螺杆空压机流程图（精选7篇）
1.螺杆空压机流程图 篇一
新书推荐：螺杆式空压机运行及维护技术问答
前言
作为一个新兴产品近15年来螺杆空压机在我国应用越来越广泛，目前螺杆压缩机市场大约要占到整个压缩机市场三分之一的市场份额，螺杆压缩机用户逐年递增，市场前景广阔。
由于螺杆空压机技术从国外引进，国产空压机设备在设计技术上与国际先进水平有差距，在制造技术上更加落后，同时螺杆空压机的维修技术没有详实完整的资料，目前用户的空压机发生故障一般采取返厂维修或联系专业维修机构修复，因而维修费用偏高。空压机做为工业企业主要耗电设备，在全国用电设备耗电总量上占据首位，而在实际使用过程中，许多空压机用户由于使用不当增加了耗电量，因而空压机设备的节能潜力巨大。本书以试题和答案的形式论述空压机的基础理论知识和专业技术知识，注重理论联系实际，突出针对性和实用性，重点向读者介绍空压机的维护、维修技术和空压机的节能途径。
本书可作为空压机使用单位的专业运行人员、检修人员和管理人员日常工作用书，也可作为他们提高分析判断设备缺陷、故障能力和设备使用知识的培训材料，并可供各行业相关专业人员和管理人员参考。
由于时间和水平有限，错漏之处，在所难免，恳请读者批评指正。
作者
第一章 空气基本理论
1.什么叫空气? 什么叫常态空气？什么叫湿空气?
2、空气的标准状态定义是什么？用什么单位表示？
3.什么叫饱和空气?
4.未饱和空气在什么条件下成为饱和空气?
第二章螺杆空压机基础知识
1.空压机的概念和空压机的用途是什么？
2.空压机的分类有哪些？
3.螺杆压缩机的工作原理？螺杆压缩机的分类？
4.螺杆式空压机与其他类型的空压机相比有何优缺点？
第三章螺杆空压机组主要部件结构特点
1.螺杆空压机组主要部件有哪些？
2.螺杆空压机组空气流程各组件的作用？
3.螺杆空压机组润滑油流程各组件的作用？
4.温控阀的工作原理是什么？
5.螺杆空压机的止逆阀在什么位置 ? 在系统内有什么作用 ?
1.螺杆空压机组主要部件有哪些？
压缩机、电动机、压力开关、单向阀、储气罐、压力表、自动排水器、安全阀、冷冻式空气干燥器、主管道过滤器、空气滤清器、进气阀、2..螺杆空压机组空气流程各组件的作用？
(1)空气滤清器
空气过滤器为一干式纸质过滤器，其主要功能是过滤空气中的尘埃。
(2)进气阀
通过进气阀的开启、关闭实现空压机的加载、卸载和压力调整。
⑶压力开关
依空气压力来控制进气门的开启、关闭并进一步控制电动机，它被调节到一个最高压力，达到这个压力就停止电动机，也被调节另一个最低压力，压力跌到这个压力就重新启动电动机。
第四章螺杆式压缩机的保护控制和节能
1.螺杆式压缩机的保护控制措施有哪些？
2.螺杆压缩机的单机安全保护有哪些显示功能？
3.螺杆压缩机的单机安全保护有哪些报警功能？
4.螺杆压缩机的单机安全保护有哪些操作功能？
5.电动机的过载保护？
第五章螺杆式压缩机的润滑与密封
1.螺杆式压缩机的润滑管理的目的是什么？
2.螺杆式压缩机的润滑油在压缩机工作中起哪些作用？
3.螺杆空压机使用的润滑油有哪几类？
4.在不同种类的润滑油中如何选择合适的润滑油？
5.螺杆式压缩机使用的润滑油有哪些要求？
1.螺杆式压缩机的润滑管理的目的是什么？
正确进行设备的润滑是机电设备正常运转的重要条件，科学地使用润滑剂和搞好油品的管理，才能做到减少设备磨损、降低动力消耗、延长设备寿命，保证设备安全运行。归纳起来，润滑管理的目的是，保证设备正常运转，防止设备发生事故；减少机体磨损，延长使用寿命；减少摩擦阻力，降低动能消耗；改进润滑，节约用油，避免浪费；提高和保持生产效能。
2.螺杆式压缩机的润滑油在压缩机工作中起哪些作用？
润滑油的作用是润滑、冷却、冲洗、密封、减振、卸荷、保护等。
⑴.润滑作用是改善摩擦状况、减少摩擦、防止磨损，同时还能减少动力消耗。
⑵冷却作用在摩擦时产生的热量、大部分被润滑油带走，少部分热量经过传导辐射直接散发出去。
⑶冲洗作用磨损下来的碎屑可被润滑油带走，称为冲洗作用。冲洗作用的好坏对磨损影响很大，在摩擦面间形成的润滑油很薄，金属碎屑停留在摩擦面上会破坏油膜，形成干摩擦，造成磨粒磨损。⑷密封作用压缩机的缸壁与活塞之间的密封，就是借助于润滑油的密封作用。
第六章螺杆式压缩机的运行操作与维护保养
1.压缩机日常启动前的检查项目有哪些？
2.压缩机的启动步骤是什么？
3.压缩机运行中要定期进行哪些检查？
4.压缩机运行中注意哪些事项？
5.压缩机的正常停车步骤是什么？
6.压缩机运行中遇哪些情况，应紧急停止空压机运行？
7.螺杆压缩机长期停运处理方法？
第七章螺杆式压缩机的试运与验收
1.初次启动时应注意哪些事项？
2.螺杆式压缩机试运转前应符合哪些要求？
3.无负荷试运转
应符合哪些要求？
4.空气负荷试运转应符合哪些要求？
第八章
（一）压缩空气的后处理设备冷干机
1.冷干机的组成？
2.常用冷干机分几类?
