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空压机

曲阳本地螺杆空压机，全名为空气压约定宿机，是一种工矿业中zui常用的空气动力提供设备。通常空压机分为螺杆式空压、活赛式空压机等。

●螺杆式空压机工作原理  

曲阳本地螺杆空压机螺杆式空压机是由一对相互平行啮合的阴阳转子（或称杆）在气缸内转动使转子齿槽之间的空气不断地产生周期性的容积变化，空气则沿着转子轴线由吸入侧输送至输出侧，实现螺杆式空压机的气、压缩和排气的全过程。空压机的进气口和出气口分别位于壳体的两端，阴转子的槽和阳转子的齿被主电机驱动而旋转。

●活赛式空压机工作原理  

活赛式空压机是由电动机带动皮带轮通过联轴吕直接驱动曲轴，带动边杆与活塞杆，使活塞 在压缩机气缸内作往复运动，完成入、压缩、排出等过程，将无压或低压气体升压，并输到储压罐内。其中，活塞组件，活塞组件，活塞与汽缸内壁及汽缸盖构成容积可变的工作腔，在曲柄连杆带动下，在汽缸内作往复运动以实现汽缸内气体的压缩。

空压机系统控制    

空压机主电机运行方式为星三角降压起动后全压运行，供气系统具体工作流具体工作流程为：当按下启动按钮，控制系统扫通启动器线圈并打开断油阀，空压机在卸载模式下启动，这时进气阀处于关闭位置，而放气阀打开以排放油气分离器内的压力。等降压N秒（由时间继电器控制）后空压机开始加载运行，系统压力开始上。如果系统压力上升到压力开关上限值，即起跳压力，控制器使进气阀关闭，油气分离器放气，压缩机空载运行，直到系统压力降到压力开关下限值后，即回跳压力下，控制吕使进气阀打开，油气分离吕放气阀关闭，压缩机打开，压缩机打开，油气分离器放气阀关闭，压缩机满载运行。

■空压机系统节能分析 

在管道供气系统中，zui基本的制对象是流量，供气充的基本任务就是要满足用户对流量的需求。目前，常见的气体流理控制方式有加、卸载供气控制方式和转速控制方式两种。

●加、卸载供气控制  加、卸载供气控制方式即为进气阀开关控制方式，即压力达到上关阀，压缩机进人轻载运行压力抵达下开阀，压缩机进入满载运行。  由于空压机不能排除在满负荷状态下长时间运行的可能性，所以只能按zui大需要来决定电动机的容量，设计余量一般偏大。工频起动设备时的冲击大，电机轴承的磨损大，所以设备维护量大。虽然都是降压启动，但起动时的电流仍然很大，会影响电网的稳定及其它用电设备的运行安全，而且大多数是连续运行，由于一般空气压缩机的拖动电机本身不能调速，因此就不能直接使用压力或流量的变动来实现降速调节输出功率的匹配，电机不允许频繁启动，导致在用气量少的时候电机仍然要空载运行，电能浪费巨大。  经常卸载和加载导致整个气网压力经常变化，不能保持恒定的工作压力延长压缩机的使用寿命。空压机的有些调节方式（如调节阀门或调节卸载等方式）即使在需要流量较小的情况下，由于电机转速不变，电机功率下降幅度比较小。

●转速控制  即通过改空压机的围 速 来市井 节流量，而阀门的开度保持不变（一般保持zui大开度）。当空压机转速改时，供气系统的扬程 特性随之改变，而管阻特性不变。 

在这种控制方式下，能过变频调速技术改空压机电机的转速 ，空压供气理可随着用气流量的改变而改变，达到真正的供需平衡，在节能的同进，也可使整个系统确确实实到工作效率。变频器基于交－直－交电源变换原理，可根据控制对象的要输出率连续可调 的交电压。电动机转速与电源频率成正比，因此，用变频器输出频率可调的交流电压作为空压机电动机的电源电压，可方便地改变空压机的转速。

空压机系统节能原理 

空压机变频改造方案

●空压机的注意事项 

1)空压机是大转动惯量负载，这种启 动特点就很容易引起V/F控制方式的变频器     在启动时出现蹼过流保护的情况，建议选用具有高启 动转矩的无速度传感器矢量变频吕，保证即能实现恒压供气连续性，又保证设备可靠稳定的运行; 

2)空压机不允许长时间在低频下运行，当空压机的转速 过低，一方面将使空压机的工作稳定性变差，另一方面也使缸体的润滑变差，会加快磨损，所以工作的下限步率应不低于20HZ; 

