(江蘇永鋼集團(tuán)有限公司 江蘇 張家港 215600)

一、螺桿式空氣壓縮機(jī)簡介

螺桿空氣壓縮機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠及操作方便等一系列獨特的優(yōu)點，因而自誕生之日起就受到工業(yè)界的廣泛重視。經(jīng)過多年的發(fā)展，螺桿空壓機(jī)在1～60M3/MIN的流量和小于等于20Barg的壓力范圍內(nèi)得到廣泛應(yīng)用，在歐、美、日等西方經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)的占有率已經(jīng)接近100%(幾乎完全取代活塞式空氣壓縮機(jī))，而其中的99%以上是雙螺桿空氣壓縮機(jī)。

按螺桿的數(shù)目分為雙螺桿空壓機(jī)和單螺桿空壓機(jī)。

按壓縮過程中是否有潤滑油參與分為無油螺桿空壓機(jī)和噴油螺桿空壓機(jī)。

二、螺桿式空氣壓縮機(jī)特點

螺桿壓縮機(jī)的優(yōu)點：

1.可靠性高：螺桿壓縮機(jī)零部件少，沒有易損件，因而它運轉(zhuǎn)可靠，壽命長，大修間隔期可達(dá)4-8萬小時。

2.操作維護(hù)方便：操作人員不必經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn)，可實現(xiàn)無人值守運轉(zhuǎn)。

3.動力平衡性好：螺桿壓縮機(jī)沒有不平衡慣性力，機(jī)器可平穩(wěn)地高速工作，可實現(xiàn)無基礎(chǔ)運轉(zhuǎn)。

4.適應(yīng)性強(qiáng)：螺桿壓縮機(jī)具有強(qiáng)制輸氣的特點，排氣量幾乎不受排氣壓力的影響，在寬廣范圍內(nèi)能保證較高的效率。

5.多相混輸：螺桿壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)子齒面實際上留有間隙，因而能耐液體沖擊，可壓送含液氣體，含粉塵氣體，易聚合氣體等。

螺桿壓縮機(jī)的缺點：

1.造價高：螺桿壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)子齒面是一空間曲面，需利用特制的刀具，在價格昂貴的專用設(shè)備上進(jìn)行加工。另外，對螺桿壓縮機(jī)氣缸的加工精度也有較高的要求。

2.不適合高壓場合：由于受到轉(zhuǎn)子剛度和軸承壽命等方面的限制，螺桿壓縮機(jī)只能適用于中，低壓范圍，排氣壓力一般不能超過3.0Mpa。

3.不能制成微型：螺桿壓縮機(jī)依靠間隙密封氣體，目前一般只有容積流量大于0.2m3/min，螺桿壓縮機(jī)才具有優(yōu)越的性能。

螺桿空壓機(jī)的基本結(jié)構(gòu)、工作原理及構(gòu)成

三、螺桿空壓機(jī)的基本結(jié)構(gòu)

通常所稱的螺桿壓縮機(jī)指的是雙螺桿壓縮機(jī)。雙螺桿壓縮機(jī)的發(fā)展歷程較短，是一種比較新穎的壓縮機(jī)。

雙螺桿壓縮機(jī)是一種容積式的回轉(zhuǎn)機(jī)械。由一對陰、陽螺桿，一個殼體與一對端蓋組成。在倒“8”形的氣缸中，平行地配置著一對相互嚙合的螺旋形轉(zhuǎn)子，分別稱為陰、陽轉(zhuǎn)子。它們和機(jī)體之間構(gòu)成一個“V”字形的一對密封的齒槽空間隨著轉(zhuǎn)子的回轉(zhuǎn)而逐漸變小，并且其位置在空間也不斷從吸氣口向排氣口移動，從而完成吸氣-壓縮-排氣的全部過程。

一般陽轉(zhuǎn)子與原動機(jī)連接，由陽轉(zhuǎn)子帶動陰轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動。在壓縮機(jī)機(jī)體的兩端，分別開設(shè)一定形狀和大小的孔口。一個供吸氣用，稱作吸氣孔口；另一個供排氣用，稱作排氣孔口。

四、螺桿空壓機(jī)的工作原理

螺桿式制冷壓縮機(jī)具有一對互相瞄合、相反旋向的螺旋形齒的轉(zhuǎn)子。其齒面凸起的轉(zhuǎn)子稱為陽轉(zhuǎn)子，齒面凹下的轉(zhuǎn)子稱為陰轉(zhuǎn)子。轉(zhuǎn)子的齒相當(dāng)于活塞，轉(zhuǎn)子的齒槽、機(jī)體的內(nèi)壁面和兩端端蓋等共同構(gòu)成的工作容積，相當(dāng)于汽缸。機(jī)體的兩端設(shè)有成對角線布置的吸、排氣孔口。隨著轉(zhuǎn)子在機(jī)體內(nèi)的旋轉(zhuǎn)運動，使工作容積由于齒的侵入或脫開而不斷發(fā)生變化，從而周期性地改變轉(zhuǎn)子每對齒槽間的容積，來達(dá)到吸氣、壓縮和排氣的目的。