3.冷干机有哪些技术参数?
4.在预冷器中冷、热空气升降温幅度是否相等?
1.冷干机的组成？
为了实现压缩空气干燥的目的，又体现节能的目标，一台典型的冷干机除了制冷系统外，还有其他部件组成，具体为：
⑴冷冻降温部分：包括预冷器（空气与空气的热交换器）、蒸发器（空气与制冷剂液体的热交换器）；⑵气水分离与排放部分：包括气水分离器、自动排水器；
⑶制冷部分：包括制冷压缩机、冷凝器、蒸发器、膨胀阀、能量（制冷量）调节阀、电磁阀、压力开关、压力控制器（水量调节阀）、贮液罐、过滤干燥器、截止阀等；
⑷电气部分：包括操作开关、电磁接触器、继电器、压缩机曲轴箱加热器、电脑板及其它部件等；⑸仪表部分：包括进出口空气压力表、制冷剂压力表（制冷剂压力）等。
关于冷干机的露点温度
受制于水的“冰点”的限制，理论上冷干机所能达到的最低压力露点温度应为0℃。在不同厂家的产品样
本上，冷干机的“压力露点”有多种不同的标注：0℃、l℃、l.6或1.7℃（35F）、2℃、3℃、2-10℃等。
2.常用冷干机分几类?
常用冷干机按冷凝器的冷却方式分有风冷型、水冷型两种；按进气温度高低分有高温进行气型(80℃以下)和常温进气型(40℃左右)；按工作压力分有普通型(0．3—1．0MPa)和中、高压型(1．2MPa以上)。此外许多特殊规格的冷干机可以用来处理非空气类介质，如：二氧化碳、氢气、天然气、高炉煤气、氮气等。
第九章螺杆式压缩机的故障处理
1.螺杆式压缩机无法全载运行的原因？
⑴故障现象发生原因：
①压力开关故障
②三向电磁阀故障
③延时继电器故障
④进气阀动作不良
⑤压力维持阀动作不良
⑥控制管路泄漏
⑵故障排除方法：
①更换新品
②更换新品
③请电气人员检修更换
④拆卸清洁后加注润滑油脂
⑤拆卸后检查阀座及止回阀片是否磨损更换
⑥检查泄漏位置
2.螺杆式压缩机空车时表压力仍保持工作压力或继续上升，安全阀动作的原因及处理？
⑴故障现象发生原因：
①压力开关失效
②进气阀动作不良
③泄放电磁阀失效（线圈烧损）或泄放管路阻塞
④气量调节膜片破损
⑤泄放量过小
⑥电脑板故障
⑵故障排除方法：
①检修，必要时更换
②拆卸后加注润滑油脂
③检修
④检修更换
⑤调整流量
⑥更换
第十章螺杆式压缩机的标准与规范介绍
1.我国有关螺杆空压机制造和设计的标准有哪些？
⑴GB 19153-2003 《容积式空气压缩机能效限定值及节能评价值》简介
该标准规定了容积式空气压缩机（以下简称空压机）的能效限定值、节能评价值、试验方法和抽样方法，适用于直联便携式往复活塞空气压缩机、微型往复活塞空气压缩机、全无油润滑往复活塞空气压缩机、一般用固定的往复活塞空气压缩机、一般用喷油螺杆空气压缩机、一般用喷油滑片空气压缩机。
⑵GB 50029—2003《压缩空气站设计规范》简介
本规范是根据建设部建标[1997]108号文的要求，由中机国际工程设计研究院（原机械工业部第八设计研究院）会同有关单位对国家标准《压缩空气站设计规范》GBJ 29—90修订而成。
在修订过程中，规范组进行了广泛的调查研究，认真总结了原规范执行以来在设计和使用方面的经验，参考了国内外有关资料并进行了必要的测试工作。经审查定稿，建设部以第139号公告发布执行。
本规范共分九章和六个附录。这次修订的主要内容是：新增了螺杆压缩机、压缩空气干燥、净化及有关环保、节能、安全生产、劳动保护等方面的内容的修改和补充。
第十一章螺杆式压缩机的状态检测及故障诊断
第十二章螺杆式压缩机的典型事故介绍
2011-06-01
2.螺杆空压机流程图 篇二
中国电子科技集团公司第四十研究所集中供气动力站主要组成见图1, 两台75kW SRC-100型螺杆空压机按天交替启用, 空压机产生的压缩空气先经过储气罐, 将大部分水蒸气沉淀初次除湿, 再进入冷干机二次除湿, 得到的干燥空气由调压阀调节送至各使用部门。
空压机工作时间早7∶15～晚11∶30约16h, 气压0.3～0.8MPa, 额定排气量10m3/min, 排气压力1.3MPa。根据单位实际情况, 厂家设置空压机参数为空压机压力下限0.8MPa, 上限1.0MPa。由于电机不能频繁启动, 启动频率≤3次/h, 当加载达到压力上限, 转入空运转20min, 若20min内压力下降至0.8MPa, 设备自动转入加载状态, 反之设备自动停机, 待压力降至0.8MPa时自启动。
空压机按照该设置方案实际运行, 从0.8MPa开始加载, 约2min后转入空运转, 约15min再次转入加载状态, 周而复始, 动力站能耗过大, 经统计每天耗电约900kW·h。为此, 决定对动力站进行节能改造。
空压机耗能计算如下:
式中t总加———空压机总加载时间, h