3)为了有效滤除变频器输出电流中的高次谐波分理，减小因高次谐波引起的电磁干扰，建议选用输出交流电抗器，还可以减小电机运行噪音和温升，提高电动机的稳定性。

空压机变频改造后的效益 

●节约能源  变频器控制压缩机与传统制的压缩机比较，能源节约是zui有实际意义的，根据空气量需求来供给的压缩机工况是经济的运持状。 

●运行成本的降低  传统压缩机的运行成本由三项组成：初始采购成本，维护成本和能源成本。其中能源成本大约占压缩机成本的70%。通过能源成本降低30%以上，再加上变频起动后对设备的冲击减少，维护和维修量也跟随降低，所以运行成本将大大降低

●提高压力控制精度  变频控制系统具有精确的压力控制能力。使压缩机的空气压力输出与用户空气系统所需的气量相匹配。变频控制压缩机的输出气量随着电机转速的改变而改变。由于变频控制机电速度的精度提高，所以它可以使管网的系统压力变化保持在要求范围内，有效地提高了工况的质量。 

●延长压缩机的使用寿命  变频器从OHZ起动压缩机(软起动)，它的起动加速时间可以调整，从而减少超导劝时对压缩机的电器部件和机械部件所造成的冲击，增强系统的可靠性，使压缩机的使用寿命延长。此外，变频控制能够减少机组起动时电流波动，这一波动电流会影响电网和其它设备的用电，变频器能够有效的将起动电流的峰值减少到zui低程度

●低了空压机的噪音  根据压缩机的工况要求，变频控制改造后，电机运转速度明显减慢，因此有效地降了空压机运行时的噪音，据以往现场经验测定表明，噪音与原系统比较下降约６至１１分贝。2.通过改造空压机的控制系统，是其节能效果可达20-50%。

■投资回收期 

1. 改造后空压机节省电费  132KW的电机以运行频率40Hz~45Hz为例，其工作转速的80%~90%，电机消耗的轴功率为P%==0.512Pn~0.729Pn每年生产按11月计，每月按30天计，每天按24小时计，考虑各种损耗后以节电27%~37%

变频式压缩机之特点:  ?

压缩机压力精确度达0.1 kg/cm2以下。注: 精确度系指FUZZY控制精度，不包含空车上限设定值。  ?

利用降低压缩机组转速来比例降低负载，节能效果100%。 ?

部分负载时降低转速使机组寿命延长。 ?

降低运转噪音。  ?

适用于有油螺杆式压缩机。 ?

齿轮及皮带等传动装置可省略，减少机械损失并降低成本，增加机体可靠度。 ?  LED面板可显示运转压力，排气温度及设定压力。显示值可经由内部参数设定之。

设定压力(压缩机)可视系统需求在面板上调整。  ?

使用变频器固有的软性起动特性，无起动大电流。  ?

多台运转时只需装设其中一至数台即可监控系统之压力。 ?

50Hz及60Hz共享控制模块：  变频式压缩机是如何控制的呢？与传统式压缩机zui大的不同之处在于变频式压缩机的马达是由变频器所驱动。不论我们所使用电源是50Hz或60Hz，变频器均先将其转成直流电，转换成直流电之后，再依指令输出成我们所要使用的交流电频率。此频率可为任意频率，而不再局限于50Hz或60Hz变频器虽可改变频率，但是应该要运转在多少频率则必须由外部下达指令。所以变频式压缩机除了以变频器为马达之驱动器外，还要另外有一控制器以随时调变变频器的输出频率。

因此控制器需具有如下之基本功能：

1、 接收排气端或系统之压力信号并送至控制器之运算单元。

2、 输出变频器运转频率调变指令。

3、 稳定输出压力。(目前大都设为0.1 bar)

4、 输出变频器起动指令。 

5、 接受运转信息，如故障指令、警告指令，以保护机组

容积效率的比较  

容积效率是实际产气量与理论产气量的比值，它是衡量压缩机产气能力的重要指标。通常来说，余隙容积和各种内泄露是影响容积效率的zui主要因素。 

1）余隙容积（泄漏三角形）。  

双螺杆：泄漏三角形双螺杆式压缩机转子的几何型线带来的一个典型技术问题，地消除它是不可能的。  

单螺杆：不存在泄漏三角形，无余隙容积。  

泄漏三角形，亦称死气三角形，是余隙容积在双螺杆式压缩机中的一种形式。它是指在阴阳转子进行虚啮合时其形线造成的一个三角形空隙。此空隙会使高压空气会向低压区回流，而且无法通过润滑油密封。这是由双螺杆式压缩机转子的几何型线带来的一个典型技术问题，地消除它是不可能的。 

2）磨损带来的泄露   随着运行时间的累计，磨损不可避免。这将导致双螺杆机转子之间的间隙以及转子与定子之间的间隙增大，从而加剧了上述的各种泄露，容积效率逐步下降。  传动效率的比较