五、螺桿空壓機(jī)的構(gòu)成

螺桿式空氣壓縮機(jī)主要由主機(jī)和輔機(jī)兩大部分組成，主機(jī)包括螺桿空壓機(jī)主機(jī)和主電機(jī)，輔機(jī)包括進(jìn)排氣系統(tǒng)、噴油及油氣分離系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)等。

在進(jìn)排氣系統(tǒng)中，自由空氣經(jīng)過進(jìn)氣過濾器濾去塵埃、雜質(zhì)之后，進(jìn)入空壓機(jī)的吸氣口，并在壓縮過程中與噴入的潤滑油混合。經(jīng)壓縮后的油氣混合物被排入油氣分離桶中，經(jīng)一、二次油氣分離，再經(jīng)過最小壓力閥、后部冷卻器和氣水分離器被送入使用系統(tǒng)。

在噴油及油氣分離系統(tǒng)中，當(dāng)空壓機(jī)正常運轉(zhuǎn)時，油氣分離桶中的潤滑油依靠空壓機(jī)的排氣壓力和噴油口處的壓差，來維持在回路中流動。潤滑油在此壓差的作用下，經(jīng)過溫控閥進(jìn)入油冷卻器，再經(jīng)過油過濾器除去雜質(zhì)微粒后，大多數(shù)的潤滑油被噴入空壓機(jī)的壓縮腔，起到潤滑、密封、冷卻和降噪的作用；其余潤滑油分別噴入軸承室和增速齒輪箱。噴入壓縮腔中的那一部分油隨著壓縮空氣一起被排入油氣分離桶中，經(jīng)過離心分離絕大多數(shù)的潤滑油被分離出來，還有少量的潤滑油經(jīng)過濾芯進(jìn)行二次分離，被二次分離出來的潤滑油經(jīng)過回油管返回到空壓機(jī)的吸氣口等低壓端。

六、變頻器工作原理簡介

變頻器(Variable-frequency Drive，VFD)是應(yīng)用變頻技術(shù)與微電子技術(shù)，通過改變電機(jī)工作電源頻率方式來控制交流電動機(jī)的電力控制設(shè)備。變頻器主要由整流(交流變直流)、濾波、逆變(直流變交流)、制動單元、驅(qū)動單元、檢測單元微處理單元等組成。變頻器靠內(nèi)部IGBT的開斷來調(diào)整輸出電源的電壓和頻率，根據(jù)電機(jī)的實際需要來提供其所需要的電源電壓，進(jìn)而達(dá)到節(jié)能、調(diào)速的目的，另外，變頻器還有很多的保護(hù)功能，如過流、過壓、過載保護(hù)等等。隨著工業(yè)自動化程度的不斷提高，變頻器也得到了非常廣泛的應(yīng)用。

七、變頻器工能作用

(一)變頻器的直接作用

通過改變電動機(jī)的電壓和頻率，使電機(jī)的速度可以無極調(diào)節(jié)。

1、軟啟動節(jié)能。電機(jī)硬啟動對電網(wǎng)造成嚴(yán)重的沖擊，而且還會對電網(wǎng)容量要求過高，啟動時產(chǎn)生的大電流和震動時對擋板和閥門的損害極大，對設(shè)備、管路的使用壽命極為不利。而使用變頻節(jié)能裝置后，利用變頻器的軟啟動功能將使啟動電流從零開始，最大值也不超過額定電流，減輕了對電網(wǎng)的沖擊和對供電容量的要求，延長了設(shè)備和閥門的使用壽命。節(jié)省了設(shè)備的維護(hù)費用。

2、功率因數(shù)補(bǔ)償節(jié)能。無功功率不但增加線損和設(shè)備的發(fā)熱，更主要的是功率因數(shù)的降低導(dǎo)致電網(wǎng)有功功率的降低，大量的無功電能消耗在線路當(dāng)中，設(shè)備使用效率低下，浪費嚴(yán)重，使用變頻調(diào)速裝置后，由于變頻器內(nèi)部濾波電容的作用，從而減少了無功損耗，增加了電網(wǎng)的有功功率。

(二)變頻器的間接作用

節(jié)能(節(jié)電)。風(fēng)機(jī)、泵類等設(shè)備傳統(tǒng)的調(diào)速方法是通過調(diào)節(jié)入口或出口的擋板、閥門開度來調(diào)節(jié)給風(fēng)量和給水量，其輸入功率大，且大量的能源消耗在擋板、閥門的截流過程中。當(dāng)使用變頻調(diào)速時，如果流量要求減小，通過降低泵或風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速即可滿足要求。降低電耗。

七、變頻器組成

變頻器通常分為4部分：整流單元、高容量電容、逆變器和控制器。

整流單元：將工作頻率固定的交流電轉(zhuǎn)換為直流電。

高容量電容：存儲轉(zhuǎn)換后的電能。

逆變器：由大功率開關(guān)晶體管陣列組成電子開關(guān)，將直流電轉(zhuǎn)化成不同頻率、寬度、幅度的方波。

控制器：按設(shè)定的程序工作，控制輸出方波的幅度與脈寬，使疊加為近似正弦波的交流電，驅(qū)動交流電動機(jī)。