t单加———空压机单位加载时间, h
t单空——空压机单位空运转时间, h
t总——空压机总工作时间, h
t总空——空压机总空运转时间, h
根据空压机运行数据, t总加=2/ (2+15) ×16≈1.9h, 则t总空=16-1.9=14.1h。
式中P有——空压机消耗的有用功率, kW
P额——电机额定功率, kW
η———电机额定效率, %, 取0.9
P空——空压机空运转功率, kW
η'———电机空载效率, %, 取0.7
W有———空压机消耗的有功电能, kW·h
W空———空压机消耗的空运转电能, kW·h
W总———空压机消耗的总电能, kW·h
根据空压机技术参数, P有=75/0.9≈83kW, P空=83×0.7=58kW, 则W有=83×1.9=158kW·h, W空=58×14.1=718kW·h, W总=158+718=876kW·h, 基本和实际情况吻合。
可见, 电能主要消耗在空压机空运转阶段 (4kW冷干机和2.5kW冷却风扇均为间歇工作, 运行时间短且功率较小, 耗能可忽略) 。
二、改造方案选择与实施
1. 方案分析
目前常用变频技术解决空压机空运转造成的能源浪费问题, 通过降低电机供电电压频率, 使电机在低转速下消耗较低功率, 产生和用气量相适应的压缩空气, 此时电机很少空运转甚至无空运转, 从而节约电能, 具体有以下两种实现方式。
(1) 变频器输出频率随用气量实时变化。该方式中电机连续运转不停机, 使空压机制气量和用气量动态平衡, 满足全天16h工作需要, 管路气压稳定, 空压机无空运转, 利用率接近100%。
式中q1———空压机平均排气量, m3/min
q额———空压机额定排气量, m3/min
n1———电机变频后平均转速, r/min
n额———电机额定转速, 1470r/min
f1———变频器输出频率, Hz
f额———电机额定频率, 50Hz
根据空压机运行数据, q1=10×1.9/16≈1.2m3/min, 则n1=1.2/10×1470≈176r/min, f1=176/1470×50≈6Hz。
设备长时间低频工作可造成: (1) 变频器稳定性降低。 (2) 空压机转速过低, 螺杆润滑情况恶化。 (3) 电机风扇冷却效果大幅下降, 但电机线圈电流变化小, 空压机稳定性降低。一般空压机工作频率不能<20Hz, 因此该方案不可行。
(2) 变频器输出频率固定 (低于额定频率) 。按照空压机允许调频范围20～50Hz, 且运行频率和功率成正比。设空压机工作在最低频率20Hz, 则此时加载功率P20=P50×f20/f50=P有×f20/f50=83×20/50=33.2kW, 加载时间t20加=P有/P20×t总加=83/33.2×1.9≈4.75h, 空载运行时间t20空=t总-t20加=16-4.75=11.25h, 空载功率P20空=f20/f50×P50空=f20/f50×P有×η'=20/50×83×0.7=23.24kW, 全天消耗电能W20=t20加×P20+P20空×t20空=4.75×33.2+23.24×11.25≈158+261=420kW·h。
可见该方案用电量仍然较大, 而且空压机同样工作在较低转速, 该方案亦不理想。
2. 确定调时调压方案
进一步分析认为既要有效节能, 又不损害设备, 就要设法减少空压机空运转和电机启动次数, 空压机空运转的主要原因是用户用气量不稳定或小于空压机制气量, 电机最高启动次数需≤3次/h, 为此采用调时调压方案。
首先估算在保证电机安全启动次数和管网 (储气罐和管路) 使用气压条件下的管网最低储气量, 通过增设储气罐、提高管网气压大幅增加管网储气量;在储气量充足情况下, 重新设置空压机运转时间参数, 使空压机加载结束后快速停机, 减少空运转时间。相关参数计算如下:
式中Q空——空压机空运转阶段用气量, m3
Q总——管网容积, m3
ΔP———空压机空运转压力差, MPa
K———常数, 10 (1MPa=10个大气压)
q———用户单位时间用气量, m3/min
t空———空压机空运转时间, min
在用户不用气情况下, 统计单独向储气罐加压时间和同时向储气罐、管路加压时间, 根据两个时间差推算出管路容积约为5m3, 则Q总为9m3。根据空气物理性质, 每增加0.1MPa压力, 相当于增加1个9m3标准大气压空气, 由空压机实际运行数据, 空压机加载结束, 管网气压为1.0MPa, 空压机空运转15min后, 管网气压降至0.8MPa, 即15min内整个管网气压下降0.2MPa, 则Q空=9× (1.0-0.8) ×10=18m3, q=18/15=1.2m3。
