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简介

沂源电移螺杆空压机，螺杆式空压机一般由外壳机架（方形、长方形）、控制面板、驱动电机 （动力源）、螺杆压缩机、油细分离器、冷却系统、空气滤清器、控制元器件组成，其结构紧凑，零部件制造精度高，具有效率高、寿命长、可靠性高等优点，使用中可以达到自动控制和免维护保养，目前施工中高精设备配套一般采用。螺杆式空压机主要部件是螺杆压缩机，其主要工作原理是一种工作容积作回转运动的容积式气体压缩机械。气体的压缩依靠容积的变化来实现，而容积的变化又是借助压缩机的一对转子在机壳内作回转运动来达到。

螺杆空压机基本构造：

沂源电移螺杆空压机，在压缩机的机体中，平行地配置着一对相互啮合的螺旋形转子，通常把节圆外具有凸齿的转子，称为阳转子或阳螺杆。把节圆内具有凹齿的转子，称为阴转子或阴螺杆，一般阳转子与原动机连接，由阳转子带动阴转子转动，转子上的zui后一对轴承实现轴向定位，并承受压缩机中的轴向力。转子两端的圆柱滚子轴承使转子实现径向定位，并承受压缩机中的径向力。在压缩机机体的两端，分别开设一定形状和大小的孔口。一个供吸气用，称为进气口;另一个供排气用，称作排气口。 

螺杆空压机的构成 

，一台喷油螺杆空压机组主要由主机和辅机两大部分组成，主机包括螺杆空压机主机和主电机，辅机包括进排气系统、喷油及油气分离系统、冷却系统、控制系统和电气系统等。 

在进排气系统中，自由空气经过进气过滤器滤去尘埃、杂质之后，进入空压机的吸气口，并在压缩过程中与喷入的润滑油混合。经压缩后的油气混合物被排入油气分离桶中，经一、二次油气分离，再经过zui小压力阀、后部冷却器和气水分离器被送入使用系统。  在喷油及油气分离系统中，当空压机正常运转时，油气分离桶中的润滑油依靠空压机的排气压力和喷油口处的压差，来维持在回路中流动。润滑油在此压差的作用下，经过温控阀进入油冷却器，再经过油过滤器除去杂质微粒后，大多数的润滑油被喷入空压机的压缩腔，起到润滑、密封、冷却和降噪的作用；其余润滑油分别喷入轴承室和增速齿轮箱。喷入压缩腔中的那一部分油随着压缩空气一起被排入油气分离桶中，经过离心分离绝大多数的润滑油被分离出来，还有少量的润滑油经过滤芯进行二次分离，被二次分离出来的润滑油经过回油管返回到空压机的吸气口等低压端。

①润滑油的作用：  冷却作用 作为冷却剂，它可有效控制压缩放热引起的温升； 润滑作用 作为润滑剂，它可在转子间形成润滑油膜；密封作用 作为密封剂，它可填补转子与壳体以及转子与转子之间的泄漏间隙。 

降噪作用 喷入的油是粘性流体，对声能和声波有吸收和阻尼作用，一般喷油后噪声可降低10～20dB(A)。

②zui小压力阀的作用  保证zui低的润滑油循环压力；  作为止回阀，以避免在空压机停机或无负荷情况下，供气管线内的压缩空气回流到机组内；  保证油气分离器滤芯前后有一定的压差，以免刚开机时滤芯前后压差过大造成挤破的现象。

③温控阀的作用  维持润滑油温高于压力露点温度以上，以免空气中的水份析出。

④油气分离桶的作用  作为初级油气分离的装置，它可将直径大于1μm的油滴采用机械碰撞法被有效地分离出来； 作为空压机润滑油的储油器； 

作为油气分离器滤芯的支撑体，该滤芯可将直径1μm以下的油滴先聚结为直径更大的油滴，然后再分离出来。

离心式压缩机优点  离心式空气压缩机是利用高速旋转的叶轮使空气受到离心力的作用产生压力，同时获得速度，离开叶轮后空气经扩压器等扩张通道将动能逐渐转化成压力能，从而使压力得到提高，一级压缩完成后再进入下一级压缩，至达到额定压力后排出。离心式空气压缩机一般由多级组成，排气压力越高所需级数越多，一般常用压力为三级压缩。多级压缩的目的是降低和控制压缩过程的温升，离心机采用油封和气封，*隔离油气运行，不存在分离耗能损失，确保*无油压缩空气，更洁净更环保

