螺桿式空壓機(jī)技術(shù)與應(yīng)用

尚玉婷，尚小斌

1山西呂梁學(xué)院；2山西晉煤集團(tuán)晉圣公司

螺桿式空壓機(jī)技術(shù)與應(yīng)用

尚玉婷1，尚小斌2

1山西呂梁學(xué)院；2山西晉煤集團(tuán)晉圣公司

螺桿式空壓機(jī)是一種重要?jiǎng)恿碓矗诠S，工程施工，礦上開采，石油鉆井，船航修造等廣泛應(yīng)用各個(gè)領(lǐng)域，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，在這個(gè)重視經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的社會(huì)，空氣壓縮機(jī)也逐步更新?lián)Q代，向著節(jié)能，高效的方向發(fā)展。本文主要對(duì)螺桿式空壓機(jī)在各個(gè)領(lǐng)域中的技術(shù)，應(yīng)用加以說明。

目前，我國(guó)動(dòng)力來源主要采用復(fù)式活塞式空氣壓縮機(jī)進(jìn)行生產(chǎn)，螺桿式空氣壓縮機(jī)在市場(chǎng)應(yīng)用相對(duì)少。原因如下：1、活塞式空壓機(jī)比螺桿式空壓機(jī)的制造難度，生產(chǎn)成本，價(jià)格低，但附屬構(gòu)管網(wǎng)復(fù)雜。2、活塞式空壓機(jī)在中國(guó)領(lǐng)域使用已有一段歷史，相對(duì)而言積累了更多的經(jīng)驗(yàn)，使螺桿式空氣壓縮機(jī)在性能故障方面有很大的提高。3、螺桿式空氣壓縮機(jī)相對(duì)使用少，人們對(duì)它的了解不深，其性能故障率減少，特點(diǎn)都不了解。

我們不能忽略活塞式空氣壓縮機(jī)的很多缺點(diǎn)，例如，活塞式空氣壓縮機(jī)體積大，噪音大，操作繁瑣，缸墊容易損壞，因而維修費(fèi)用很多。隨著科技的進(jìn)步，生產(chǎn)的螺桿式空氣壓縮機(jī)體積小，重量輕，易于移動(dòng)，排氣穩(wěn)定，振動(dòng)和噪音小等多優(yōu)勢(shì)，自動(dòng)化程度高，使人工成本降低，因而在各個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用螺桿式空氣壓縮機(jī)后產(chǎn)生更多的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

一.螺旋式空氣壓縮機(jī)的設(shè)計(jì)

1.螺旋式空氣壓縮機(jī)的歷史

典的阿爾夫里斯霍爾姆在1934年首先提出螺旋式空氣壓縮機(jī)并由瑞典的公司制造出來，在中國(guó)單、雙螺桿空氣壓縮機(jī)，近幾年在制造技術(shù)方面取得很大發(fā)展，不同生產(chǎn)廠家能生產(chǎn)出不同排量的螺桿式空氣壓縮機(jī)，使螺桿式空氣壓縮機(jī)在不同領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，發(fā)揮作用。

2.螺旋式空氣壓縮機(jī)的工作原理

外部空氣由卸荷閥進(jìn)入主機(jī)，主機(jī)由一個(gè)圓柱螺桿和兩個(gè)對(duì)稱配置的平面星輪組成，嚙合后裝在機(jī)殼內(nèi)螺桿蝸槽，機(jī)殼和星輪面構(gòu)成封閉空氣的齒間容積，螺桿運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)帶動(dòng)星輪旋轉(zhuǎn)，星輪的作用相當(dāng)于往復(fù)壓縮機(jī)的活塞，星輪在蝸槽內(nèi)相對(duì)移動(dòng)，蝸槽內(nèi)的氣體相應(yīng)的壓縮和排出，帶有壓力的氣體排出主機(jī)后，在設(shè)備內(nèi)部經(jīng)過吸出油和水分再經(jīng)過冷卻后，進(jìn)行壓縮空氣管網(wǎng)使用。

3.螺旋式空氣壓縮機(jī)的性能

（1）能適應(yīng)各種工地狀況變化，工作效率在不同環(huán)境變化不大；

（2）排氣量恒定，排氣壓變化不會(huì)影響排氣量的變化；

（3）不論轉(zhuǎn)速為多少，它的內(nèi)壓力比不變。[1]

4.螺旋式空氣壓縮機(jī)的性能

螺旋式空氣壓縮機(jī)的主要性能優(yōu)勢(shì)有3個(gè)：高效、節(jié)能、穩(wěn)定。隨著科技的發(fā)展，螺旋式空氣壓縮機(jī)的制造也在不斷完善，新型的不對(duì)稱線應(yīng)用于主機(jī)轉(zhuǎn)子的制造之中。如德國(guó)的GHH型線，瑞典的X型線、日本的α、β型線以及國(guó)內(nèi)的XP型線，效率高，節(jié)能效果好。強(qiáng)制輸氣是螺桿式空氣壓縮機(jī)的另一個(gè)特點(diǎn)，即排氣氣壓變化幾乎不會(huì)造成排氣量的變化排，排氣壓力每升高或降低1MPa，排氣量相應(yīng)減少或增加1%左右，同時(shí)，螺桿式空氣壓縮機(jī)的內(nèi)壓力比與轉(zhuǎn)速無關(guān)，任何轉(zhuǎn)速時(shí)的內(nèi)壓比幾乎為定值[2]。

