的课题，国内在设计制造这些大型气体压缩机上还没有成熟的经验。离心式压缩机需要向大容量发展，以满足我国石化生产规模不断扩大的要求，同时随着新技术的发展、新型气体密封、磁力轴承和无润滑联轴器的出现，透平压缩机的发展趋势主要表现为：不断开发高压和小流量产品；进一步研究三元流动理论，将其应用到叶轮和叶片扩压器等元件的设计中，以期达到高效机组；低噪声化，采用噪声防护以改善操作环境。 在制冷空调领域，目前透平压缩机在大冷量范围内仍保持优势。离心式压缩机的运动零件少而简单，且制造精度低，所以其制造费用相对低且可靠性高。由于受到螺杆式压缩机和吸收式制冷机的影响，离心式制冷压缩机的发展相对较为缓慢。在目前的技术条件下，离心式制冷压缩机主要用于大型建筑内的空气调节，需求量较少。近几年由于大型基建项目纷纷上马，离心式制冷压缩机又成为关注的热点。 2. 往复式压缩机 在石化领域，往复式压缩机主要是向大容量、高压力、低噪声、高效率、高可靠性等方向发展；不断开发变工况条件下运行的新型气阀，提高气阀寿命；在产品设计上，应用热力学、动力学理论，通过综合模拟预测压缩机在实际工况下的性能；强化压缩机的机电一体化，采用计算机自动控制，实现优化节能运行和联机运行。 在动力领域，活塞式压缩机目前占有主要市场。但随着人们对使用环境及能耗、环保等方面要求的提高，螺杆和涡旋空气压缩机开始占有一定的市场。 在制冷空调领域，往复式制冷压缩机作为一种传统的制冷压缩机，适用于制冷量较广范围内的制冷系统。虽然目前它的应用还比较广泛，但市场份额正逐渐减小。 目前冰箱（包括小型冷冻与冷藏装置）制冷系统的主机仍以往复式压缩机为主。经过多年设计改进和技术进步，往复式冰箱压缩机效率大大提高。同时在与环境保护密切相关的制冷剂替代技术上也取得了可喜的进步。进一步提高往复式冰箱压缩机的效率、降低系统噪声是它的主要发展方向。 （ 1 ） 线性（直线）压缩机 线性压缩机是往复式压缩机的一种型式，由于电动机的直线运动可以直接带动活塞的往复运动，从而避免了曲柄连杆机构的复杂性和由此带来的机械功耗。线性压缩机关键技术是压缩机油路系统的设计、电动机线性位移极限点的有效控制，以及相应的防撞技术。 （ 2 ） 斜盘式压缩机 斜盘式压缩机也是往复式压缩机的一种变型结构，主要用于车用空调系统。经过几十年的发展，斜盘式压缩机已经成为一种非常成熟的机型，在车用空调压缩机市场占有 70% 以上的份额。但它的效率低于回转式压缩机，且体积较大。由于斜盘式汽车空调压缩机的工艺成熟，加上技术的进一步改进，在可预见的将来，仍将保有一定的市场份额，但在一定的排量范围内被逐渐替代是必然之路。 3. 回转式压缩机 (1) 滚动转子压缩机 目前滚动转子压缩机广泛应用于家用空调器，在冰箱上也有一定应用。这种压缩机不需要吸气阀，使它适用于变速运行，从而可以通过变频控制提高系统性能。为了确保大功率（电动机输出功率 2.2kW （ 3P ））滚动转子压缩机的性能，国内于上世纪末开始研发双转子滚动转子压缩机，现已投放市场。 在2.2kW(3P) 以下的空调器中，暂时没有可以替代滚动转子压缩机的较好机型。