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空壓機

曲陽本地螺桿空壓機，全名為空氣壓約定宿機，是一種工礦業(yè)中zui常用的空氣動力提供設(shè)備。通?？諌簷C分為螺桿式空壓、活賽式空壓機等。

●螺桿式空壓機工作原理  

曲陽本地螺桿空壓機螺桿式空壓機是由一對相互平行嚙合的陰陽轉(zhuǎn)子（或稱桿）在氣缸內(nèi)轉(zhuǎn)動使轉(zhuǎn)子齒槽之間的空氣不斷地產(chǎn)生周期性的容積變化，空氣則沿著轉(zhuǎn)子軸線由吸入側(cè)輸送至輸出側(cè)，實現(xiàn)螺桿式空壓機的氣、壓縮和排氣的全過程。空壓機的進氣口和出氣口分別位于殼體的兩端，陰轉(zhuǎn)子的槽和陽轉(zhuǎn)子的齒被主電機驅(qū)動而旋轉(zhuǎn)。

●活賽式空壓機工作原理  

活賽式空壓機是由電動機帶動皮帶輪通過聯(lián)軸呂直接驅(qū)動曲軸，帶動邊桿與活塞桿，使活塞 在壓縮機氣缸內(nèi)作往復(fù)運動，完成入、壓縮、排出等過程，將無壓或低壓氣體升壓，并輸?shù)絻汗迌?nèi)。其中，活塞組件，活塞組件，活塞與汽缸內(nèi)壁及汽缸蓋構(gòu)成容積可變的工作腔，在曲柄連桿帶動下，在汽缸內(nèi)作往復(fù)運動以實現(xiàn)汽缸內(nèi)氣體的壓縮。

空壓機系統(tǒng)控制    

空壓機主電機運行方式為星三角降壓起動后全壓運行，供氣系統(tǒng)具體工作流具體工作流程為：當按下啟動按鈕，控制系統(tǒng)掃通啟動器線圈并打開斷油閥，空壓機在卸載模式下啟動，這時進氣閥處于關(guān)閉位置，而放氣閥打開以排放油氣分離器內(nèi)的壓力。等降壓N秒（由時間繼電器控制）后空壓機開始加載運行，系統(tǒng)壓力開始上。如果系統(tǒng)壓力上升到壓力開關(guān)上限值，即起跳壓力，控制器使進氣閥關(guān)閉，油氣分離器放氣，壓縮機空載運行，直到系統(tǒng)壓力降到壓力開關(guān)下限值后，即回跳壓力下，控制呂使進氣閥打開，油氣分離呂放氣閥關(guān)閉，壓縮機打開，壓縮機打開，油氣分離器放氣閥關(guān)閉，壓縮機滿載運行。

■空壓機系統(tǒng)節(jié)能分析 

在管道供氣系統(tǒng)中，zui基本的制對象是流量，供氣充的基本任務(wù)就是要滿足用戶對流量的需求。目前，常見的氣體流理控制方式有加、卸載供氣控制方式和轉(zhuǎn)速控制方式兩種。

●加、卸載供氣控制  加、卸載供氣控制方式即為進氣閥開關(guān)控制方式，即壓力達到上*關(guān)閥，壓縮機進人輕載運行壓力抵達下*開閥，壓縮機進入滿載運行。  由于空壓機不能排除在滿負荷狀態(tài)下長時間運行的可能性，所以只能按zui大需要來決定電動機的容量，設(shè)計余量一般偏大。工頻起動設(shè)備時的沖擊大，電機軸承的磨損大，所以設(shè)備維護量大。雖然都是降壓啟動，但起動時的電流仍然很大，會影響電網(wǎng)的穩(wěn)定及其它用電設(shè)備的運行安全，而且大多數(shù)是連續(xù)運行，由于一般空氣壓縮機的拖動電機本身不能調(diào)速，因此就不能直接使用壓力或流量的變動來實現(xiàn)降速調(diào)節(jié)輸出功率的匹配，電機不允許頻繁啟動，導(dǎo)致在用氣量少的時候電機仍然要空載運行，電能浪費巨大。  經(jīng)常卸載和加載導(dǎo)致整個氣網(wǎng)壓力經(jīng)常變化，不能保持恒定的工作壓力延長壓縮機的使用壽命?？諌簷C的有些調(diào)節(jié)方式（如調(diào)節(jié)閥門或調(diào)節(jié)卸載等方式）即使在需要流量較小的情況下，由于電機轉(zhuǎn)速不變，電機功率下降幅度比較小。

●轉(zhuǎn)速控制  即通過改空壓機的圍 速 來市井 節(jié)流量，而閥門的開度保持不變（一般保持zui大開度）。當空壓機轉(zhuǎn)速改時，供氣系統(tǒng)的揚程 特性隨之改變，而管阻特性不變。 