3. 方案实施
要保证电机启动次数≤3次/h, 电机至少20min不能启动, 20min内用户用气量Q20=q×20=1.2×20=24m3, 即在0.8MPa以上, 管网储气量应≥24m3, 考虑用气量波动, 储气量>30m3更为可靠, 但管网现有基本容积仅为9m3, 为此采取以下措施。
(1) 增加1个4m3储气罐, 将管网容积提高至13m3 (若再增加储气罐则容积提高有限, 投资较多) 。
(2) 将空压机压力上、下限改为0.8～1.2MPa, 则ΔP′=1.2-0.8=0.4MPa, 气压加载至1.2MPa后, 管网内0.8MPa以上储气量Q=13× (1.2-0.8) ×10=52m3, 由公式 (12) , t空=Q空/q=52/1.2≈43min。
(3) 修改空压机空运转时间参数。空压机空运转阶段时间参数原设置: (1) 为避开电机启动时电流高峰, 星—角启动6s后转为角运行。 (2) 为空压机进气作准备, 角运行后延时2s, 进气阀打开, 加载运行。 (3) 加载完成后空运转20min停机, 其中前1min设置是便于油气分离筒减压、沉淀油回流及电机冷却, 后19min是厂家为防止20min内电机需要再次重启而设置的保护时间。
(1) 、 (2) 所述的两个时间很短且均是保护设备运行安全, 现保持不变;经过改造增加管网基本容积和气压已使管网储气量足以使用43min, (3) 中19min保护设置已无意义, 现取消。
三、改造效果
(1) 节省电能。经统计满足同样生产用气情况, 动力站每天耗电150～200kW·h。
(2) 设备使用寿命延长。每周期空压机运行5～6min, 每天仅运行2h左右。
(3) 耗材费用降低。改造前每年设备约运行4800h, 现仅为600h, 按照螺杆空压机使用要求, 设备每运行3000h, 需更换60L专用润滑油、1支空滤芯、2支油滤芯、1套油气分离滤芯。
(4) 投资小。改造共投资1.5万元, 若采用变频方案需投资8万元,
目前因用气量原因使空压机空运转运行, 导致能源浪费的问题十分普遍, 常用的节能改造方法并不一定适用单位实际情况, 或不是最佳方案。因地制宜, 有针对性的采取措施, 节能效果会更加显著。
参考文献
[1]韩安荣.通用变频器及其应用.机械工业出版社, 2000
3.螺杆式空压机余热回收及节能分析 篇三
关键词：螺杆式空气压缩机；余热回收；节能分析
Waste Heat Recovery and Energy Efficient Analysis of Screw Air Compressors
Guo Zhongzhong
414509 Hunan HuangJinDong Mining Co.， Ltd Hunan Yueyang
Abstract：waste heat recovery of screw air compressor is Introduced， four aspects of waste heat recovery are emphatically analyzed， including significance， energy-efficient computing energy space and market prospect. Take a factory as an example， energy-efficient is computed.
Keywords：Screw Air Compressors；Waste Heat Recovery； Energy Conservation Analysis
引言
螺杆式空气压缩机在矿山上是一种很普及的供风设备，其特点是高性能、高效率、维护费用低，但是缺点之一就是很大部分能量被无可避免的转化成了废热而被浪费掉，而余热回收却刚好弥补了这一方面的缺陷，可谓变废为宝，成就了一个很有市场前景的新型项目。
1.空气压缩机热回收工作原理
螺杆式空压机在长期、连续的运行过程中，把电能转换为机械能，机械能转换为高压压缩空气。在机械能转换为高压压缩空气过程中，空压机螺杆的高速旋转产生的大量热量，经润滑油带出机体外，最后以风冷或水冷的形式把热量散发出去。空压机的润滑油温度通常在80℃（冬季）-97℃（夏秋季），这些热能都通过空压机的散热系统作为废热白白地排放到环境中。
螺杆式空气压缩机余热回收节能设备，采用冷热交换原理，将高温润滑油热量转换为55℃-75℃热水，从而解除了企业为解决员工生活热水及供暖系统所长期承受的经济负担。
按工程热力学理论分析，气体在等温压缩过程中，外界对气体的功将全部被转化为热量，图1所示的是喷油螺杆压缩机在工作时能量转化的分布比例以下。
