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讓您全面了解螺桿空壓機工作系統(tǒng)
2018/09/15 16:47
空氣具有可壓縮性，經(jīng)空氣壓縮機做機械功使本身體積縮小，壓力提高后的空氣叫壓縮空氣。壓縮空氣是一種重要的動力源，與其它能源比，它具有容易輸送，使用方便，且壓縮空氣主要來自地面大氣，取之容易，用之不盡。
壓縮空氣系統(tǒng)基本原理與重要組成
工作原理：在壓縮機的機體內(nèi)有一對等直徑相互嚙合的轉(zhuǎn)子，其中陽轉(zhuǎn)子有四個齒，陰轉(zhuǎn)子有六個齒。電機通過彈性聯(lián)軸器帶動陽轉(zhuǎn)子，再由陽轉(zhuǎn)子帶動陰轉(zhuǎn)子一起高速旋轉(zhuǎn)。隨著齒間容積的不斷縮小，從空氣濾清器中被吸入的空氣不斷被壓縮而升高壓力，當(dāng)齒間容積與壓縮機的排氣口相通時，壓縮空氣便從排氣口排出，進入油氣分離器進行油氣分離。經(jīng)油氣分離后的氣體依次通過最小壓力閥、后冷卻器和疏水閥而排出機外，與此同時在陰陽轉(zhuǎn)子入口也持續(xù)形成負壓，這樣在大氣壓作用下，外界空氣連續(xù)送到陰陽轉(zhuǎn)子的入口進行做功。分離出來的潤滑油沉降到油氣分離器的底部，在壓差作用下，經(jīng)冷卻后再回到主機工作腔而循環(huán)使用。
螺桿式空壓機的幾個工作過程
吸氣過程
吸氣系統(tǒng)主要由空氣濾清器、進氣閥、壓縮機主機以及彎頭、接管等組成。機組正常運行時，空氣濾清器進氣口吸入空氣，經(jīng)過濾后由打開的進氣閥進入壓縮機工作腔，被高速旋轉(zhuǎn)的陰、陽轉(zhuǎn)子壓縮而升高壓力，當(dāng)齒間容積與排氣口相通時，便從壓縮機的排氣口排出。
排氣過程
由壓縮機、油氣分離器、最小壓力閥、安全閥、放空閥、后冷卻器、氣水分離器和連接管路組成。
經(jīng)壓縮機壓縮后的油氣混合物，通過壓縮機排口進入油氣分離器，把潤滑油從壓縮空氣中分離出來，從而獲得潔凈的壓縮空氣。經(jīng)油氣分離后的壓縮空氣通過最小壓力閥后，依次進入后冷卻器和氣水分離器，將高溫氣體冷卻至常溫及將壓縮空氣中的冷凝水分離出來，最后排出機外供用戶使用。
壓縮空氣基本常識
狀態(tài)及氣量
標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)
空氣吸入壓力0.1MPa，溫度15.6℃(國內(nèi)行業(yè)定義0℃)的狀態(tài)下提供給用戶系統(tǒng)的空氣容積。
常態(tài)空氣
壓力0.1MPa，溫度20℃，相對濕度36%；
常態(tài)空氣與標(biāo)準(zhǔn)空氣不同在于溫度并含有水；
當(dāng)空氣中有水分，一旦把水氣分離，氣量將有所降低。
吸入狀態(tài)
壓縮機進口狀態(tài)下的空氣；
海拔高度；
按海平面垂直向上衡量，海拔是指海平面以上的高度；
在壓縮機工程方面占重要因素，隨海拔高度升高，空氣變得越稀薄、絕對壓力變得越低。
電動機冷卻效果比較差
通常允許運行海拔高度為2286米℃。
排氣量
可以提供一定量的壓縮空氣
行業(yè)中出錯頻率最高的術(shù)語
排氣量常用表示方式
CFM立方英尺每分鐘
M3/min立方米每分鐘
實際以氣體容積表示
FAD即在壓縮機排氣端測得排出氣體量換算成進氣狀態(tài)【壓力和溫度】
影響排氣量因素
壓力、溫度、海拔高度、濕度、效率、泄漏
容積流量
在單位時間內(nèi)壓縮機吸入標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下空氣流量
單位立方米/分
標(biāo)方用
1CFM=0.02832M3/min
1M3/min=35.311CFM
余隙容積
正排量容積式（往復(fù)/螺桿）壓縮機沖程終端留下的容積
此容積的壓縮空氣經(jīng)膨脹后返回吸入口并對容積系數(shù)產(chǎn)生影響
負載系數(shù)
某一段時間內(nèi)壓縮機平均輸出與壓縮機最大輸出之比
取用戶系統(tǒng)所需氣量的極大值，除以0.9負載系數(shù)。
噪音和聲音評估
分貝的定義
可以解釋為兩種能量比值的對數(shù)