排氣量、排氣氣壓、轉(zhuǎn)速在一定范圍內(nèi)的變化并不會(huì)造成效率的巨大變化，并且效率還是可以保持在較高的數(shù)值。同時(shí)，因?yàn)槁菪娇諝鈮嚎s機(jī)的轉(zhuǎn)速高，沒有減速器，可以連續(xù)輸氣，使得輸氣的脈動(dòng)性很小，如果沒有其他特殊要求，可以不需另外再安裝儲(chǔ)氣罐。

二.螺旋式空氣壓縮機(jī)在煤礦生產(chǎn)中的應(yīng)用

1.螺旋式空氣壓縮機(jī)在經(jīng)濟(jì)節(jié)能方面的應(yīng)用

雖然活塞式空氣壓縮機(jī)造價(jià)低，操作熟悉，螺旋式空氣壓縮機(jī)造價(jià)高，需要再培養(yǎng)一批熟練操作的工人，但從長(zhǎng)期看，它的高效率的生產(chǎn)將會(huì)帶來更多的經(jīng)濟(jì)效益。因而我國(guó)的一些煤礦也在逐步更新，開始使用螺旋式空氣壓縮機(jī)。

在生產(chǎn)中，常見的螺旋式壓縮機(jī)有兩種：?jiǎn)温菪龡U空氣壓縮機(jī)和雙螺旋桿空氣壓縮機(jī)。關(guān)于它們的比較如下：[1]

從經(jīng)濟(jì)節(jié)能的角度考慮，潤(rùn)滑油的螺旋式空氣壓縮機(jī)更好，主要是潤(rùn)滑油消耗量少，維護(hù)簡(jiǎn)單，噪音小?；钊娇諝鈮嚎s機(jī)潤(rùn)滑油消耗量多，缸體與活塞積碳形成多，維護(hù)量大，噪音大。

2.螺旋式空氣壓縮機(jī)在提高效益方面的應(yīng)用

綜合保護(hù)功能是螺旋式空氣壓縮機(jī)的一大優(yōu)勢(shì)。即使遇到卸載延時(shí)停車，主電機(jī)過載停機(jī)，排氣溫度過高停車，風(fēng)扇電機(jī)過載停車等問題時(shí)，螺旋式空氣壓縮機(jī)也不會(huì)發(fā)生重大故障，花費(fèi)高額的維修費(fèi)用。此外，水冷機(jī)組設(shè)有恒溫閥自動(dòng)控制機(jī)組排溫，風(fēng)冷機(jī)組設(shè)有獨(dú)立的風(fēng)扇冷卻系統(tǒng)，這些系統(tǒng)的設(shè)立會(huì)大大降低螺旋式空氣壓縮機(jī)發(fā)生故障的可能性。

全電腦自動(dòng)控制是螺旋式空氣壓縮機(jī)的另一大優(yōu)勢(shì)。全電腦自動(dòng)控制以PLC(可編程控制器)為中心，實(shí)現(xiàn)IMMI(可觸摸屏)工業(yè)人機(jī)界面，實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話，全中文操作顯示系統(tǒng)，操作簡(jiǎn)單，直觀[3]。這種裝置能提供全方位的壓縮機(jī)維護(hù)信息，實(shí)現(xiàn)維護(hù)提示，能打印壓力曲線，提供壓縮空氣使用量動(dòng)態(tài)分布，能夠歷史報(bào)警，方便用戶觀測(cè)螺旋式空氣壓縮機(jī)的使用狀態(tài)，不需要像活塞式空氣壓縮機(jī)一樣，要專人看守?zé)o，減少了企業(yè)的人工勞動(dòng)成本。

此外，我國(guó)的制造螺旋式空氣壓縮機(jī)的零部件主要依賴進(jìn)口，進(jìn)口的零部件都是有著元件，這使得螺旋式空氣壓縮機(jī)的壽命大大增加，相應(yīng)的減少了維修費(fèi)用。

結(jié)語

綜上所述，螺桿式空氣壓縮機(jī)有著活塞式空氣壓縮機(jī)不可比擬的優(yōu)點(diǎn)，無論是在外型設(shè)計(jì)、工作環(huán)境、安裝維修、自動(dòng)控制、高效節(jié)能、運(yùn)行費(fèi)用等諸多方面，都有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。盡管螺桿式空氣壓縮機(jī)的初期投資比活塞式空氣壓縮機(jī)的初期投資較大，但它在其運(yùn)行過程中故障率低，維修費(fèi)用低，可在短期內(nèi)收回多出的投資。此外其環(huán)保的外型設(shè)計(jì)和自動(dòng)化控制，又大大地改善了工作條件。

目前，隨著科技的發(fā)展，螺桿式空氣壓縮機(jī)的工藝設(shè)計(jì)還在不斷提高，未來將會(huì)更廣泛的使用螺旋式空氣壓縮機(jī)。

[1]尚小斌.基于螺桿式空氣壓縮機(jī)在生產(chǎn)中的應(yīng)用分析[J].中國(guó)機(jī)械.2014(06)

[2]陸秀平.螺桿式空壓機(jī)在煤礦的應(yīng)用探討[J].中小企業(yè)管理與科技(上旬刊).2009(05)

[3]高相家,陳放.螺桿空壓機(jī)變頻節(jié)能改造的經(jīng)濟(jì)分析和技術(shù)方案[J].壓縮機(jī)技術(shù).2009(03)