压缩机在工作过程中所耗电能转变热量后大部分被压缩后的油气混合物带走，这些混合物经过分离，分别在各自的冷却器（油冷却和气冷却）中被冷却介质（水或空气）带走，白白浪费了，从理论上讲，除了4%损耗外，有93%的热量可以被回收。
2.空压机余热工程系统规划前后之对比
2.1 节能规划前，存以下能量浪费
（1）空压机所产生的高能量的热能白白浪费掉、无法合理利用；
（2）空压机因高温而引起的机油碳化，橡胶油管老化，轴油封漏油等一系列故障，带来的高成本的维修费，并且还影响生产。
2.2 节能规划后，从以下方面实现节能
（1）无运行成本： 不用烧油、不用耗电，完全利用螺杆空压机热能，同时散热风机很少运转，对空压机本身省电。
（2）低成本投入：安装余热回收设备后马上见效，无需再投入其它热水设备，投资回收期约一年。
2.3 无天气影响，只要空压机运行，即可供应免费无成本的热水。
2.4 改善空压机运行状况-安装余热回收设备后，可以大大的降低空压机的油温，提高产气率，延长空压机使用寿命，减少运行费用。（空气动力学家和空压机制造厂家给出厂机组额定的每分钟产气量m3/min是以80℃的温度测量定准的，温度每上升1℃，产气量就下降0.5%，温度越高，空压机效率越低）
2.5 符合环保要求-废热零排放，设备稳定，全自动运行，节能、环保、
3.余热回收的节能分析
以我公司湖南黄金洞矿业有限责任公司为例，我矿区选矿厂有两台SA-220A螺杆式空气压缩机（一备一用），下面我们就对其进行余热回收的所产生的效益来算一笔帐。该压风机额定功率为220KW，根据矿区实际生产情况，单台压缩机一年约有340天处于工作状态，每天工作时间约为20小时，其中包括加载时间约15小时，卸载时间5小时，而加载功率为220KW，卸载功率为加载功率*50%。根据权威测算，空压机压缩空气时可回收废热消耗的能量约占总功率的97%，浪费之巨大甚是让人乍舌，而若为其配置一台配套的单油路热回收机（回收率约为70%），以现今煤价1000元/吨，电费0.65元/Kwh为基准做以下计算。
其一：未配置热回收装置的SA-220A空压机每年因废热浪费的能量为Q1=（220*15+220*0.5*5）340*97%=1269730KWh=4571028MJ，而热能回收机每年能回收的热能Q2=Q1*70%=3197120MJ。而公司生活所用热水一般为燃煤锅炉所获取，一吨标准煤能产生的热量约为Q=29306MJ，而锅炉煤热利用率约为η=40%，热回收机所回收的热能相当于 Q2/（ηQ）=272.96吨，也就是说每年可以节约27.296万元燃煤费用。
其二：若采用了热回收装置，则可以取代压缩机7.5Kw的冷却风扇电机，一年则可以节约的电量为：340*20*7.5=51000KWh，也就是说这里可以节约3.3万元用电费用。
由上可知，单从节能方面余热回收项目每年就可以创造出30.596万元的效益，经济之可观可谓毋庸多言。
4.余热回收的应用范围
余热回收最常用的功能就是制取热水，能够利用压风机余热将普通水加温到55至75度，提供给人们生活用水所需。我司锅炉进水就取用余热回收后的热水，大大节约了煤的使用。
5.余热回收对空气压缩机的影响
5.1 保证机油温度恒定在一定范围，不易变质，润滑良好，设备磨损减小，可以延长寿命；
5.2压风机机温不高，延长空压机零部件的使用寿命；
5.3机房温度低，进气温度也降低，进气量増加，可提高产气率；
5.4机头运行温度低，增加了承载能力，延长了机头的使用寿命。
6.热回收原理图（单油路）
6.结语
结合热回收系统对原有的空气压缩系统进行改造，不但减少燃煤类燃料的消耗，还减少了燃煤等对大气的污染，将余热回收所制热的普通水用于锅炉进水预热、生活热水、生产厂房冬季取暖、生活区供暖等，可以取得很好的经济效益和社会效益。
参考文献：
[1]徐树风，螺杆压缩机的能量回收[J]，流体机械，2000.10，35-36
[2]熊伟，冯全科，螺杆压缩机研究现状与热点[J]，流体机械，2005.33（3）：30-33
4.螺杆式空压机的节能运行 篇四
1 螺杆机运行情况介绍
一空压站现用的某20S-200L螺杆式空压机为例, 该机额定流量27.8m3/min, 额定排气压力0.7MPa, 电动机功率150KW, 冷却风机功率5.5KW。
假如该机全年满载运行, 则每年的电耗为136.2万kwh, 按每度电0.58元 (含税价) 计算, 电费约80万元。如果该机采购价为20万元, 则额定工况运行一年的电费相当于购机费用的4倍, 也就是说, 螺杆机运行费用中主要是电费。
如果要降低压缩空气的成本, 节电是主要途径, 有效地节电手段将会创造可观的经济效益。
