螺杆式空压机的特点及其在水厂的使用与维护

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螺杆式空压机的特点及其在水厂的使用与维护
空压机是水厂生产的重要设备，它为水厂所有气动元件，包括各种气动阀门，提供气源。空压机的种类有很多，但大体可划分为两大类。一类为往复式空压机，主要有往复式活塞空压机等；另一类为回转类空压机，主要有滑片式空压机，螺杆式空压机，离心式空压机等等。其中螺杆式空压机随着近年来其关键部件--螺杆的加工工艺越来越先进，加工精度越来越高，其整体性能得到了显著地提高，因而在中、低压领域的应用也变得越来越广泛。
　　在以往水厂的建设中，我们一般选用的是活塞式空压机。活塞式空压机具有投资成本低，压缩比大的优点，但同时它也存在着运动零部件多，易于磨损，维护维修工作量较大等问题。例如：我厂有两台型号为2-10T3NLE22两级风冷无油活塞式压缩机，使用不到半年就陆续出现各种问题，主要有：活塞环和活塞过度磨损问题，进出气阀阀片、阀座过度磨损问题，控制油路系统漏油问题；而且该机产气量明显不足，机器长期处于加载状态，不能卸载，从而加重了自身的磨损。
　　基于这种情况，在这次东湖水厂的改造扩建工程中，我们对空压机的选型进行了慎重地考虑，通过广泛了解和比较，最终选用了Atlas螺杆式空压机。经过一年多的使用，我们发觉该机不仅操作简单，各种运行参数（如：加载、卸载压力）一旦设定好后，就可完全由其自带的电脑控制器控制并监测运行。工作人员平时只需阅读一下显示屏上的信息即可了解机器当前的工作状况；而且该机运转平稳，维护维修量甚少；此外，这种空压机产气量稳定，在电机功率低于原有空压机（22KW：30KW）的条件下，不仅替代了原有的两台活塞空压机，保证了老厂压缩空气系统的用气需求，而且同时满足了新厂新增压缩空气系统的用气需求。
　　事实上，通过进一步地了解，我们可以看到，Atlas螺杆式空压机的这些特点是与螺杆机特有的主机结构和工作机理有关的，同时也与Atlas机自身合理的系统设计和智能化的电气控制系统密切相关的。
１． 螺杆式空压机的主机结构及工作机理；
　　主机是螺杆机的核心部件，任何品牌的螺杆机其主机结构和工作机理都是相近的。
　　在螺杆式空压机的主机中，平行配置着一对相互啮合的螺旋形转子，根据转子截面形状的不同，区分为阳转子和阴转子，如图1-1所示。一般阳转子与原动机相连，阳转子带动阴转子转动。也有的情况下，两转子之间并不接触（如无油螺杆机），而是通过一对同步齿轮的配合实现两转子的啮合。在主机机体的左右两端，分别设置了一定形状和大小的孔口，作为吸气口和排气口。

图1-1 螺杆式空压机主机中的螺旋形转子

　　螺杆式空压机就是通过阴阳两转子的相互啮合达到压缩气体的目的。下面通过转子上一对相互啮合的螺旋齿的一个工作循环为例，对其工作原理进行简要说明。在转子的吸气端，随着啮合的螺旋齿逐渐脱开，在两齿之间形成了一段容积逐渐在扩大的空腔（简称齿间空腔），将外界气体不断吸入，直至这对螺旋齿再度啮合，从而完成了吸气的过程。当该段齿间空腔随着转子转动轴向运行到排气端时，由于排气口设置在一个较小的空间，在与排气口相通之前两螺旋齿的不断啮合逐渐减小了这段齿间空腔的容积，从而达到了压缩气体的目的，完成了气体压缩的过程。最终这段齿间空腔与排气口相通，压缩气体排出机体，完成一个工作循环。
　　从螺杆式空压机的主机结构和工作机理不难看出，它的运动零部件较少，只有一对相互啮合的转子（转子之间存有油膜），没有类似于活塞机往复运动的活塞机构和复杂的进出气阀门机构，因而它的磨损很小，运转更为可靠，寿命长。其次其主机的运转类似透平机器，没有不平衡惯性力，并且气体压缩是连续进行，无冲击，机器可平稳地高速工作，不需要专门的设备基础。此外，螺杆机的噪音可以降至较低的水平。
２． Atlas螺杆式空压机整机的系统构成
　　Atlas螺杆空压机整机的系统构成设计得非常简单合理，如图2-1所示可分为三个部分：
（1）空气流程
　　空气吸入过滤器（AF）后，通过进气阀（IV）进入压缩机主机（E）内，经过压缩进入油气分离器（AR）去除压缩空气中油分，后经过最小压力阀（VP）、空气冷却器（Ca）排向排气管(AV)。
（2）喷油系统
　　空气压力将油从油气分离器中压出，流经油冷却器(Co)和油过滤器(OF)，最终到达压缩机主机及其润滑点。
　　喷油系统上装有一个旁通阀(BV)。当油温低于40℃时，油不经冷却器直接进入机体。当油温超过55℃时，该阀关闭使所有的油通过油冷却器冷却后再进入主机。
（3）冷却系统及冷凝水排放系统
　　冷却系统包括空气冷却器和油冷却器，它们都是通过电机上带的风扇（FN）冷却的。对于内置冷干机的空压机，它还配有冷冻系统（见图2-1中右上部分），对压缩空气进行冷冻，使其压力露点不高于2℃，再排出机器。冷冻系统的工作原理与空调类似。
　　在压缩空气排放口之前还装有一个气水分离器（MT），分离器上装有自动排污阀（Da）和手动排污阀（Dm1），以便在压缩机运行中自动排放冷凝水或在压缩机停机