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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，是一種工礦業中zui常用的空氣動力提供設備。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子（或稱桿）在氣缸內轉動使轉子齒槽之間的空氣不斷地產生周期性的容積變化，空氣則沿著轉子軸線由吸入側輸送至輸出側，實現螺桿式空壓機的氣、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，陰轉子的槽和陽轉子的齒被主電機驅動而旋轉。

●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軸呂直接驅動曲軸，帶動邊桿與活塞桿，使活塞 在壓縮機氣缸內作往復運動，完成入、壓縮、排出等過程，將無壓或低壓氣體升壓，并輸到儲壓罐內。其中，活塞組件，活塞組件，活塞與汽缸內壁及汽缸蓋構成容積可變的工作腔，在曲柄連桿帶動下，在汽缸內作往復運動以實現汽缸內氣體的壓縮。

空壓機系統控制    

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

■空壓機系統節能分析 

在管道供氣系統中，zui基本的制對象是流量，供氣充的基本任務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控制方式，即壓力達到上*關閥，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，設計余量一般偏大。工頻起動設備時的沖擊大，電機軸承的磨損大，所以設備維護量大。雖然都是降壓啟動，但起動時的電流仍然很大，會影響電網的穩定及其它用電設備的運行安全，而且大多數是連續運行，由于一般空氣壓縮機的拖動電機本身不能調速，因此就不能直接使用壓力或流量的變動來實現降速調節輸出功率的匹配，電機不允許頻繁啟動，導致在用氣量少的時候電機仍然要空載運行，電能浪費巨大。  經常卸載和加載導致整個氣網壓力經常變化，不能保持恒定的工作壓力延長壓縮機的使用壽命?？諌簷C的有些調節方式（如調節閥門或調節卸載等方式）即使在需要流量較小的情況下，由于電機轉速不變，電機功率下降幅度比較小。

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

在這種控制方式下，能過變頻調速技術改空壓機電機的轉速 ，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，在節能的同進，也可使整個系統確確實實到工作效率。變頻器基于交－直－交電源變換原理，可根據控制對象的要輸出率連續可調 的交電壓。電動機轉速與電源頻率成正比，因此，用變頻器輸出頻率可調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速。

空壓機系統節能原理 

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     在啟動時出現蹼過流保護的情況，建議選用具有高啟 動轉矩的無速度傳感器矢量變頻呂，保證即能實現恒壓供氣連續性，又保證設備可靠穩定的運行; 

2)空壓機不允許長時間在低頻下運行，當空壓機的轉速 過低，一方面將使空壓機的工作穩定性變差，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，提高電動機的穩定性。

空壓機變頻改造后的效益 

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

●運行成本的降低  傳統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，所以它可以使管網的系統壓力變化保持在要求范圍內，有效地提高了工況的質量。 

●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整，從而減少超導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和其它設備的用電，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  根據壓縮機的工況要求，變頻控制改造后，電機運轉速度明顯減慢，因此有效地降了空壓機運行時的噪音，據以往現場經驗測定表明，噪音與原系統比較下降約６至１１分貝。2.通過改造空壓機的控制系統，是其節能效果可達20-50%。

■投資回收期 

1. 改造后空壓機節省電費  132KW的電機以運行頻率40Hz~45Hz為例，其工作轉速的80%~90%，電機消耗的軸功率為P%==0.512Pn~0.729Pn每年生產按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，不包含空車上限設定值。  ?

利用降低壓縮機組轉速來比例降低負載，節能效果*。 ?

部分負載時降低轉速使機組壽命延長。 ?

降低運轉噪音。  ?

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面板可顯示運轉壓力，排氣溫度及設定壓力。顯示值可經由內部參數設定之。

設定壓力(壓縮機)可視系統需求在面板上調整。  ?

使用變頻器固有的軟性起動特性，無起動大電流。  ?

多臺運轉時只需裝設其中一至數臺即可*監控系統之壓力。 ?

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動。不論我們所使用電源是50Hz或60Hz，變頻器均先將其轉成直流電，轉換成直流電之后，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，但是應該要運轉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動器外，還要另外有一控制器以隨時調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、 接收排氣端或系統之壓力信號并送至控制器之運算單元。

2、 輸出變頻器運轉頻率調變指令。

3、 穩定輸出壓力。(目前大都設為0.1 bar)

4、 輸出變頻器起動指令。 

5、 接受運轉信息，如故障指令、警告指令，以保護機組

容積效率的比較  

容積效率是實際產氣量與理論產氣量的比值，它是衡量壓縮機產氣能力的重要指標。通常來說，余隙容積和各種內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子的幾何型線帶來的一個典型技術問題，*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回流，而且無法通過潤滑油密封。這是由雙螺桿式壓縮機轉子的幾何型線帶來的一個典型技術問題，*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。這將導致雙螺桿機轉子之間的間隙以及轉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

.預冷器在冷干機中起什么作用？      

嚴栺講來，預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，預冷器在冷干機里的主要作用是“回收”被蒸發器冷卻后的壓縮空氣所攜帶的冷量（對絕大多數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的熱負荷，達到節約能源的目的。另一方面，低溫壓縮空氣在預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討厭的掛露現象。此外，壓縮空氣溫度升高后，降低了管道內空氣的相對濕度（可達φ=5~10%）。 根據金屬銹蝕理論，當環境相對濕度低于臨界點（φ=40%）時，金屬管道生銹現象便會停止。所以，現在冷干機中都裝有預冷器。                                                              

防護等級問題

螺桿壓縮機應用于比較廣泛的場合，有些應用場合環境比較差，環境中粉塵、雜質比較多。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、雜質等容易隨著冷卻風進入電機內部，帶磁性的粉塵或雜質會吸附在永磁電機的轉子表面，累積到一定程度，會堵塞氣隙，zui終導致電機無法運行。所以，針對特定的使用場合，本公司也設計了相應的產品，推出IP54防護等級的一體式螺桿主機，

該結構*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構的特點優勢。                        

 冷干機

1.預冷器在冷干機中起什么作用？      

嚴栺講來，預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，預冷器在冷干機里的主要作用是“回收”被蒸發器冷卻后的壓縮空氣所攜帶的冷量（對絕大多數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的熱負荷，達到節約能源的目的。另一方面，低溫壓縮空氣在預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討厭的掛露現象。此外，壓縮空氣溫度升高后，降低了管道內空氣的相對濕度（可達φ=5~10%）。 根據金屬銹蝕理論，當環境相對濕度低于臨界點（φ=40%）時，金屬管道生銹現象便會停止。所以，現在冷干機中都裝有預冷器。   

2.沒有預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置預冷卻器了，由于不設置預冷器，冷空氣的冷量得不到回收利用，蒸發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的其它部件（蒸發器、冷凝器及節流元器件）都需要進行核算。     

3.在預冷器中冷、熱空氣升降溫幅度是否相等？     

在預冷器中，冷、熱壓縮空氣迕行熱質交換，所交換的總熱量是相等的。但飽和熱氣流在降溫過程中發生相發，出現凝結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、熱氣流的溫度發化幅度是不相同的，其規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、溫差不大的同質氣體在間壁對流傳熱中（特別在順流傳熱時）傳熱系數不大；

③在熱交換過程中飽和熱氣流的降溫必然伴隨產生相發，其所吸收到的全部冷量中必有一部分用來支付相發潛熱，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制冷系統工況發生發化，引起冷媒蒸發溫度升高，使壓縮空氣在蒸發器里得不到足夠冷卻；

③預冷器管道外壁散熱量太大。