螺杆机除了额定工况运行外, 还具有卸载模式、吸气节流模式、螺旋阀控制模式和变频器控制模式等可以改变供气流量的运行方式。
加卸载运行模式是螺杆机常见的运行模式。螺杆机加载运行达到设定的卸载压力后, 达到卸载压力后, 螺杆机自动关闭进口的吸气阀, 使螺杆机处于不吸气的运行的状态, 当压缩空气被用户消耗到压力低于设定的加载压力时, 螺杆机进口阀自动全开, 开始供应压缩空气。在卸载运行期间, 并没有向用户供气, 约23%的功率 (大约35KW) 被消耗。由此可见加卸载运行模式供气压力变动幅度大, 效率低, 电耗高。螺杆机卸载时间所占运行时间的比例越大, 即螺杆机总的额定供气能力大于用气量越多, 则效率越低, 压缩空气的电耗成本越高。
吸气节流模式是连续加载运行情况下, 经过对相应控制阀进行设定, 使螺杆机自动改变吸气口阀门的开度, 改变螺杆机的吸气量, 该方式能够在一定范围内实现与用户要求流量相适应, 获得比较稳定的供气压力。这种运行方式在40~100%额定供气流量工况下, 比加卸载运行模式有明显节能效果, 例如在平均78%供气流量的工况下, 加卸载运行方式的平均电动机功率约95%, 吸气节流模式的平均电动机功率为90%, 二者电动机功率相差5%, 也就是说该工况下吸气节流方式运行能够节省电动机功率7.7KW的功率, 假如全年365天运行都是这种工况, 则可以节省6.7万度电。
螺旋阀控制模式是连续加载运行情况下, 吸气阀全开, 由螺杆机排气压力控制螺旋阀的位置, 改变螺杆机螺杆的有效工作长度 (即用来压缩空气的螺杆长度) , 来改变螺杆机的排气量, 如果与吸气节流相配合, 能够获得排气量从0~100%额定流量范围的平滑调节, 并且可以获得比吸气节流效果更好的节电效果。例如在平均78%供气流量的工况下, 加卸载平均功率约95%, 螺旋阀控制模式的平均功率为83%, 二者相差12%, 也就是说该工况下比吸气节流方式运行的螺杆机能够节省18KW的功率, 并且螺杆机的平均供气流量越低, 节能效果会越明显。
变频器控制模式能够在23~100%额定排气量情况下平滑控制流量, 在≤80%的额定排气量情况下, 能够获得比螺旋阀更好的节电效果。在排气量≥95%时, 变频器控制模式比加卸载模式耗电量要高, 是不推荐的运行工况。例如在平均70%供气流量的工况下, 加卸载平均功率约90%, 变频器控制模式的平均功率为76%, 二者相差14%, 相当于节省21KW的功率。假如全年365天运行都是这种工况, 则可以节省18万度电, 相当于节省电费近10万元 (0.6元/度电计算) , 具有明显节电效果。
2 变频调速螺杆机的情况介绍
变频螺杆机继承了非变频产品的主要特点, 采用变频电机, 配置变频器, 通过控制变频器频率使变频电机转速在一定范围内转速变化, 能够动态跟随输出气压的改变, 以保持螺杆机的输出压力维持比较稳定, 不存在电机的空载运行, 避免了卸载损耗。
变频调速螺杆机机组运行特点如下:
1) 不存在从全负荷到空载过程的效率较低的周期运行。
2) 在低于额定频率运行时降低了电机的转速, 损坏也相应下降。
3) 减少总的平均工作压力, 由于平均工作压力的减少, 进而导致空压站的全部机组耗电下降。
4) 可使压缩空气的压力变化保持在很小的范围内。
5) 变频器驱动电动机能有效地降低电机的起动电流峰值。
螺杆机变频调节是适应气量变化管网系统的最有效的控制方式, 主要优点是输出压力稳定及显著的节能效果, 尤其是在用户用气量波动范围较大时。
3 螺杆机的节能运行
经过以上分析不难发现, 合理的控制螺杆机的运行模式, 可以收到明显的节能效果。我公司的螺杆机情况为:1#机是变频器控制机型;2#~4#机是吸气节流控制机型。根据压缩空气用户的需要流量, 可以合理组合几台机组, 达到节能运行的目的。
1) 单台机组即可以满足压缩空气供应时 (实际表明, 夜间压缩空气用量比白天要少) , 推荐采用1#变频器控制机组。
2) 当压缩空气用量大于一台机组的供应能力时, 推荐运行一台吸气节流机组和一台变频器控制机组, 由二者联合实现节电运行, 并且供应压力平滑的压缩空气。实际调整中要注意, 不能让吸气节流机组出现加卸载工况, 参数设置必须能够保证其连续加载运行。
3) 实际表明, 螺杆机加卸载运行是低效率、高耗能的工况。必须通过应用变频式螺杆机并把机组进行组合调整, 实现螺杆机的节能运行。
参考文献
[1]熊伟, 冯全科.螺杆压缩机研究现状与热点[J].流体机械, 2005.
[2]王俊.PLC控制系统在螺杆压缩机控制系统中的应用[J].压缩机技术, 2010.
[3]侯伟.PLC在双螺杆压缩机控制系统中的应用[J].石油化工自动化, 2008.