所以提高压缩过程的效率、降低噪声、电动机变速控制，以及采用 R410A 等新制冷工质后的相关技术问题等，是滚动转子压缩机的研究方向。 (2) 滑片式压缩机 滑片式压缩机属于回转式压缩机的一种，主要用来提供压缩空气，排气量一般在 0.3 ～ 3 m 3 /min ，市场占有率较低。旋叶式压缩机是滑片式压缩机的一种改型结构，由于它的起动性能较好，压缩过程力矩变化亦不大，目前主要用于微型轿车和一些排量较小的工具车的空调系统。高速下的动力特性是这种压缩机的主要技术研究方向。 (3) 涡旋压缩机 涡旋式压缩机在过去十年中得到了快速发展，构成了压缩机技术发展的新亮点。目前涡旋压缩机已在柜式空调领域占有绝对优势。在车用空调领域，涡旋压缩机的制冷系数已达 2.0 ，显示出较强的竞争力。涡旋压缩机的发展在于扩大其制冷量范围，进一步提高效率，使用替代工质和降低制造成本等方面。 (4) 螺杆压缩机 螺杆式压缩机具有尺寸小，重量轻，易维护等特点，是制冷压缩机中发展较快的一种机型。一方面，螺杆型线、结构设计有了长足的进步。另一方面，螺杆转子专用铣床特别是磨床的引进，提高了这对关键零件的加工精度与加工效率，使得螺杆压缩机的性能得到了有效提高。目前，螺杆压缩机主要应用于压缩空气和中型制冷热泵空调系统。由于螺杆式压缩机工作可靠性的不断提高，使之在中等制冷量范围内已逐渐替代往复式压缩机，并占据了离心式压缩机的部分市场。 三、压缩机的初步市场分析 1. 气体压缩机 常用的气体压缩机有离心式气体压缩机和往复式气体压缩机。多年来，我国压缩机制造业攻克不少难关，取得重大突破。但我国离心压缩机在高技术、高参数、高质量和特殊产品等方面还不能满足国内需要， 50% 左右产品需要进口。国内中小型往复式压缩机已经能够基本满足国内石化行业需求，但大型往复式压缩机还不能满足市场需要，特别是技术含量高和特殊要求的产品还满足不了国内需求。预计“十一五”期间对大中型压缩机的总量需求会比“九五”“十五”期间的需求增幅较大，尤其是超大型及特种工艺压缩机更是如此。根据目前形势预测，今后五年的压缩机市场基本是稳中有升。 2. 家用空调压缩机 目前，我国房间空调器的生产总量已经超过美国，居世界第一位。 2004 全年压缩机的表观消费量 ( 即销量＋进口量－出口量 ) 为 4 200 万台，而同期空调的产量高达 4 746 万台，两者之间有近 550 万台的缺口。据估计， 2005 年全年将出现 600 万台的缺口空调压缩机的供给局面较为紧张。但随着空调压缩机企业的扩容和制冷空调企业的加入，我国空调压缩机产销量将在 2006 年达到 7 000 万台，届时国内空调压缩机或将出现供大于求的局面。 3. 汽车空调压缩机 目前汽车空调压缩机虽然型式多样，但仍以斜盘压缩机产量最多，回转式产量最少。回转式压缩机零件少、效率高，是汽车空调压缩机一个重要的发展方向。回转式汽车空调压缩机主要有旋叶压缩机和涡旋压缩机。旋叶压缩机主要以日本松下株式会社和日本精工精机株式会社为主，日本电装公司和杰克赛尔公司也都生产旋转叶片式压缩机。涡旋压缩机主要以日本三电公司，三菱重工公司和电装公司为主要生产厂。国内也有企业开始涉足回转式汽车空调压缩机。

