压缩机是一种用于提升气体压力和输送气体的通用机械，种类众多，可按应用领域和技术路线分类，具体情况如下：
1.按应用领域分类
按应用领域分类，压缩机可分为制冷压缩机、空气压缩机和工业气体压缩机。
①制冷压缩机用于提升制冷剂蒸气的温度和压力，然后将其排至冷凝器，实现制冷系统中制冷剂的不断循环流动，应用于空气制冷、冷藏冷冻等领域。
②空气压缩机用于将空气等压缩介质由低温低压状态压缩至高压高温状态，从而为各类工业设备提供气源动力。
③工业气体压缩机用于将各类工业气体由低压状态压缩至高压状态后充装储存或直接应用于特定生产工艺环节，不同的压缩介质和应用场景对于工业气体压缩机的要求不尽相同。
2.按技术路线分类
根据国家标准《压缩机分类》（GB/T 4976-2017），按技术路线分类，压缩机可分为容积式压缩机和动力式压缩机。
①容积式压缩机通过改变工作腔容积的大小提高气体压力，可进一步分为往复式压缩机和回转式压缩机，其中往复式压缩机包括活塞压缩机和隔膜压缩机两类，主要通过活塞在气缸内做往复运动或膜片在气缸内做反复变形压缩气体从而提高气体压力；回转式压缩机主要包括螺杆压缩机和涡旋压缩机两类，主要通过一个或几个转子在气缸内做回转运动使工作容积产生周期性变化，从而提高气体压力，该类压缩机结构简单，可靠性强，但密封性差，排气压力较低，主要用于制冷或空气动力领域。
②动力式压缩机通过提高气体运动速度，将其动能转化为压力从而提高气体压力，该类压缩机排气压力随气体流量变化，排气压力和运转状况均不稳定，通常用于低压、大流量气体压缩。
3.隔膜压缩机基本情况
（1）隔膜压缩机的构造及工作原理
隔膜压缩机主要由曲轴箱、中体、缸体部件以及电机、供油管路、气体管路、仪表、缓冲罐、底座等组成（见图1）。
缸体部件是隔膜压缩机的核心部件，包括缸体、缸盖、一组膜片和O型圈，一组膜片位于缸体和缸盖之间，缸体和缸盖上均有限制膜片变形的型腔，膜片与缸盖型腔组合成气体压缩腔，膜片与缸体型腔组合成液压油腔，气体压缩腔和液压油腔均通过O型圈进行密封。隔膜压缩机运转时，由电机驱动飞轮或皮带轮转动，进而带动曲轴、连杆和活塞进行往复运动，活塞通过缸体上的液压油分配系统推动液压油按照一定的规律作用于膜片上，并通过膜片变形改变气体压缩腔的容积，气体分别通过进气阀、排气阀进入和排出气体压缩腔，实现气体增压。隔膜压缩机工作原理示意图如图2。
（2）隔膜压缩机的特性
基于独特的机械构造和工作原理，隔膜压缩机具备如下优良特性：
①不会污染压缩介质：由于隔膜压缩机缸体部件是由带型腔的液压油腔和气体压缩腔两部分组成，液压油腔和气体压缩腔之间用金属膜片完全隔开，使气体在增压过程中不会被运动部件的液压油污染，气体纯度可以得到较好保证，最高可达6N以上。（6N：气体纯度的表示方式，N前数字指纯度百分比中9的个数，6N即99.9999%。）
②密封性好：气体压缩腔由膜片与缸盖型腔组成，缸盖周圈有O型圈槽用于安装O型密封圈，O型密封圈结构为静密封，气体无泄露。
③压缩效率高，易实现超高压压缩：隔膜压缩机气体压缩腔的散热面积大，同时缸盖和缸体均带有冷却水套，使得气体压缩腔具有较好的散热性能，气体压缩过程中气体温度基本保持不变，因此隔膜压缩机的压缩效率较高，最高可使气体压力增加15倍（即在温度不变条件下，气体体积缩小至原体积的1/15），易实现超高压压缩。（根据理想气体状态方程，PV/T=C（P为气体压强，V为气体体积，T为气体温度，C为常数），在压缩机为气体增压时，若气体温度保持不变，则气体体积将成比例缩小；若无法很好控制气体温度，使气体温度上升较快，则较难压缩气体体积。此外，压缩机的密封部件也难以承受过高的温度。因此，压缩机能否在增压过程中有效控制气体温度，将直接影响压缩效率。
（3）隔膜压缩机与其它压缩机的对比
隔膜压缩机与目前市场中应用较为广泛的离心压缩机、螺杆压缩机、涡旋压缩机和活塞压缩机等其它压缩机类型的对比情况具体见表1。
特种气体是指对气体纯度有特殊要求、在特定领域中应用的工业气体。理论上，高纯度氢气亦属于特种气体。但特种气体涵盖两百余种气体，单一种类气体在特种气体应用总量中占比较小，行业内一般将氢气和特种气体作为两个应用领域；同时，隔膜压缩机在气体充装环节主要应用于高纯度氢气充装。