工業(yè)噪聲測量
dBA
反射的噪聲
ANSLS51規(guī)則------“空曠野外條件”。
噪聲距離機器1M遠，1.5M高處。
噪音差異
同樣的噪聲水平，不同的轉(zhuǎn)速，聽起來完全不一樣。
差異，由于反射，不能將機器安置在房間，然后期望有和空曠野外條件下相同的水平。
不能光憑二臺不同機器（轉(zhuǎn)速、驅(qū)動方式、不同組件、不同外殼），就能對噪聲水平做出猜測，測量唯一方法是同一臺聲音測量設(shè)備。
克服噪聲水平明顯差異
準(zhǔn)確的測量噪聲水平
了解噪聲水平是怎樣構(gòu)成來理智制動頻率的差別和刺耳的因素。
知道二個相同水平，然而不同頻率特性的噪聲對耳朵的傷害是相同的。
壓縮機的分類和結(jié)構(gòu)特點
螺桿式壓縮機系統(tǒng)
主機 / 電機系統(tǒng)
冷卻 / 分離系統(tǒng)
氣路 / 調(diào)節(jié)系統(tǒng)
控制 / 電器系統(tǒng)
保護系統(tǒng)
任何螺桿式空壓機都可以分解成以上幾個系統(tǒng)
螺桿式壓縮機系統(tǒng)重要輔件
空氣濾清器
空氣濾清器的作用是將吸入的空氣加以過濾，保證進入壓縮機的空氣清潔干凈。如果吸入的空氣中混有雜質(zhì)，會引起轉(zhuǎn)子型面的磨損，并污染潤滑油。不按要求保養(yǎng)空濾器或使用替代濾芯，會減低潤滑油和油氣分離濾芯的使用壽命，并將失去保固權(quán)利。
進氣閥
進氣閥的功能是控制進氣量。機組滿負荷運行時，進氣閥處于全開狀態(tài)。當(dāng)用戶所需用氣量減小時，由氣量調(diào)節(jié)裝置向進氣閥輸入壓縮空氣，使進氣閥開度減小，從而減少壓縮機的進氣量。當(dāng)用戶停止用氣時，進氣閥關(guān)閉，停止進氣，壓縮機進入空載運行狀態(tài)。當(dāng)用戶恢復(fù)用氣時，調(diào)節(jié)裝置又會調(diào)節(jié)進氣閥使之重新打開。
油氣分離器
油氣分離器由罐體和濾芯兩部分組成，濾芯有兩個，包括初級濾芯和二級濾芯。參見零部件目錄中的油氣分離器圖。油氣分離器的功能體現(xiàn)在四個方面：
1、作為初級分離器。來自主機的油氣混合物進入油氣分離器后，沿著濾芯外面的圓筒外壁高速旋轉(zhuǎn)，進行機械離心式分離并撞擊分離器內(nèi)設(shè)置的壁面擋板，降低其流速，形成較大的油滴。由于油滴自身的重量，它們大部分沉降到分離器的底部。
2、作為壓縮機的儲油罐，儲存潤滑油。
3、進行精分離。罐體內(nèi)裝有雙層嵌套式濾芯——初級濾芯和二級濾芯。進入罐體內(nèi)的油氣混合物經(jīng)離心分離、撞擊分離后，再通過這兩道濾芯，作精細分離，把殘留在壓縮空氣中的少量潤滑油分離出來，并積聚在濾芯的底部。然后分別通過兩根回油管，回到主機進氣口，吸入工作腔。
4、穩(wěn)壓作用。由于油氣分離器罐本身儲存一定量的氣體，可有效地避免用戶管路中的壓力波動，從而起到穩(wěn)定壓力的作用。
安全閥
油氣分離器上設(shè)有安全閥。當(dāng)分離器內(nèi)的壓力超過設(shè)定壓力時，安全閥會自動打開，迅速放氣卸壓，從而確保機組的安全。
機組還應(yīng)設(shè)有高壓停機開關(guān)。當(dāng)油氣分離器中的壓力達到設(shè)定壓力時就會自動停機。所以，在正常情況下，安全閥是不會打開的。
熱力閥
熱力閥（僅水冷機組）的作用是調(diào)整噴油溫度，在低溫環(huán)境下避免水份析出而造成油質(zhì)變化。
熱力閥內(nèi)腔有一個旁通閥門，此門是常開的。當(dāng)油溫低時，熱力閥不動作，潤滑油經(jīng)旁通閥門、旁通油管、三通、油過濾器而未經(jīng)冷卻直接進入主機工作腔。當(dāng)油溫升高后，熱力閥打開并逐步關(guān)閉旁通閥門，潤滑油進入油冷卻器，進行降溫。然后經(jīng)三通、油過濾器而進入主機工作腔。
油過濾器
油過濾器用來濾去潤滑油中的雜質(zhì)，以保證潔凈的潤滑油進入主機工作腔和各潤滑點。如果潤滑油中含有雜質(zhì)，就會引起轉(zhuǎn)子型面、齒輪嚙合面和軸承的磨損，減少壓縮機的壽命。
油過濾器的濾芯應(yīng)定期更換，以保證油路暢通。