在這種控制方式下，能過變頻調(diào)速技術(shù)改空壓機電機的轉(zhuǎn)速 ，空壓供氣理可隨著用氣流量的改變而改變，達到真正的供需平衡，在節(jié)能的同進，也可使整個系統(tǒng)確確實實到工作效率。變頻器基于交－直－交電源變換原理，可根據(jù)控制對象的要輸出率連續(xù)可調(diào) 的交電壓。電動機轉(zhuǎn)速與電源頻率成正比，因此，用變頻器輸出頻率可調(diào)的交流電壓作為空壓機電動機的電源電壓，可方便地改變空壓機的轉(zhuǎn)速。

空壓機系統(tǒng)節(jié)能原理 

空壓機變頻改造方案

●空壓機的注意事項 

1)空壓機是大轉(zhuǎn)動慣量負載，這種啟 動特點就很容易引起V/F控制方式的變頻器     在啟動時出現(xiàn)蹼過流保護的情況，建議選用具有高啟 動轉(zhuǎn)矩的無速度傳感器矢量變頻呂，保證即能實現(xiàn)恒壓供氣連續(xù)性，又保證設(shè)備可靠穩(wěn)定的運行; 

2)空壓機不允許長時間在低頻下運行，當空壓機的轉(zhuǎn)速 過低，一方面將使空壓機的工作穩(wěn)定性變差，另一方面也使缸體的潤滑變差，會加快磨損，所以工作的下限步率應(yīng)不低于20HZ; 

3)為了有效濾除變頻器輸出電流中的高次諧波分理，減小因高次諧波引起的電磁干擾，建議選用輸出交流電抗器，還可以減小電機運行噪音和溫升，提高電動機的穩(wěn)定性。

空壓機變頻改造后的效益 

●節(jié)約能源  變頻器控制壓縮機與傳統(tǒng)制的壓縮機比較，能源節(jié)約是zui有實際意義的，根據(jù)空氣量需求來供給的壓縮機工況是經(jīng)濟的運持狀。 

●運行成本的降低  傳統(tǒng)壓縮機的運行成本由三項組成：初始采購成本，維護成本和能源成本。其中能源成本大約占壓縮機成本的70%。通過能源成本降低30%以上，再加上變頻起動后對設(shè)備的沖擊減少，維護和維修量也跟隨降低，所以運行成本將大大降低

●提高壓力控制精度  變頻控制系統(tǒng)具有精確的壓力控制能力。使壓縮機的空氣壓力輸出與用戶空氣系統(tǒng)所需的氣量相匹配。變頻控制壓縮機的輸出氣量隨著電機轉(zhuǎn)速的改變而改變。由于變頻控制機電速度的精度提高，所以它可以使管網(wǎng)的系統(tǒng)壓力變化保持在要求范圍內(nèi)，有效地提高了工況的質(zhì)量。 

●延長壓縮機的使用壽命  變頻器從OHZ起動壓縮機(軟起動)，它的起動加速時間可以調(diào)整，從而減少超導(dǎo)勸時對壓縮機的電器部件和機械部件所造成的沖擊，增強系統(tǒng)的可靠性，使壓縮機的使用壽命延長。此外，變頻控制能夠減少機組起動時電流波動，這一波動電流會影響電網(wǎng)和其它設(shè)備的用電，變頻器能夠有效的將起動電流的峰值減少到zui低程度

●低了空壓機的噪音  根據(jù)壓縮機的工況要求，變頻控制改造后，電機運轉(zhuǎn)速度明顯減慢，因此有效地降了空壓機運行時的噪音，據(jù)以往現(xiàn)場經(jīng)驗測定表明，噪音與原系統(tǒng)比較下降約６至１１分貝。2.通過改造空壓機的控制系統(tǒng)，是其節(jié)能效果可達20-50%。

■投資回收期 

1. 改造后空壓機節(jié)省電費  132KW的電機以運行頻率40Hz~45Hz為例，其工作轉(zhuǎn)速的80%~90%，電機消耗的軸功率為P%==0.512Pn~0.729Pn每年生產(chǎn)按11月計，每月按30天計，每天按24小時計，考慮各種損耗后以節(jié)電27%~37%

變頻式壓縮機之特點:  ?

壓縮機壓力精確度達0.1 kg/cm2以下。注: 精確度系指FUZZY控制精度，不包含空車上限設(shè)定值。  ?

利用降低壓縮機組轉(zhuǎn)速來比例降低負載，節(jié)能效果*。 ?

部分負載時降低轉(zhuǎn)速使機組壽命延長。 ?