离心压缩机替代螺杆压缩机实践应用

根据上述对比分析，为节省设备运行成本，杭钢集团公司在炼铁烧结空压站空压机更新改造中，尝试采用离心压缩机替代螺杆压缩机。烧结空压站装备有螺杆式空压机6台（40m3/min的2台、60m3/min的4台），正常运行模式为：运行2台60m3/min、1台40m3/min，3台备机。装机容量及运行参数如下。 

60m3/min：335kW、电压380V、电流615A；40m3/min：262kW、电压380V、电流390A、功率因数0.85。  原计划原样更新性能状态较差的6#40m3/min的螺杆式空压机，现更新为170m3/min的离心空压机。装机容量及运行参数：高压850kW、PT=60、CT=150/5，电表读数每天用电量平均10.58kW.h。改造所涉及设备采购费用、配套设施费用合计202万元。改造后运行模式；运行1台170m3/min离心机，5台螺杆机为备机。改造前后效能对比如表2所示。

电量计算（功率因数k）：螺杆机=1.732×U.I.k×8 000=7 250 290kW.h；离心机=表读数.PT.T/24×8 000=6 348 000kW.h。四、节能效益分析 1.电耗节省：725-635万kW.h×0.7元/kW.h=63万元。2.维修费用节省：34.62-3=31.62万元。 3.螺杆机每5万h需对机头进行大修，每台大修费用约35万元，平均每年需大修1台，5台机固定资产折旧费用按3%计提，每年约15万元，使用螺杆机每年运行成本需增加50万元。 4.采用离心压缩机，每年节省运行成本合计：63+31.62+50=144.62万元。按2年成本期、平均电价0.7元/kW.h、年运行8 000h估算，产气成本为0.075元/m3，相比螺杆机单位产气成本节省0.02元/m3。 5.原4台60m3/min螺杆机2开2备，2台40m3/min螺杆机1开1备，总能力320m3/min，实际需求160m3/min，装机容量过剩。采用离心机后，仅需保留3台螺杆机作为备机，至少可削减2台60m3/min螺杆机，对外调拔或转让盘活资产，可回收资金约100万元。本次改造采用离心压缩机替代螺杆压缩机，节能降耗效果明显，年节电约63万元，年维修费用节省约31万元，设备大修与折旧费用节省50万元，处理过剩容量设备回收资金约100万元，总的改造效益244万元。

结论通过上述实践，对常压（1MPa以下）、大气量工况条件下，采用离心机替代螺杆机节能效果明显。下一步杭钢将考虑对电炉区域压缩空气站进行优化改造，电炉区域空压站现有螺杆式压缩机12台，总装机容量3 326kW，公称zui大产气量447m3/min，zui大用气压力0.8MPa。拟采用2台190m3/min、装机容量1 100 kW的离心压缩机替代全部螺杆压缩机，zui大产气量为22 800m3/h，按90%的有效负载计算可产气量为20 520 m3/h。估算年电耗节省约120万元，维修费用节省约100万元。改造总投资约590万元，预期3年可收回投资成本。

螺杆空压机的传动方式介绍

齿轮传动与皮带传动  在空压机的传动系统中，一般可分为直接传动和皮带传动，*以来，两种传动方式孰优孰劣一直是业界争论的焦点之一。螺杆式空压机的直接传动指的是马达主轴经由连轴器和齿轮箱变速来驱动转子，这实际上并不是真正意义上的直接传动。真正意义上的直接传动指的是马达与转子直接相连（同轴）且两者速度一样。这种情况显然是极少的。因此那种认为直接传动没有能量损耗的观点是不对的。  另一种传动方式为皮带传动，这种传动方式允许通过不同直径的皮带轮来改变转子的转速。下面所讨论的皮带传动系统是指满足下列条件的代表科技的自动化系统