由表1可见，与隔膜压缩机相比，离心压缩机等动力式压缩机的排气压力不稳定且相对较低，同时工作效率较低，运转状况不稳定，通常用于大流量气体压缩领域；涡旋压缩机和螺杆压缩机等回转式压缩机的密封性较差，排气压力通常不超过2.0MPa，主要用于制冷或空气动力领域；活塞压缩机与隔膜压缩机同属于往复式压缩机，但由于其密封性不如隔膜压缩机，且润滑油易污染压缩介质，在工业气体压缩领域，仅适用于对气体纯度及密封性要求不高的工业气体压缩。
综上，与其它压缩机类型相比，隔膜压缩机具有不污染压缩介质、密封性好、压缩效率高、易实现高压压缩等优良特性，故适宜于压缩高纯度、稀有贵重、易燃易爆、有毒有害、具有腐蚀性或放射性及高压工业气体。
（4）隔膜压缩机应用广泛
如前所述，隔膜压缩机适用于压缩高纯度、稀有贵重、易燃易爆、有毒有害、具有腐蚀性或放射性及高压工业气体。具体而言，按照应用环节划分，隔膜压缩机可分别应用于气体充装和气体使用环节。在气体充装环节，隔膜压缩机主要用于对气体纯度要求较高的氢气充装和特种气体充装领域，氢气和特种气体制备充装企业使用隔膜压缩机将其制备或收集的气体进行压缩，并充装至钢瓶等容器中进行储存，以供下游企业使用；在气体使用环节，隔膜压缩机主要用于需要压缩高纯度、稀有贵重、易燃易爆、有毒有害、具有腐蚀性或放射性及高压工业气体的化工、加氢站、军工、核电等领域，化工、加氢站、军工、核电等行业气体使用企业在化学反应、气体加注等过程中，使用隔膜压缩机对气体进行加压，以满足相关工艺和加注要求。
（5）隔膜压缩机技术方向
容积流量是衡量单台隔膜压缩机单位时间内可压缩的气体流量。近年来，下游领域对于隔膜压缩机压缩气体流量的要求不断提高。对于压缩气体流量要求较大的客户而言，采用同时使用多台隔膜压缩机的方式虽然可以满足需求，但会大大提升隔膜压缩机的检测及维修保养成本。此外，随着氢燃料电池汽车的普及率不断提升，加氢站日加注量亦随之不断提升，小容积流量的隔膜压缩机将难以满足其使用要求。
排气压力是衡量隔膜压缩机将气体压缩后的最高排气压力，对于等量的气体而言，其压力越高，所占空间越小。近年来，随着化工等下游行业技术和工艺的革新以及隔膜压缩机应用领域的不断拓宽，超高压隔膜压缩机的需求日渐增多。此外，氢气压力越高，一辆氢燃料电池汽车可储存的燃料越多，对提升续航能力具有重要意义。
综上，近年来，随着下游行业技术工艺的不断进步以及隔膜压缩机应用领域的不断拓宽，下游客户对隔膜压缩机的容积流量和排气压力提出了更高要求。因此，大容积流量、高排气压力隔膜压缩机产品是当前和未来隔膜压缩机厂商的重要研制方向。
二、隔膜压缩机产业政策与顶层设计
2021年，国务院及相关部门发布《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》《关于加快培育发展制造业优质企业的指导意见》等文件，明确鼓励国产高端制造行业的发展，为隔膜压缩机这一技术含量高、应用领域广泛的高端通用设备行业的发展创造了十分有利的发展环境。
隔膜压缩机行业及其下游各相关领域，均受到国家产业政策支持，见表3。
同时，隔膜压缩机下游主要应用领域也受到国家产业政策大力支持。2020年9月，在第75届联合国大会上正式宣布我国“双碳”目标，即力争在2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和。此后，我国先后发布多个相关指导意见及产业政策，均将锂电池、氢能、光伏、核能等作为实现“双碳”目标的重点发展行业。
同时，伴随着国家产业升级步伐的稳步推进，特种气体、半导体、精细化工等行业也持续受到国家产业政策支持。隔膜压缩机是氢气和特种气体制备充装、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和核电站建设等领域的重要设备，前述领域的迅猛发展带动隔膜压缩机市场需求大幅提升，为隔膜压缩机行业发展带来重要契机。
注：本文未完待续，更多精彩见下期！
来源：本站原创