降低運轉(zhuǎn)噪音。  ?

適用于有油螺桿式壓縮機。 ?

齒輪及皮帶等傳動裝置可省略，減少機械損失并降低成本，增加機體可靠度。 ?  LED面板可顯示運轉(zhuǎn)壓力，排氣溫度及設(shè)定壓力。顯示值可經(jīng)由內(nèi)部參數(shù)設(shè)定之。

設(shè)定壓力(壓縮機)可視系統(tǒng)需求在面板上調(diào)整。  ?

使用變頻器固有的軟性起動特性，無起動大電流。  ?

多臺運轉(zhuǎn)時只需裝設(shè)其中一至數(shù)臺即可*監(jiān)控系統(tǒng)之壓力。 ?

50Hz及60Hz共享控制模塊：  變頻式壓縮機是如何控制的呢？與傳統(tǒng)式壓縮機zui大的不同之處在于變頻式壓縮機的馬達是由變頻器所驅(qū)動。不論我們所使用電源是50Hz或60Hz，變頻器均先將其轉(zhuǎn)成直流電，轉(zhuǎn)換成直流電之后，再依指令輸出成我們所要使用的交流電頻率。此頻率可為任意頻率，而不再局限于50Hz或60Hz變頻器雖可改變頻率，但是應(yīng)該要運轉(zhuǎn)在多少頻率則必須由外部下達指令。所以變頻式壓縮機除了以變頻器為馬達之驅(qū)動器外，還要另外有一控制器以隨時調(diào)變變頻器的輸出頻率。

因此控制器需具有如下之基本功能：

1、 接收排氣端或系統(tǒng)之壓力信號并送至控制器之運算單元。

2、 輸出變頻器運轉(zhuǎn)頻率調(diào)變指令。

3、 穩(wěn)定輸出壓力。(目前大都設(shè)為0.1 bar)

4、 輸出變頻器起動指令。 

5、 接受運轉(zhuǎn)信息，如故障指令、警告指令，以保護機組

容積效率的比較  

容積效率是實際產(chǎn)氣量與理論產(chǎn)氣量的比值，它是衡量壓縮機產(chǎn)氣能力的重要指標。通常來說，余隙容積和各種內(nèi)泄露是影響容積效率的zui主要因素。 

1）余隙容積（泄漏三角形）。  

雙螺桿：泄漏三角形雙螺桿式壓縮機轉(zhuǎn)子的幾何型線帶來的一個典型技術(shù)問題，*地消除它是不可能的。  

單螺桿：不存在泄漏三角形，無余隙容積。  

泄漏三角形，亦稱死氣三角形，是余隙容積在雙螺桿式壓縮機中的一種形式。它是指在陰陽轉(zhuǎn)子進行虛嚙合時其形線造成的一個三角形空隙。此空隙會使高壓空氣會向低壓區(qū)回流，而且無法通過潤滑油密封。這是由雙螺桿式壓縮機轉(zhuǎn)子的幾何型線帶來的一個典型技術(shù)問題，*地消除它是不可能的。 

2）磨損帶來的泄露   隨著運行時間的累計，磨損不可避免。這將導(dǎo)致雙螺桿機轉(zhuǎn)子之間的間隙以及轉(zhuǎn)子與定子之間的間隙增大，從而加劇了上述的各種泄露，容積效率逐步下降。  傳動效率的比較

.預(yù)冷器在冷干機中起什么作用？      

嚴栺講來，預(yù)冷器并不是冷凍干燥機的*部件，但它在冷干機運行中又起很大的作用，預(yù)冷器在冷干機里的主要作用是“回收”被蒸發(fā)器冷卻后的壓縮空氣所攜帶的冷量（對絕大多數(shù)用戶來講這部分冷量屬“廢冷”），并用這部分冷量來冷卻攜帶大量水蒸氣的較高溫度的壓縮空氣，從而減少了冷干機制冷系統(tǒng)的熱負荷，達到節(jié)約能源的目的。另一方面，低溫壓縮空氣在預(yù)冷器里溫度得到回升，使排氣管道外壁不致因溫度過低而出現(xiàn)討厭的掛露現(xiàn)象。此外，壓縮空氣溫度升高后，降低了管道內(nèi)空氣的相對濕度（可達φ=5~10%）。 根據(jù)金屬銹蝕理論，當環(huán)境相對濕度低于臨界點（φ=40%）時，金屬管道生銹現(xiàn)象便會停止。所以，現(xiàn)在冷干機中都裝有預(yù)冷器。                                                              