5.螺杆空压机流程图 篇五
运行人员发现螺杆压缩机空气过滤器压差数值连续7 d为0.9 k Pa, 但油气分离器压差由67 k Pa迅速增至112 k Pa, 并且还有不断增长趋势。由于油气分离器更换时间不长, 况且加载、卸载、供风压力都没有问题, 怀疑仪表压差传感器误报, 停车检查没有发现异常。再次开机, 运行30 min, 油分压差突然降至5 k Pa, 立即停车检查, 油气分离器滤芯已经穿孔破裂。
分析螺杆空压机10日内运转记录, 空滤压差数值呈下降趋势, 但从0.9 k Pa之后再没有变化是不正常的。空滤压差数值没有变化说明空气过滤器过滤效果作用不大。油气分离器压差数值呈上升趋势, 从38 k Pa变到112 k Pa运行时间很短, 说明油气分离器堵塞速度快。
拆开油气分离器发现滤芯局部有变形、滤纸破损。断定是外力致使滤芯滤纸破裂。润滑油颜色变黑, 用手碾压似乎有颗粒状物体。油气分离器内未发现异物。检查空气滤芯并进行吹扫, 没有发现异常。
综上分析, 认为空滤压差实际工作中不应变小, 只能变大;空气、油品污染, 可能会导致油分压差上升趋势变化过快。油品颜色变黑、内有固体颗粒, 断定空气污染油品可能性最大。螺杆压缩机能加载、卸载, 说明机械部位没有问题。
从螺杆压缩机进气系统开始再次排查, 终于发现在空气滤芯与机头较为隐蔽连接部位的波纹软管褶皱部分, 有一处150mm长的环形裂纹, 开裂处有明显灰尘。由此验证空滤压差不变化, 是空气没有过滤芯所致。油分压差快速升高, 是由于空气没有有效过滤, 导致空气中固体颗粒堵塞油气分离器滤芯, 滤芯堵塞严重部位压变形, 在压力作用下, 击穿滤芯。油品油质变化, 存在固体颗粒, 也是空气没有经过滤芯所起。
更换螺杆压缩机空气滤芯与机头之间连接的2条波纹软管。清洗油路系统, 更换螺杆专用油150L。更换油气分离器滤芯。重新开机, 空滤压差显示1.3 k Pa, 油分压差21 k Pa, 一切恢复正常。
6.螺杆空压机流程图 篇六
关键词：空压机,热回收,节能
0 引言
在全球能源需求不断增长的情况下,我国对减排节能的政策鼓励下,越来越多的设计师及企业寻找节能的方法。而空气压缩机在工厂广泛应用,在较大厂家中压缩空气的能耗占全部能耗的10%甚至达到35%。故对空压机做节能改造据有非常好的节能意义。
空气压缩机从环境中吸取空气,经过压缩后排出高压空气,在这个过程中电能转化为空气的内能以及热能。根据研究表明80%的输入电功率转化为热能,通过排风扇排放至空气中或通过冷却水带走。可见,空压机的主产品是热量,压缩空气属于副产品。如经过设计改造把这些废热进行回收,结合工厂实际情况加以利用就能真正达到节能减排的效果。
1 工程介绍
本项目为大连某LED芯片项目,根据工艺需求设计单台1 300 RT的离心冷冻机4台;单台蒸发量3 t/h,P=1.0 MPa锅炉5台;换热量为3 000 kW的工艺板换机组1台;水冷无油螺杆式空压机5台,1台变频,采用20℃工艺冷却水冷却。单台参数如表1所示:
项目投产后,需要的平均气量为160 m³/min,即需要4台空压机同时运行。考虑到后期的运行费用,设计时对压缩空气系统进行热回收设计。利用空压机的废热给蒸汽锅炉需要的补水进行预热。一方面既降低了蒸汽锅炉的燃气耗量又节省冷冻机的电能耗量达到了节能目的;另一方面带走了因空压机转子高速运转产生的摩擦热,降低空压机的运行稳定,提高了产气量也能达到一定的节能目的。
2 热回收设计参数
因工艺对压缩空气的露点要求为-40℃,故采用微热吸附式干燥机来处理压缩空气。为保证干燥机的最佳处理空气量及吸附剂的寿命,进入干燥机的压缩空气度最好不超过35℃。空压机的气体压缩过程可看作绝热压缩过程,其温度关系按下式计算:
式中T2——压缩后空气的绝对温度,(K);
T1——压缩前空气的绝对温度,(K);
P2——压缩后空气的绝对压力,(Pa);
P1——压缩前空气的绝对压力,(Pa);
K——绝热指数,对于空气,取1.4。
环境温度取20℃,压力取0.1 MPa,其他参数根据表1,代入可算出压缩后的空气温度为292℃。压缩空气的冷却过程为定压冷却,其放热量按下式计算:
式中Q——压缩空气冷却过程中的散热量,(k J);
ρ——吸入空气的密度,(kg/m3);
V——吸入空气的体积,(m3);
Cp——空气的定压比热,取1.005 kJ/(kg·℃);
t1——压缩机排气的温度,压缩空气冷却前排气温度,(℃);
t0——冷却后的压缩空气温度,(℃)。
与冷却介质的温度有关,一般比冷却介质温度高10℃(国际上通用无油螺杆空压机压缩空气出口温度比进口冷却介质高8～10℃)。本次项目用的是20℃冷却水冷却,故t0为30℃。
根据式(2)可算得单台空压机在冷却过程中的放热量为218 kW,4台共872 kW。冷却水实际带走的热量根据下式算出:
式中Q——冷却水在冷却过程的吸热量,(k J);
M——冷却水的质量,(kg);
C——冷却水的定压比热,取4.2 kJ/(kg·℃);
Δt——冷却水的进出水的温升,(℃)。
可以算出单台需要冷却水带走的热量为226.8 kW,4台共907.2 kW。
由上可知,压缩空气冷却所放出来的热量需要用冷却水全部带走,如能把这部分热回收利用便能达到节能效果。
3 热回收系统设计
3.1 设计方案的确定
(1)通过与空压机厂家讨论决定在4台普通的无油螺杆空压机内部冷却水循环管路中增加一个板式换热器与之串联,保留原有的冷却系统以保证压缩空气系统的正常运行;变频无油螺杆空压机不做热回收设计。
(2)考虑到空压机本身在90℃以下运行更稳定,能降低了设备的故障发生率及延长了设备的使用寿命。根据排气温度比冷却介质高10℃,热回收水的温度控制在80℃以下。
(3)为了保证干燥机最佳的运行及吸附剂的寿命,则在空压机和干燥器之间增加冷却器,以把90℃的排气温度降到35℃以下。
(4)回收的废热用于循环加热锅炉补水到80℃,不用锅炉时热水则供给员工做生活热水使用,热水没有用途时则采用正常冷却方式。
3.2 设计系统流程图
空压机热回收系统设计流程图如图1所示。
4 节能分析
因空压机后端设备对压缩空气的品质的要求,废热不能做百分百的热回收,实际单台空压机的热回收量根据式(2)和式(3)可算出为169 kW·h,4台共676 kW·h。一方面这部分热量能给锅炉补水加热,另一方面给冷冻机节省负荷。
燃气蒸汽锅炉所用天然气的热值为8 500 kcal/Nm3,即9.87 kW/Nm3,可算出676 kW·h的热量需要天然气68.5 Nm3。
离心机的能效比COP为5.7,产生676 kW的冷量需要的电量为118 kW·h综上,4台无油螺杆空压机热回收每小时节省的运行费用如表2所示。
5 结语
由上可见,本项目整个系统的设计,保证了系统的的合理性、高效性特别是节能性。对压缩空气系统的热回收设计带来的经济效益和社会效益是显而易见的,尽管热回收系统增加了初投资,但与节能所带来的长期效益相比这增加的初投资非常有必要。
参考文献
[1]陆耀庆.实用供热空调设计手册.第2版.北京:中国建筑工业出版社,2008
7.螺杆空压机流程图 篇七
当前,工厂生产车间供气通常采用树枝状管道系统,为对螺杆空压机的电气比进行有效监测及工厂气动系统的用气流量进行计量,螺杆空压机群供气过程中一般在每台螺杆空压机后面设置流量计,并且分气缸上设置压力传感器,旨在对供气压力进行监测,确保提供生产所需的供气压力。
本文按照气动系统运行流程,将气动系统分为3个部分:①供气系统。包括过滤器、冷干机和螺杆空压机等。②输送系统。包括空气软管、阀门、支管、主管以及储气罐等。鉴于输送系统具有管道体积,已有特定的储气能力,在供气压力波动情况下,该部分对气动系统的影响重要,在此把输送系统拟合为某一体积的容腔,以便研究。③用气系统。包括喷嘴、喷枪和气缸等。按照工业现场用气设备是否受供气压力波动的影响,可分为带减压阀等稳压调节装置的气动设备和带有减压阀等稳压调节装置的气动设备,前者压缩空气经节流口1流入环境,后者压缩空气经节流口2流入环境。
根据上述划分,建立了工业现场螺杆空压机群运行模型,如图1所示。
螺杆空压机群系统运行供气过程中,研究对象为容腔,整个模型相当于容腔的充放气过程,可看作是等温过程,由容腔中压缩空气状态有:
鉴于整个模型看作等温过程,能够微分得:
2用气系统需求流量在线估计方案设计
通过上述式(2),若θa、V已知,依据供气压力的变化率以及供气流量能够获得用气系统的用气流量,从而可将用气流量中伪用气流量清除,但是,工业现场θa及容腔体积V均是无法确定和准确测量的。为了解决该问题,结合螺杆空压机群加/卸载运行特性,提出了一种工业现场螺杆空压机群供气场合用气系统需求流量在线估计方案,具体估计方法实现过程为:
(1)在工业现场采集的供气压力时间序列数据中,以某一供气压力峰值ph为基准。
(2)在ph两侧分别提取供气压力p0、p1(Δt为时间单位),供气压力特征信号提取如图2所示。
(3)在供气流量时间序列数据中提取p0,p1对应时刻的供气流量值Qin0和Qin1,那么用气系统用气流量能够通过下式获得:
(4)以供气压力峰值ph过后的下一个供气压力谷值pl为基准;在pl两侧分别提取供气压力p2,p3(Δt为时间单位)。
(5)在供气流量时间序列数据中提取p2,p3(对应时刻的供气流量值Qin2和Qin3,那么用气系统用气流量能够通过下式获得:
(6)用气设备运行数量在生产相对稳定的工况下能够视为固定,因此,用气系统用气流量Qc大小恒定,供气压力p决定用气流量Qp大小,在此假设Qp大小:
综上,得到用气系统中Qc、k的情况下,将p(用气系统需求压力)带入,就能够获得工业现场用气系统需求流量。
3结语