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螺桿壓縮機(jī)組結(jié)構(gòu)原理及運維知識

  【壓縮機(jī)網(wǎng)螺桿壓縮機(jī)包括:主機(jī)、氣路系統(tǒng)、油路系統(tǒng)和控制系統(tǒng),這些設(shè)備裝在一個機(jī)箱內(nèi),構(gòu)成機(jī)組。氣路系統(tǒng)包括:吸氣空氣過濾裝置、加卸載電磁控制組件、油氣分離器上最小壓力控制、排氣控制閥等;油路系統(tǒng)包括:高效油分離器、油冷卻器、油過濾器、單向斷油閥、油精過濾器、油分離器上溫控閥、回油管路等;控制系統(tǒng)包括:電機(jī)啟動電氣元件、變頻控制裝置、中央控制面板等。

  螺桿壓縮機(jī)工作原理

  螺桿式壓縮機(jī)是回轉(zhuǎn)容積式壓縮機(jī),工作原理是依靠氣體進(jìn)入機(jī)器后體積的縮小使得氣體密度急劇增加而使氣體的壓力升高。

  其結(jié)構(gòu)如下:螺桿式壓縮機(jī)機(jī)體內(nèi)裝有兩支相互嚙合的平行的轉(zhuǎn)子——陽轉(zhuǎn)子和陰轉(zhuǎn)子。當(dāng)兩個轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時,兩轉(zhuǎn)子的齒部相互插入到對方的齒槽內(nèi),隨著轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn),插入的長度越來越大,容納氣體槽的容積越來越小,從而達(dá)到壓縮氣體的目的。為了使壓縮機(jī)正常工作,需要向壓縮機(jī)內(nèi)噴油,或者加入潤滑劑,可以起到密封和冷卻的作用;軸承、軸封的工作也需要提供潤滑劑。

  螺桿式壓縮機(jī)的工作過程有吸氣、壓縮、排氣三個過程組成,轉(zhuǎn)子的具體工作過程見右圖。單級螺桿式壓縮機(jī)裝有一對轉(zhuǎn)子、主動轉(zhuǎn)子有4個齒、從動轉(zhuǎn)子6個轉(zhuǎn)子。兩個轉(zhuǎn)子裝入機(jī)體內(nèi),由主動轉(zhuǎn)子帶動從動轉(zhuǎn)子相互嚙合而轉(zhuǎn)動。當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時,一對相互嚙合的齒槽相通。圖(a)表明轉(zhuǎn)子進(jìn)入吸氣狀態(tài),當(dāng)轉(zhuǎn)子繼續(xù)轉(zhuǎn)動時,如圖(b)所示,一對相互嚙合的齒槽容積逐漸減小,使壓力升高,形成了壓縮過程。當(dāng)壓縮的齒槽與排氣口相通時,見圖(c),壓縮機(jī)開始進(jìn)入排氣狀態(tài),直到排氣完成了為止。陽轉(zhuǎn)子每旋轉(zhuǎn)一圈,壓縮機(jī)完成4個吸氣、壓縮、排氣過程。

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  螺桿式壓縮機(jī)組成

  螺桿式壓縮機(jī)由機(jī)體、轉(zhuǎn)子、軸承、軸封和聯(lián)軸器五個部分組成。

 ?。?)螺桿式壓縮機(jī)組的機(jī)體:

  某螺桿壓縮機(jī)機(jī)體部件由吸氣端座、機(jī)體、排氣端坐等組成,這些零件的材料為球墨鑄鐵QT500。吸氣端座上設(shè)置軸向吸氣口;機(jī)體內(nèi)與兩轉(zhuǎn)子配合的內(nèi)孔加工成“∞”字形,并設(shè)置有徑向吸氣口;排氣端座上設(shè)置有軸向排氣口。轉(zhuǎn)子分為主動轉(zhuǎn)子(一般為陽轉(zhuǎn)子)與從動轉(zhuǎn)子(一般為陰轉(zhuǎn)子),均采用40Cr材料鑄造,利用專用設(shè)備加工而成,轉(zhuǎn)子采用QT600-3材料有利于吸收噪音。主動轉(zhuǎn)子直接與電動機(jī)相連,轉(zhuǎn)速為2960r/min,從動轉(zhuǎn)子在主動轉(zhuǎn)子的推動下轉(zhuǎn)動,其轉(zhuǎn)速為1973r/min。

 ?。?)螺桿式壓縮機(jī)組的軸封部件:

  軸封為機(jī)械式密封,軸封的冷卻及潤滑均由高壓油來完成,進(jìn)入的潤滑壓力比排氣壓力高0.15-0.3MPa。由于軸封是在較高的壓力區(qū)工作,所用摩擦材料具有足夠的剛性和強(qiáng)度,靜環(huán)選用耐壓強(qiáng)度的碳化硅,動環(huán)用石墨制成,它的彈性模數(shù)較大,其密封口經(jīng)研磨及拋光加工,可達(dá)較高的光潔度。密封圈為O形環(huán),材料為丁氰耐油橡膠。

 ?。?)螺桿式壓縮機(jī)組的聯(lián)軸器部件:

  壓縮機(jī)聯(lián)軸器分為柱銷式聯(lián)軸器和膜片式聯(lián)軸器,兩者均屬于撓性聯(lián)軸器。柱銷式聯(lián)軸器由兩半聯(lián)軸節(jié)和飛輪構(gòu)成,材料為45號鋼,傳動芯子為耐油硬橡膠。膜片式聯(lián)軸器的膜片由特制的高強(qiáng)度不銹鋼膜片制成,具有特異的撓性和疲勞壽命,可吸收機(jī)組機(jī)械不對中、熱變形、扭曲、高速、軸位移產(chǎn)生的復(fù)合應(yīng)力。在設(shè)計中考慮聯(lián)軸器重心位置、轉(zhuǎn)動慣量、制造中經(jīng)過動平衡校正。聯(lián)軸器裝拆方便,無需移動機(jī)器,無需潤滑,便于維護(hù)檢修軸封。其中單級噴油螺桿式壓縮機(jī),向壓縮機(jī)腔內(nèi)噴入的潤滑油量為壓縮機(jī)理論排氣量的0.5%~1%。潤滑油在機(jī)器中起到潤滑、冷卻、密封、消音的作用。

  油路系統(tǒng)

  油路系統(tǒng)包括高效油分離器、油冷卻器、油位觀察窗、油粗過濾器、恒溫閥、單向供油閥及管路等等。

 ?。?)油分離器作用:分離出壓縮機(jī)排氣中所夾帶的潤滑油,使進(jìn)入后冷卻器的高壓壓縮空氣純凈,減輕潤滑油膜對傳熱的不良影響,降低潤滑油的消耗,同時建立必需的油液位差,為潤滑油正常工作提供保證。結(jié)構(gòu):一般為立式油分離器,壓縮機(jī)所排出的高壓氣體經(jīng)過排氣管進(jìn)入油分離器空間后,進(jìn)行減速,將大部分潤滑油液體吸附在油分離器內(nèi)壁上,分離大部分潤滑油,這是第一次分離;高壓壓縮空氣經(jīng)過桶體流向高效油分濾芯時,潤滑油微粒與桶壁吸附及重力沉降,完成第二次分離;高壓壓縮空氣進(jìn)入高效油分濾芯,經(jīng)過吸附、凝聚除去其余的油,這是第三次分離。分離出潤滑油的高壓壓縮空氣最后排出油分離器進(jìn)入后冷卻器進(jìn)行冷卻。油分離器上設(shè)有最小壓力閥、油位觀察窗、加油口及放油閥。在運行過程中,恒溫閥根據(jù)油溫進(jìn)行調(diào)節(jié)開度,控制回油量。運行過程中利用油位觀察窗觀察油路系統(tǒng)中潤滑油量,低于設(shè)定油位需要停機(jī)補充潤滑油液。

 ?。?)油冷卻器作用:經(jīng)過油分離器分離出的潤滑油,處于較高溫度狀態(tài),無法直接噴入壓縮機(jī)起冷卻、潤滑作用。油冷卻器的作用就是使這些潤滑油冷卻下來,以便循環(huán)使用。一般油冷卻器采用風(fēng)冷卻和水冷器兩種方式,風(fēng)冷式冷卻器需要加裝排氣風(fēng)扇進(jìn)行強(qiáng)排風(fēng)降溫,優(yōu)點是無需輔助裝置,排氣風(fēng)機(jī)與壓縮機(jī)控制系統(tǒng)一起來控制,安裝環(huán)境不受限制。水冷器方式,油走殼程、水走管程,清洗水路方便。優(yōu)點是系統(tǒng)簡單、油溫可以降低至比較低的溫度(根據(jù)水溫而定);缺點是水側(cè)管路易腐蝕。在冬季等氣溫較低的情況下,停用壓縮機(jī)組時,應(yīng)放出水側(cè)的水,以防凍結(jié),造成損壞。冷卻后潤滑油通過管路進(jìn)入壓縮機(jī)腔體進(jìn)行使用。