●每一运转状态之皮带张力均达到优化值。

●通过避免过大的启动张力，大大延长了皮带之寿命，同时降低了马达和转子轴承的负荷。 

●始终确保正确的皮带轮连接。 

●更换皮带相当容易和快捷，且不须对原有设定作调整。

●整个皮带驱动系统安全*运转。 值得一提的是，主张直接齿轮传动的制造商本身也有一部分产品采用皮带传动。 

齿轮传动与皮带传动的比较 1.效率  优良的齿轮传动效率可达98%-99%，优良的皮带传z0b0e 汉钟空压机 www.hanbellair。。ｃｏｍ  动设计在正常的条件下亦可达到99%的效率，两者的差异并不取决于传动方式的选择，而取决于制造商的设计与制造水平。  2.空载能耗  对于齿轮直接传动方式，空载压力一般要维持在2.5bar以上，有的甚至高达4bar，以确保齿轮箱的润滑。 

对于皮带传动方式，理论上讲空载压力可以为零，因为转子吸进的油足以润滑转子和轴承。一般为安全起见，压力维持在0.5bar左右。  以一台160kw的齿轮传动空压机为例，每年8000小时，其中15%（即1200小时）的时间为空载，这台机器每年将比皮带传动的同功率空压机多消耗（假定两台机器的空载压差为2bar，约15%的能耗差异），*来讲，这将是不小的花费。 

3.失油  有经验的实际使用者都知道，失油状况下zui先受害的将是齿轮箱。皮带传动系统*不存在这种安全问题。 

4.根据用户要求设计压力通常用户要求的压力与制造商之标准机型的压力并不**。例如用户使用要求压力为10bar，依后处理设备状况，配管长度及密封程度不同，要求空压机的压力可能为11或11.5bar。在这种情况下，一般会安装一台额定压力为13bar的空压机并在现场将出口压力设为所要求之压力。此时排气量会基本上保持不变，因为zui终压力虽然降低了但转子的速度并未增加。代表现代技术的皮带传动设计制造商只需简单地改变皮带轮的直径并可将压力设计得与用户要求**，这样用户用同功率的马达却可获得更多的风量。对于齿轮传动，则没有这么方便。 

5.已安装空压机之压力改变  有时由于用户生产工艺条件的改变，原来的空压机之设计压力可能太高或太低，希望能改变，但对于齿轮传动的空压机而言，这项会显得非常困难和昂贵，而对于皮带传动式空压机而言却是轻而易举的事，只须更换皮带轮即可。 

6.安装新轴承  当转子轴承需要更换时，对于齿轮传动的空压机，齿轮箱和齿轮箱主轴轴承需同时大修，其费用让用户难以接受。对于皮带传动空压机，根本不存在这种问

7.更换轴封  任何螺杆式空压机均使用了一种环形轴封，到一定寿命均需更换。对于齿轮传动式空压机，必须先分离马达、连轴器，才能接近轴封，使得这一耗时费力，从而增加维护费用。对于皮带传动式空压机，只需先卸下皮带轮即可，容易得多

8.马达或转子轴承损坏  对于齿轮传动空压机，当马达或转子轴承损坏时，往往会殃及相连重要部件造成直接和间接双重损坏。对于皮带传动空压机不存在这种状况

9.结构噪音  对于齿轮传动空压机，由于马达与转子刚性连接，压缩室转子的振动会传递到齿轮箱和马达轴承，

以单螺杆空压机为例说明空气压缩机工作原理，

所示为单螺杆空气压缩机的结构原理图。

螺杆式空气压缩机的工作过程分为吸气、密封及输送、压缩、排气四个过程。当螺杆在壳体内转动时，螺杆与壳体的齿沟相互啮合，空气由进气口吸入，同时也吸入机油，由于齿沟啮合面转动将吸入的油气密封并向排气口输送；在输送过程中齿沟啮合间隙逐渐变小，

油气受到压缩

当齿沟啮合面旋转至壳体排气口时，较高压力的油气混合气体排出机体。       

采用变频器可通过改变螺杆转子转速的方式来改变排气量，当用气量发生变化时，

变频器

改变转速的方式调节空压机的排气量，达到排气压力恒定不变，并节约能源的目的。空压机系统组成  1.