压缩机是一种用于提升气体压力和输送气体的通用机械，种类众多，可按应用领域和技术路线分类，具体情况如下：
1.按应用领域分类
按应用领域分类，压缩机可分为制冷压缩机、空气压缩机和工业气体压缩机。
①制冷压缩机用于提升制冷剂蒸气的温度和压力，然后将其排至冷凝器，实现制冷系统中制冷剂的不断循环流动，应用于空气制冷、冷藏冷冻等领域。
②空气压缩机用于将空气等压缩介质由低温低压状态压缩至高压高温状态，从而为各类工业设备提供气源动力。
③工业气体压缩机用于将各类工业气体由低压状态压缩至高压状态后充装储存或直接应用于特定生产工艺环节，不同的压缩介质和应用场景对于工业气体压缩机的要求不尽相同。
2.按技术路线分类
根据国家标准《压缩机分类》（GB/T 4976-2017），按技术路线分类，压缩机可分为容积式压缩机和动力式压缩机。
①容积式压缩机通过改变工作腔容积的大小提高气体压力，可进一步分为往复式压缩机和回转式压缩机，其中往复式压缩机包括活塞压缩机和隔膜压缩机两类，主要通过活塞在气缸内做往复运动或膜片在气缸内做反复变形压缩气体从而提高气体压力；回转式压缩机主要包括螺杆压缩机和涡旋压缩机两类，主要通过一个或几个转子在气缸内做回转运动使工作容积产生周期性变化，从而提高气体压力，该类压缩机结构简单，可靠性强，但密封性差，排气压力较低，主要用于制冷或空气动力领域。
②动力式压缩机通过提高气体运动速度，将其动能转化为压力从而提高气体压力，该类压缩机排气压力随气体流量变化，排气压力和运转状况均不稳定，通常用于低压、大流量气体压缩。
3.隔膜压缩机基本情况
（1）隔膜压缩机的构造及工作原理
隔膜压缩机主要由曲轴箱、中体、缸体部件以及电机、供油管路、气体管路、仪表、缓冲罐、底座等组成（见图1）。
缸体部件是隔膜压缩机的核心部件，包括缸体、缸盖、一组膜片和O型圈，一组膜片位于缸体和缸盖之间，缸体和缸盖上均有限制膜片变形的型腔，膜片与缸盖型腔组合成气体压缩腔，膜片与缸体型腔组合成液压油腔，气体压缩腔和液压油腔均通过O型圈进行密封。隔膜压缩机运转时，由电机驱动飞轮或皮带轮转动，进而带动曲轴、连杆和活塞进行往复运动，活塞通过缸体上的液压油分配系统推动液压油按照一定的规律作用于膜片上，并通过膜片变形改变气体压缩腔的容积，气体分别通过进气阀、排气阀进入和排出气体压缩腔，实现气体增压。隔膜压缩机工作原理示意图如图2。
（2）隔膜压缩机的特性
基于独特的机械构造和工作原理，隔膜压缩机具备如下优良特性：
①不会污染压缩介质：由于隔膜压缩机缸体部件是由带型腔的液压油腔和气体压缩腔两部分组成，液压油腔和气体压缩腔之间用金属膜片完全隔开，使气体在增压过程中不会被运动部件的液压油污染，气体纯度可以得到较好保证，最高可达6N以上。（6N：气体纯度的表示方式，N前数字指纯度百分比中9的个数，6N即99.9999%。）
②密封性好：气体压缩腔由膜片与缸盖型腔组成，缸盖周圈有O型圈槽用于安装O型密封圈，O型密封圈结构为静密封，气体无泄露。
③压缩效率高，易实现超高压压缩：隔膜压缩机气体压缩腔的散热面积大，同时缸盖和缸体均带有冷却水套，使得气体压缩腔具有较好的散热性能，气体压缩过程中气体温度基本保持不变，因此隔膜压缩机的压缩效率较高，最高可使气体压力增加15倍（即在温度不变条件下，气体体积缩小至原体积的1/15），易实现超高压压缩。（根据理想气体状态方程，PV/T=C（P为气体压强，V为气体体积，T为气体温度，C为常数），在压缩机为气体增压时，若气体温度保持不变，则气体体积将成比例缩小；若无法很好控制气体温度，使气体温度上升较快，则较难压缩气体体积。此外，压缩机的密封部件也难以承受过高的温度。因此，压缩机能否在增压过程中有效控制气体温度，将直接影响压缩效率。
（3）隔膜压缩机与其它压缩机的对比
隔膜压缩机与目前市场中应用较为广泛的离心压缩机、螺杆压缩机、涡旋压缩机和活塞压缩机等其它压缩机类型的对比情况具体见表1。
特种气体是指对气体纯度有特殊要求、在特定领域中应用的工业气体。理论上，高纯度氢气亦属于特种气体。但特种气体涵盖两百余种气体，单一种类气体在特种气体应用总量中占比较小，行业内一般将氢气和特种气体作为两个应用领域；同时，隔膜压缩机在气体充装环节主要应用于高纯度氢气充装。