.预冷器在冷干机中起什么作用？      

严栺讲来，预冷器并不是冷冻干燥机的部件，但它在冷干机运行中又起很大的作用，预冷器在冷干机里的主要作用是“回收”被蒸发器冷却后的压缩空气所携带的冷量（对绝大多数用户来讲这部分冷量属“废冷”），并用这部分冷量来冷却携带大量水蒸气的较高温度的压缩空气，从而减少了冷干机制冷系统的热负荷，达到节约能源的目的。另一方面，低温压缩空气在预冷器里温度得到回升，使排气管道外壁不致因温度过低而出现讨厌的挂露现象。此外，压缩空气温度升高后，降低了管道内空气的相对湿度（可达φ=5~10%）。 根据金属锈蚀理论，当环境相对湿度低于临界点（φ=40%）时，金属管道生锈现象便会停止。所以，现在冷干机中都装有预冷器。                                                              

防护等级问题

螺杆压缩机应用于比较广泛的场合，有些应用场合环境比较差，环境中粉尘、杂质比较多。如果螺杆空压机自身的防护做的不到位，对于IP23防护等级的一体式螺杆主机，在吸风冷却时，粉尘、杂质等容易随着冷却风进入电机内部，带磁性的粉尘或杂质会吸附在永磁电机的转子表面，累积到一定程度，会堵塞气隙，zui终导致电机无法运行。所以，针对特定的使用场合，本公司也设计了相应的产品，推出IP54防护等级的一体式螺杆主机，

该结构将冷却风道移至电机外部，与市场上的IP54电机冷却方式类同，但同时又秉承了本公司一体式螺杆主机无轴承结构的特点优势。                        

 冷干机

1.预冷器在冷干机中起什么作用？      

严栺讲来，预冷器并不是冷冻干燥机的部件，但它在冷干机运行中又起很大的作用，预冷器在冷干机里的主要作用是“回收”被蒸发器冷却后的压缩空气所携带的冷量（对绝大多数用户来讲这部分冷量属“废冷”），并用这部分冷量来冷却携带大量水蒸气的较高温度的压缩空气，从而减少了冷干机制冷系统的热负荷，达到节约能源的目的。另一方面，低温压缩空气在预冷器里温度得到回升，使排气管道外壁不致因温度过低而出现讨厌的挂露现象。此外，压缩空气温度升高后，降低了管道内空气的相对湿度（可达φ=5~10%）。 根据金属锈蚀理论，当环境相对湿度低于临界点（φ=40%）时，金属管道生锈现象便会停止。所以，现在冷干机中都装有预冷器。   

2.没有预冷器的冷干机可以用吗？      

有些用户需要含水量低而且温度也低的压缩空气，这时冷干机就可不再设置预冷却器了，由于不设置预冷器，冷空气的冷量得不到回收利用，蒸发器热负荷会增加很多，在这种情况下，不仅需要加大制冷压缩压缩的功率来进行能量补偿，而且对整个制冷系统的其它部件（蒸发器、冷凝器及节流元器件）都需要进行核算。     

3.在预冷器中冷、热空气升降温幅度是否相等？     

在预冷器中，冷、热压缩空气迕行热质交换，所交换的总热量是相等的。但饱和热气流在降温过程中发生相发，出现凝结水这个过程要消耗一部分冷量。而冷气流在热交换过程中所吸收到的热量全部用二升温，因此，冷、热气流的温度发化幅度是不相同的，其规律是热气流降温幅度比冷气流升温幅度要小。譬如在某种工冴下，热空气由 40℃降到 28℃，降幅为 12℃，而冷空气可由 5℃升到 24℃，升幅可到达19℃。4） 冷干机的排气温度能有多高？      

从能量利用角度讲，我们总希望冷干机排气温度越高越好，能与进气温度相同，此时“废冷”为零。但实际上是达不到这一点的，冷干机进、出气温相差 15℃以上的情况并不少见。这是因为：

①能量在传递、交换过程中，不可避免会有损失，

②本身温度不高、温差不大的同质气体在间壁对流传热中（特别在顺流传热时）传热系数不大；

③在热交换过程中饱和热气流的降温必然伴随产生相发，其所吸收到的全部冷量中必有一部分用来支付相发潜热，从而使热气流温度降幅受到限制，这反过来又限制了冷气流温度的升高（在顺流传热时尤其如此）。     

5.冷干机排气温度过高有何原因？      

冷干机排气温度过高有时是不正常的，引起原因有：

①压缩空气进气温度过高或流量太大；

②制冷系统工况发生发化，引起冷媒蒸发温度升高，使压缩空气在蒸发器里得不到足够冷却；

③预冷器管道外壁散热量太大。