在空气压缩机控制系统中，采用空压机后端出气管道上安装的压力传感器来控制空气压缩机的压力。空压机启动时，加载电磁阀处于关闭状态，加载气缸不动作，

变频器拖动电机空载运行，一段时间（可有控制器任意设定，在此设置为10S）后，加载电磁阀打开，空压机带载运行。当空气压缩机启动运行后，如果后端设备用气量较大，

储气罐和后端管路中压缩气压力未达到压力

上限值，则控制器动作加载阀，打开进气口，电机负载运行，不断地向后端管路产生压缩气。果后端用气设备停止用气，后端管路和储气罐中压缩气压力渐渐升高，当达到压力上限设定值时，

压力传感器发出卸载信号，加载电磁阀停止工作，进气口滤清器关闭，电机空载运行。       当空压机连续运行，压缩机主体温度会升高，当温度达到一定程度时，本系统设定为

80℃（可有控制器根据应用环境自行设定）风机开始运行，用于降低主机工作温度。

风机运行一段时间，主机温度下降，低于75℃风机停转。空压机系统图如下：控制系统组成及参数设置       

螺杆机控制系统，我们采用台安空压机控制器（型号CCAC-M）,变频器采用东元

（功率段为25HP∽400HP）。控制器及变频器具体配线图如：控制器基本参数：加载时间10S、压力上限0.75MPa、压力下限0.65 MPa、

变频螺杆空压机特点介绍

螺杆空压机与活塞式空压机相比，在气量、维护、节能和使用寿命等方面的巨大优势，螺杆空压机的市场需求量急速放大。螺杆空压机将取代活塞式空压机，成为未来市场需求的主流，已经成为业内的共识。 

与此同时，交流变频调速技术也不断的在发展，应用的领域也在急剧扩张。近1-2年来，一些主要的螺杆空压机的生产厂家，也在探索螺杆空压机变频化的可行性，如变频化的好处、变频化的技术风险、应该采用怎样的控制方案等等。

一、 螺杆空压机采用变频调速的好处： 

空压机使用场合一般有如下特点：配置容量比实际气量大、气量消耗不稳定、气压要求稳定、噪音要尽可能低（尤其夜间）。变频螺杆空压机有如下几个好处：  1、 气压稳定：由于变频化的螺杆空压机利用了变频器的无级调速特点，通过控制器或变频器内部的PID调节器，能对压力实现快速调节控制；比工频运行的上下限开关控制相比，气压稳定性成指数级的提高； 

2、 更节能：尽管各个厂家的螺杆空压机采取了不同的节能运行模式，但由于变频器是根据实际用气量实时调整电机转速的，用气量低的时候还可以让空压机自动休眠，这样就大大减少能源的损失。需要注意的是，系统控制方式的不同对节能效果有很大影响。 

3、 启动无冲击：由于变频器本身是一个软启动装置，启动电流zui大在额定电流的两倍左右，与工频启动一般在额定电流的6倍以上相比，启动冲击很小。 这种冲击不仅是对电网的，也有对真个机械系统的冲击，也大大减少。 

4、 噪音低，由于稳定运行时运行频率小于工频，机械噪音下降，机械磨损小；

5、 对储气罐容量要求小；  

二、 螺杆空压机变频化的风险； 

从系统可靠性的角度考虑，变频化后必须考虑两个风险：

1、 电机散热的风险，由于采用普通电机，转速下降后电机散热效果变差，因此，变频器必须限制一定的zui低运行频率以保证足够的散热效果。因此，节能效果好与电机的散热成了一个矛盾; 

2、 系统的润滑系统，目前空压机的润滑系统有采用压力式和离心式的。目前螺杆空压机采用的压力式的润滑方式跟电机转速没有关系，因此，变频化的风险不存在；而活塞式空压机的变频化必须考虑这个风险；   

三、 螺杆空压机目前的控制方案与本公司方案的比较； 

目前，多数厂家采用方案

1进行变频化，如图所示： 这种方案的特点是：

1、 采用V/F控制方式的变频器；

2、 变频器有一个zui低运行频率，以保证电机的散热效果；

3、 机器一直在工作，即使用气量减少，如果气压升高，zui后只能通过安全阀泄放掉； 

4、 也曾经采用zui低频率运行一段时间后停机的方案，但当压力低于下限压力时要再启动时很容易导致变频器的跳闸。这是V/F变频器固有的缺点，即低频启动力矩不够大