1、压缩机的发展历史：

中国的压缩机行业从建国以来实现了从无到有，制冷和空调行业中采用的压缩机有5大类型：往复式、螺杆式、回转式、涡旋式和离心式，其中往复式是小型和中型商用制冷系统中应用最多的一种压缩机。

螺杆式压缩机主要用于大型商用和工业系统。回转式压缩机、涡旋式压缩机主要用于家用和小容量商用空调装置，离心式压缩机则广泛用于大型楼宇的空调系统。

各种往复式压缩机一般根据压缩机壳体形式以及驱动机构设置方式分类。根据壳体形式来分有开启式和封闭式半封闭式压缩机。封闭式是指整个压缩机均设置在一个壳体内。

2、现状：

在国内压缩机供应不足的情况下，中国每年还需适量进口。主要贸易国家是德国、美国、意大利、日本、丹麦、巴西、韩国等。设备改造，国产压缩机的质量、产量都大幅度提高。

3、趋势：

未来十年是中国由制造大国向制造强国转变，实现由中国制造向中国创造、中国制造转变的关键时期。直线压缩机技术就取代传统压缩机，在于其效率高、0噪音、0污染和结构简单，是真正的绿色工业技术。

中国制造业未来十年的发展的六个体现，制造业已发展成为中国国民经济的支柱。制造业工业增加值约占全国GDP的三分之一，占全部工业的80%；上交税金约占全部工业的90%。

工业制成品出口占全国外贸出口总额的90%；从业人员占全部工业的90%。“从发展趋势来看，未来十年会有一些变化，但是制造业在国民经济当中还会占比较重要的位置。”

扩展资料：

压缩机的分类：

压缩机按其原理可分为容积型压缩机与速度型压缩机。容积型又分为：往复式压缩机、回转式压缩机；速度型压缩机又分为：轴流式压缩机、离心式压缩机和混流式压缩机。

如今家用冰箱和空调器压缩机都是容积式，其中又可分为往复式和旋转式。往复式压缩机使用的是活塞、曲柄、连杆机构或活塞、曲柄、滑管机构，旋转式使用的多是滚动转子压缩机。在商用空调上，又多是离心式、涡旋式、螺杆式。

按应用范围又可分为低背压式、中背压式、高背压式。

低背压式 ( 蒸发温度 -35 ～ -15 ℃ ) ，一般用于家用电冰箱、食品冷冻箱等。中背压式 ( 蒸发温度 -20 ～ 0 ℃ ) ，一般用于冷饮柜、牛奶冷藏箱等。高背压式 ( 蒸发温度 -5 ～ 15 ℃ ) ，一般用于房间空气调节器、除湿机、热泵等。

参考资料来源：百度百科—压缩机

涡旋式压缩机的原理早在1886年意大利的专利文献论及到了，1905年法国工程师Creux正式提出涡旋式压缩机原理及结构，并申请美国专利。涡旋式压缩机是一种新型的容积式压缩机，具有结构紧凑、效率高、可靠性强、噪声低等特点，尤其是用于变频控制运行。但由于没有数控加工技术和缺乏对轴向力平衡问题的妥善解决方法，因而长期未能完成其实用化。进入70年代，美国A.D.L公司完成富有成效的研究，首先解决了涡旋盘端部磨损补偿的密封技术。并在此基础上与瑞士合作开发了多种工质的涡旋式压缩机样机。涡旋式压缩机的真正规模生产始于日本。1981年日本三电（SANDEN）公司开始生产用于汽车空调的涡旋式压缩机，1983年日立公司开始生产2~5Hp用于房间空调的涡旋式压缩机。此外，在美国，自Copeland公司1987年建立涡旋式压缩机生产线推出其产品后，Carrier、Trane、Tecumseh等公司也分别设厂生产高质量的涡旋式压缩机。而变频涡旋压缩机已应用于柜式空调器上，节能效果明显，制冷系数提高20%左右，成为目前涡旋压缩机的一个研究热点。压缩机是以流水线方式生产的。在机械加工车间 ( 包括铸造 ) 制造出缸体、活塞 ( 转轴 ) 、阀片、连杆、曲轴、端盖等零部件；在电机车间组装出转子、定子；在冲压车间制造出壳体等。然后在总装车间进行装配、焊接、清洗烘干，最后经检验合格包装出厂。大多数压缩机制造厂不生产启动器和热保护器，而是根据需要从市场采购。压缩机代表企业有：美芝、凌达、三菱、恩布拉科等。变频调速技术适应于节能降耗和舒适性的要求，目前已应用于新一代的空调器上，在90年代初进入国内空调市场，其核心是：逆变器、微控制器、PWM波的生成和变频压缩机的电机。“未来十年是中国由制造大国向制造强国转变，实现由中国制造向中国创造、中国制造转变的关键时期。”直线压缩机技术就取代传统压缩机，在于其效率高、0噪音、0污染和结构简单，是真正的绿色工业技术。中国制造业未来十年的发展的六个体现第一、制造业已发展成为中国国民经济的支柱。制造业工业增加值约占全国GDP的三分之一，占全部工业的80%；上交税金约占全部工业的90%；工业制成品出口占全国外贸出口总额的90%；从业人员占全部工业的90%。“从发展趋势来看，未来十年会有一些变化，但是制造业在国民经济当中还会占比较重要的位置。”第二、中国制造业在未来的十年内仍将保持一定速度的增长。第三，中国制造业总量和规模已居世界前列，在未来的十年内将稳居世界第一。第四，转型升级、结构调整将是未来十年中国制造业的主旋律。中国制造业未来面临五大转变：即从依靠投资的拉动向主要依靠技术进步和提高劳动者素质推动转变；从注重生产能力的扩张向注重技术能力的积聚转变；从生产型制造向服务型制造转变；从世界制造业价值链低端向世界制造业价值链高端转变；从对环境挤压向对环境友好转变。第五，信息技术与中国制造业的融合朝着深度、广度大力推进。信息化与工业化融合……“制造业信息化是两化融合的重点和汇聚点。”制造业与信息技术、高新技术的融合，能够促进传统的制造业向现代的制造业转型升级。其中，智能化非常重要：产品和装备实现数字化，是向国民经济各部门提供智能化工具，从而提高中国社会生产力水平、提高中国装备制造业国际竞争力。该领域的研究中心有国家重大技术装备独立第三方研究中心-中国重大机械装备网。第六，绿色制造、智能制造、服务型制造将成为中国制造业的方向。绿色制造就是在我们制造业的产品和全生命周期当中，从设计、生产到再制造的环节，都要贯穿绿色的概念。例如发展节能产品、节能技术、节能工艺；发展少污染、无污染、低排放产品和工艺；促进低碳发展、循环经济；减少资源消耗、节约资源；保护生态。智能制造系统最终要从以人为主要决策核心的人机和谐系统向以机器为主体的自主运行转变。例如发展智能化产品（聪明机床）；生产过程的自动化、智能化；发展工业自动控制技术和产品（传感元件、自动化仪表、PLC、DCS、FCS、现场总线、数控系统）、远程监控、检测、诊断等。观察过去一年的行业发展趋势，各压缩机企业变化较大，无论是从销售渠道还是企业内部管理都进行了改革，这也是各压缩机企业迅速恢复运转的主要原因。

