作为纺织、石油、机械制造等需大量使用压缩空气企业的主要产气设备,离心式空压机是这些企业的耗能大户。针对离心式空压机的节能问题,大多数研究者和设计者往往专注于空压设备的改良和空压系统本身的优化,却忽略了外部环境对空压系统能耗的影响。因此,本文着眼于空气状态参数对空压机运行情况的影响,以咸阳某纺织厂所用离心式空压机为研究对象,采用理论分析与实验测试相结合的方法,对空气状态参数与离心式空压机能耗的相关性进行了研究,同时,对离心式空压机进气预处理设备进行了选择和设计计算,并搭建实验台测试了进气预处理设备的使用性能。首先,通过对离心式空压机性能参数的理论分析和吸气参数及能耗的实际测试,发现离心式空压机的性能与空气状态参数密切相关,并找到了能耗与空气温、湿度之间的关系。分析发现,空气温、湿度不仅会影响空压机的能耗,还会对其运行的高效性和稳定性造成一定影响。吸气温度每升高1℃,空压机的质量产气量就要降低约0.3%,同时功耗增大约0.35%;吸气含湿量每升高1g/kg干空气,空压机功耗增加约0.58%;随着入口空气温度的升高,空压机功耗随空气相对湿度增加而增加的幅度变大,入口空气温度为30℃时,若空压机吸气相对湿度每升高10%,其功耗增大约为1.57%,而入口空气温度为40℃时,若空压机吸气相对湿度每升高10%,其功耗增大约为2.77%。通过测试发现,在实际运行中,离心式空压机的能耗随空气温、湿度的变化情况与理论分析结果基本一致。其次,为降低空气状态参数变化对咸阳某纺织厂离心式空压机能耗的影响,拟采用一套进气预处理设备对该厂离心式空压机进行节能改造。通过对比蒸发冷却器和表冷器的性能及优缺点,决定使用板式翅片管表冷器对该厂离心式空压机进气进行降温预处理。针对该厂离心式空压机吸气环境的特点,本文对进气预处理用表冷器的材质、结构、尺寸、迎面风速、水温、水流速等几个方面进行了详细的设计,并在上述各设计参数条件下进行了表冷器传热性能计算。通过设计及计算得出,本课题所用离心式空压机进气预处理用表冷器,在干球温度40℃、相对湿度35%的入口空气状态参数下,供水温度20℃就可以使进气温度达到降温10℃的效果。为尽可能降低能耗,采用厂内冷水机组的回水作为表冷器的供水,同时,表冷器系统不加装风机,依靠空压机自身吸气压力实现空气在表冷器内的对流换热。最后,为测试本文所设计的离心式空压机进气预处理用表冷器的实际使用效果,搭建实验台,模拟咸阳某纺织厂离心式空压机的进气环境,通过控制变量法分别改变表冷器的迎面风速、冷冻水温度及冷冻水流量,在模拟环境下测试表冷器的传热性能,并找出其中与表冷器传热性能相关性最大的两个变量,进行这两个变量同时变化的耦合测试。针对测试所用表冷器,测试结果表明:迎面风速和冷冻水温度对表冷器传热性能影响性较大,在实验设定参数下,迎面风速每提高1m/s,表冷器供冷量分别增加约11.94%,进水温度每上升1℃,表冷器供冷量下降8%～9%;水流速度对表冷器传热性能的影响是非线性,在水流速度超过1.5m/s后,水流速度的增加并不显著影响换热器的传热性能。实验结果同时表明,本文所设计的离心式空压机进气预处理用表冷器在实际使用过程中可以达到预期的降温要求,预处理系统具有较好的经济效益。图47幅,表10个,参考文献78篇。