防護等級問題

螺桿壓縮機應(yīng)用于比較廣泛的場合，有些應(yīng)用場合環(huán)境比較差，環(huán)境中粉塵、雜質(zhì)比較多。如果螺桿空壓機自身的防護做的不到位，對于IP23防護等級的一體式螺桿主機，在吸風冷卻時，粉塵、雜質(zhì)等容易隨著冷卻風進入電機內(nèi)部，帶磁性的粉塵或雜質(zhì)會吸附在永磁電機的轉(zhuǎn)子表面，累積到一定程度，會堵塞氣隙，zui終導(dǎo)致電機無法運行。所以，針對特定的使用場合，本公司也設(shè)計了相應(yīng)的產(chǎn)品，推出IP54防護等級的一體式螺桿主機，

該結(jié)構(gòu)*將冷卻風道移至電機外部，與市場上的IP54電機冷卻方式類同，但同時又秉承了本公司一體式螺桿主機無軸承結(jié)構(gòu)的特點優(yōu)勢。                        

 冷干機

1.預(yù)冷器在冷干機中起什么作用？      

嚴栺講來，預(yù)冷器并不是冷凍干燥機的*部件，但它在冷干機運行中又起很大的作用，預(yù)冷器在冷干機里的主要作用是“回收”被蒸發(fā)器冷卻后的壓縮空氣所攜帶的冷量（對絕大多數(shù)用戶來講這部分冷量屬“廢冷”），并用這部分冷量來冷卻攜帶大量水蒸氣的較高溫度的壓縮空氣，從而減少了冷干機制冷系統(tǒng)的熱負荷，達到節(jié)約能源的目的。另一方面，低溫壓縮空氣在預(yù)冷器里溫度得到回升，使排氣管道外壁不致因溫度過低而出現(xiàn)討厭的掛露現(xiàn)象。此外，壓縮空氣溫度升高后，降低了管道內(nèi)空氣的相對濕度（可達φ=5~10%）。 根據(jù)金屬銹蝕理論，當環(huán)境相對濕度低于臨界點（φ=40%）時，金屬管道生銹現(xiàn)象便會停止。所以，現(xiàn)在冷干機中都裝有預(yù)冷器。   

2.沒有預(yù)冷器的冷干機可以用嗎？      

有些用戶需要含水量低而且溫度也低的壓縮空氣，這時冷干機就可不再設(shè)置預(yù)冷卻器了，由于不設(shè)置預(yù)冷器，冷空氣的冷量得不到回收利用，蒸發(fā)器熱負荷會增加很多，在這種情況下，不僅需要加大制冷壓縮壓縮的功率來進行能量補償，而且對整個制冷系統(tǒng)的其它部件（蒸發(fā)器、冷凝器及節(jié)流元器件）都需要進行核算。     

3.在預(yù)冷器中冷、熱空氣升降溫幅度是否相等？     

在預(yù)冷器中，冷、熱壓縮空氣迕行熱質(zhì)交換，所交換的總熱量是相等的。但飽和熱氣流在降溫過程中發(fā)生相發(fā)，出現(xiàn)凝結(jié)水這個過程要消耗一部分冷量。而冷氣流在熱交換過程中所吸收到的熱量全部用二升溫，因此，冷、熱氣流的溫度發(fā)化幅度是不相同的，其規(guī)律是熱氣流降溫幅度比冷氣流升溫幅度要小。譬如在某種工冴下，熱空氣由 40℃降到 28℃，降幅為 12℃，而冷空氣可由 5℃升到 24℃，升幅可到達19℃。4） 冷干機的排氣溫度能有多高？      

從能量利用角度講，我們總希望冷干機排氣溫度越高越好，能與進氣溫度相同，此時“廢冷”為零。但實際上是達不到這一點的，冷干機進、出氣溫相差 15℃以上的情況并不少見。這是因為：

①能量在傳遞、交換過程中，不可避免會有損失，

②本身溫度不高、溫差不大的同質(zhì)氣體在間壁對流傳熱中（特別在順流傳熱時）傳熱系數(shù)不大；

③在熱交換過程中飽和熱氣流的降溫必然伴隨產(chǎn)生相發(fā)，其所吸收到的全部冷量中必有一部分用來支付相發(fā)潛熱，從而使熱氣流溫度降幅受到限制，這反過來又限制了冷氣流溫度的升高（在順流傳熱時尤其如此）。     

5.冷干機排氣溫度過高有何原因？      

冷干機排氣溫度過高有時是不正常的，引起原因有：

①壓縮空氣進氣溫度過高或流量太大；

②制冷系統(tǒng)工況發(fā)生發(fā)化，引起冷媒蒸發(fā)溫度升高，使壓縮空氣在蒸發(fā)器里得不到足夠冷卻；

③預(yù)冷器管道外壁散熱量太大。