  (3)油粗過濾器作用:清除潤滑油中的較大尺寸的雜質(zhì)顆粒,使進(jìn)入系統(tǒng)潤滑油相對清潔,同時減輕油精過濾器的負(fù)擔(dān),以保證潤滑油潤滑良好,工作正常,避免磨損。金屬外殼,過濾芯為不銹鋼絲網(wǎng)制成的筒形結(jié)構(gòu),便于拆卸更換。油精過濾器作用:進(jìn)一步清除潤滑油中小尺寸的雜質(zhì)顆粒,最后確保進(jìn)入壓縮機(jī)的潤滑油非常清潔,以保證壓縮機(jī)軸承、轉(zhuǎn)子軸封等摩擦點潤滑良好,工作正常,減低磨損。應(yīng)定期進(jìn)行更換。

 ?。?)最小壓力閥作用:自動調(diào)整排油壓力,潤滑油液具有一定壓力下在油路系統(tǒng)中可以循環(huán),具有流動性,當(dāng)油壓過高時可以調(diào)節(jié)進(jìn)行油路系統(tǒng)的油量,使壓力降低;反之,當(dāng)油壓偏低時,將自動減少油量,使壓力升高。

 ?。?)恒溫閥作用:保證進(jìn)入壓縮機(jī)腔體的油量,該閥是出廠時設(shè)定好的,控制進(jìn)入壓縮機(jī)腔體油溫不宜過低,如果低于設(shè)定值潤滑油粘度增大,起不到潤滑作用造成壓縮機(jī)陰陽轉(zhuǎn)子嚴(yán)重磨損。

  氣路系統(tǒng)

  氣路系統(tǒng)包括空氣過濾器、卸荷閥、加卸載氣動控制電磁閥、排氣管路、排氣止回閥、排氣截止閥等。

 ?。?)入口空氣過濾器濾芯為不銹鋼絲制成,內(nèi)部有高效過濾器紙,過濾外界空氣,空氣由網(wǎng)外流向網(wǎng)內(nèi),將臟污留在網(wǎng)外,使進(jìn)入壓縮機(jī)的氣體干凈。

 ?。?)卸荷閥作用:當(dāng)空壓機(jī)工作時卸荷閥關(guān)閉,空壓機(jī)停止時卸荷閥開啟放盡空壓機(jī)出口管中的高壓空氣,利于空壓機(jī)下次輕載啟動。

 ?。?)加卸載氣動控制閥作用:當(dāng)用氣量發(fā)生變化時,進(jìn)氣閥通過控制系統(tǒng)來調(diào)節(jié)閥體的打開程度來匹配用氣量,控制空壓機(jī)進(jìn)氣和不進(jìn)氣的閥件。

  五、自動控制及自動保護(hù)系統(tǒng)

  機(jī)組的自動控制及自動保護(hù)系統(tǒng)由壓縮機(jī)啟動控制柜和中央控制器組成,可以實現(xiàn)機(jī)組的自動啟動、停止、主機(jī)高溫保護(hù)、系統(tǒng)缺油、當(dāng)前運行參數(shù):排氣壓力、壓力溫度、油分前后壓差、運行中電流、電壓、頻率,累計運行時間,定期保養(yǎng)時長設(shè)定,加卸載壓力設(shè)定的參數(shù)。

  螺桿式壓縮機(jī)第一次開機(jī):第一次開機(jī)必須首先檢查機(jī)組各部位連接情況,氣路部分連接及電氣元件工作情況。檢查項目有:檢查電動機(jī)旋轉(zhuǎn)方向是否正確;合上電源開關(guān),檢查機(jī)組啟動后運行聲音是否平穩(wěn);按照使用說明書,設(shè)定排氣壓力,檢查到達(dá)排氣壓力值時是否自動卸載,主機(jī)排氣溫度是否正常,運行中油氣分離器油位是否正常;可運轉(zhuǎn)一段時間,再進(jìn)行檢查各管路是否有漏氣、漏油等情況,如有停機(jī)處置。參照操作手冊進(jìn)行開關(guān)機(jī)操作。

  如果由于某項安全保護(hù)動作自動停機(jī),一定要在查明故障原因后方可再次開機(jī),絕不能隨意處置后再次開機(jī),突然停電造成主機(jī)停機(jī)時,關(guān)閉供電電源、關(guān)閉供氣排氣閥。待供電正常后方可再次開機(jī),運行中油位低于油位窗最低油位,應(yīng)停機(jī)補充潤滑油液,防止缺油造成主機(jī)磨損。如長期停機(jī),應(yīng)關(guān)閉供電電源,關(guān)閉排氣閥,在氣溫較低的季節(jié)長期停機(jī),應(yīng)將存水排放,防止設(shè)備受凍損壞。


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