油過濾器頂部設(shè)有壓差傳感器。當(dāng)濾芯前后的壓差超過設(shè)定的壓力（0.14MPa）時，監(jiān)控器的面板上就會顯示維護信號（OIL FILTER MAINTREQD），提醒機組操作人員及時更換濾芯。
最小壓力閥
最小壓力閥位于油氣分離器的側(cè)上方，其作用是確保油氣分離器中的壓力不低于0.34MPa，從而保證潤滑油在油管路中正常運行，還可降低油耗。因此只有當(dāng)分離器中的壓力大于0.34MPa時同時高于管線壓力，最小壓力閥才會打開。其次，在壓縮機聯(lián)網(wǎng)使用時，最小壓力閥還可起單向閥的作用，當(dāng)壓縮機卸載時，阻止管網(wǎng)中的壓縮空氣倒流到分離器及主機中去。
油路系統(tǒng)
最小壓力閥位于油氣分離器的側(cè)上方，其作用是確保油氣分離器中的壓力不低于0.34MPa，從而保證潤滑油在油管路中正常運行，還可降低油耗。因此只有當(dāng)分離器中的壓力大于0.34MPa時同時高于管線壓力，最小壓力閥才會打開。其次，在壓縮機聯(lián)網(wǎng)使用時，最小壓力閥還可起單向閥的作用，當(dāng)壓縮機卸載時，阻止管網(wǎng)中的壓縮空氣倒流到分離器及主機中去。
在這里，潤滑油的作用體現(xiàn)在三個方面：
（1）冷卻。噴入機體內(nèi)的潤滑油能吸收大量的空氣在壓縮過程中產(chǎn)生的熱量，從而起到冷卻的作用。
（2）潤滑。潤滑油在兩轉(zhuǎn)子之間形成一層油膜，避免陰、陽轉(zhuǎn)子直接接觸，從而，避免轉(zhuǎn)子型面的磨損。此外，經(jīng)內(nèi)部油路到達各個潤滑點，潤滑軸承和齒輪。
（3）密封。具有一定粘度的潤滑油可填補轉(zhuǎn)子與轉(zhuǎn)子之間，轉(zhuǎn)子與機殼之間的間隙，從而減少機體內(nèi)部的泄漏損失，提高壓縮機的容積效率。
壓縮空氣干燥機
壓縮空氣干燥機是利用吸附劑在常溫下對空氣中水蒸氣有較大吸附量的特點制成的壓縮空氣干燥設(shè)備。特點是經(jīng)吸附式干燥機處理后的壓縮空氣露點更低，含水量更少，但耗能更多。
工作原理
由空壓機經(jīng)除油過濾器來的高溫高濕壓縮空氣，首先在換熱器中與已干燥過的低溫壓縮空氣進行熱交換，降低溫度；然后進入蒸發(fā)器被進一步降溫至2℃左右，在此壓力露點下大部分汽態(tài)水份被凝結(jié)排出，此后含濕量很低的壓縮空氣進入吸附筒內(nèi)被進一步干燥除濕、降低露點；最后低溫干燥的壓縮空氣進入換熱器，在冷卻入口的高溫高濕壓縮空氣的同時也提高了自身溫度，以防止壓縮空氣在輸送管路中結(jié)露；且升溫后的壓縮空氣一小部分用作吸附劑再生，提高再生效率，降低能耗。
維修保養(yǎng)
按時更換油過濾芯
第一次150小時,以后最多2000小時
按時更換冷卻劑
礦物油最多2000小時或一年
超級冷卻劑最多8000小時或二年
按時更換空濾芯
按時更換油分離芯(MAX 1bar)
定期清洗冷卻器(MAX 98?C)
按時對電機進行保養(yǎng)
定期清洗回油過濾器
定期清洗后冷卻器和疏水閥
超冷特點和好處
| 性質(zhì) | 特點 | 好處 | |||||||||
| 工作壽命 | 8K小時或者二年 | 比其他油品更換次數(shù)少 | |||||||||
| 導(dǎo)熱性 | 比熱1.00，導(dǎo)熱性好、除熱更有效 | 1、即使環(huán)境高，壓縮機停機次數(shù)少2、穩(wěn)定意味著效率高3、溫度低，內(nèi)部部件熱應(yīng)力小 | |||||||||
| 揮發(fā)性 | 揮發(fā)性低，氣化率低，氣中含油率低，是礦物油1/4 | 1、油耗低2、管道過濾器負載小 | |||||||||
| 性質(zhì) | 特點 | 好處 |
| 工作壽命 | 8K小時或者二年 | 比其他油品更換次數(shù)少 |
| 導(dǎo)熱性 | 比熱1.00，導(dǎo)熱性好、除熱更有效 | 1、即使環(huán)境高，壓縮機停機次數(shù)少2、穩(wěn)定意味著效率高3、溫度低，內(nèi)部部件熱應(yīng)力小 |
| 揮發(fā)性 | 揮發(fā)性低，氣化率低，氣中含油率低，是礦物油1/4 | 1、油耗低2、管道過濾器負載小 |