由表1可见，与隔膜压缩机相比，离心压缩机等动力式压缩机的排气压力不稳定且相对较低，同时工作效率较低，运转状况不稳定，通常用于大流量气体压缩领域；涡旋压缩机和螺杆压缩机等回转式压缩机的密封性较差，排气压力通常不超过2.0MPa，主要用于制冷或空气动力领域；活塞压缩机与隔膜压缩机同属于往复式压缩机，但由于其密封性不如隔膜压缩机，且润滑油易污染压缩介质，在工业气体压缩领域，仅适用于对气体纯度及密封性要求不高的工业气体压缩。
综上，与其它压缩机类型相比，隔膜压缩机具有不污染压缩介质、密封性好、压缩效率高、易实现高压压缩等优良特性，故适宜于压缩高纯度、稀有贵重、易燃易爆、有毒有害、具有腐蚀性或放射性及高压工业气体。
（4）隔膜压缩机应用广泛
如前所述，隔膜压缩机适用于压缩高纯度、稀有贵重、易燃易爆、有毒有害、具有腐蚀性或放射性及高压工业气体。具体而言，按照应用环节划分，隔膜压缩机可分别应用于气体充装和气体使用环节。在气体充装环节，隔膜压缩机主要用于对气体纯度要求较高的氢气充装和特种气体充装领域，氢气和特种气体制备充装企业使用隔膜压缩机将其制备或收集的气体进行压缩，并充装至钢瓶等容器中进行储存，以供下游企业使用；在气体使用环节，隔膜压缩机主要用于需要压缩高纯度、稀有贵重、易燃易爆、有毒有害、具有腐蚀性或放射性及高压工业气体的化工、加氢站、军工、核电等领域，化工、加氢站、军工、核电等行业气体使用企业在化学反应、气体加注等过程中，使用隔膜压缩机对气体进行加压，以满足相关工艺和加注要求。
（5）隔膜压缩机技术方向
容积流量是衡量单台隔膜压缩机单位时间内可压缩的气体流量。近年来，下游领域对于隔膜压缩机压缩气体流量的要求不断提高。对于压缩气体流量要求较大的客户而言，采用同时使用多台隔膜压缩机的方式虽然可以满足需求，但会大大提升隔膜压缩机的检测及维修保养成本。此外，随着氢燃料电池汽车的普及率不断提升，加氢站日加注量亦随之不断提升，小容积流量的隔膜压缩机将难以满足其使用要求。
排气压力是衡量隔膜压缩机将气体压缩后的最高排气压力，对于等量的气体而言，其压力越高，所占空间越小。近年来，随着化工等下游行业技术和工艺的革新以及隔膜压缩机应用领域的不断拓宽，超高压隔膜压缩机的需求日渐增多。此外，氢气压力越高，一辆氢燃料电池汽车可储存的燃料越多，对提升续航能力具有重要意义。
综上，近年来，随着下游行业技术工艺的不断进步以及隔膜压缩机应用领域的不断拓宽，下游客户对隔膜压缩机的容积流量和排气压力提出了更高要求。因此，大容积流量、高排气压力隔膜压缩机产品是当前和未来隔膜压缩机厂商的重要研制方向。
二、隔膜压缩机产业政策与顶层设计
2021年，国务院及相关部门发布《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》《关于加快培育发展制造业优质企业的指导意见》等文件，明确鼓励国产高端制造行业的发展，为隔膜压缩机这一技术含量高、应用领域广泛的高端通用设备行业的发展创造了十分有利的发展环境。
隔膜压缩机行业及其下游各相关领域，均受到国家产业政策支持，见表3。
同时，隔膜压缩机下游主要应用领域也受到国家产业政策大力支持。2020年9月，在第75届联合国大会上正式宣布我国“双碳”目标，即力争在2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和。此后，我国先后发布多个相关指导意见及产业政策，均将锂电池、氢能、光伏、核能等作为实现“双碳”目标的重点发展行业。
同时，伴随着国家产业升级步伐的稳步推进，特种气体、半导体、精细化工等行业也持续受到国家产业政策支持。隔膜压缩机是氢气和特种气体制备充装、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和核电站建设等领域的重要设备，前述领域的迅猛发展带动隔膜压缩机市场需求大幅提升，为隔膜压缩机行业发展带来重要契机。
注：本文未完待续，更多精彩见下期！
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