空气压缩机产业产业链全景梳理

空气压缩机行业的上游为基础原材料(钢材、铸造、润滑油)行业、电动机行业和标准件行业等，金属类的零部件在空气压缩机的整体成本中占据较大比重，其他的零部件是以标准化的机电产品为主

目前，我国空气压缩机制造行业上游原材料市场主要有宝钢股份、鞍钢集团、紫金矿业、赣锋股份等;上游零配件市场代表企业有金雷股份、图南股份、蜀道装备、长鹰信质、雪人股份、海陆重工，康普顿、龙蟠科技、中核科技等;中游空气压缩机制造业代表企业有东亚机械、开山股份、鲍斯股份、汉钟精机、金通灵、雪人股份、冰轮环境等;下游应用领域主要是石油化工、电力行业、冶金采矿、国防军工等。

空气压缩机产业产业链区域热力地图：江苏省企业数量最多

通过在企查猫上查询经营范围为“空气压缩机”、注册资本在1000万元及以上的存续或在业的企业共有2563家，这些企业主要分布于华东和华南地区，其中江苏省企业数量最多，有385家，其次是浙江省，拥有257家，第三是山东省，分布着247家空气压缩机企业。

从代表性企业分布情况来看，主要分布于华东与华南沿海地区，主要省市有浙江省、福建省、上海市、江苏省与山东省。

空气压缩机产业代表性企业产能/产量情况

目前，中国空气压缩机产品开始转向螺杆式空气压缩机，从供应主体来看，市场上主要供应商为东亚机械、开山股份、鲍斯股份与汉钟精机。

目前，在在“碳达峰”“碳中和”背景下，中国空气压缩机及相关业务产品产量情况呈现出上涨的趋势。

注：东亚机械的机械制造与汉钟精机的流体机械业务主要产品为空气压缩机产品。

空气压缩机产业代表性企业最新投资动向

2020年以来，稀土产业代表性企业的投资动向主要包括收购公司拓展业务、通过对子公司增资的方式投资稀土生产基地项目。空气压缩机产业代表性企业最新投资动向如下：

—— 以上数据来源于前瞻产业研究院《中国空气压缩机制造行业产销需求预测与转型升级分析报告》