FHOG—180W单螺杆空压机技术与应用

［摘 要］ 介绍单螺杆空气压缩机（以下简称空压机）的结构特点，工作原理及自动控制，并对使用情况作了阐述，结合所在公司对此机组设备的使用情况进行简要的分析。 一、前言 法国人辛麦恩（B．Zimmern）于1960年提出单螺杆压缩机的具体方案，1963年推向市场，70年代批量生产，80年代后技术逐渐成熟。单螺杆式空压机比双螺杆空玉机问世晚，但因其性能优异，目前国际市场上单、双螺杆大体上平分市场，广泛应用于国民经济的各个领域。 新型干法水泥生产线根据生产需要采用四台FGOG—180A单螺杆水冷型空压机组成空压机站，在使用过程中性能良好，与以往接触过的空压机型相比，具有噪声低，排气稳定，振动小，维护方便等优点。 二、FHOG—180W空压机的结构与工作原理 单螺杆空压机按其工艺流程可分为气路系统、油路系统和电气单元。 1．内部结构 （1）气路系统 气路工艺流程为大气经过过滤后由卸荷阀进入压缩腔，与润滑油结合并进行压缩，与油结合的压缩气体经过止回阀进入油气分离桶、油气分离器、水冷却器、气水分离器，出空压机后经储气罐、精密过滤器、冷冻式干燥机（以下简称冷干机）进入厂区压缩空气管网。 （2）油路系统 油路包括油管、油箱、冷却器、油滤清器、断油阀和温控阀等。当空压机起动时，空压机内部接近于全密封状态，油路首先建立起压力，在压力的作用下，对主机工作腔喷油，对设备进行润滑的同时起到冷却、密封和降低噪声的作用。 （3）控制系统 在电气控制方面根据客户的不同需求可以采用PLC或变频器自动控制，公司采用PLC编程自动控制。每台设备自带监控装置，可实时显示相关工况参数、运行况态及故障指示，具有超压保护、超温保护、电动机过载保护、断水保护、断相及相序保护、油滤气滤堵塞保护的基本功能和超温保护、过载保护互锁功能。并利用PLC输出端口联接中央控制室施行远程控制和网上监控，在没备本体可调节转换本机控制／远程控制。空压机站内不用设置岗位工，只需每天进行一次巡检。 2．工作原理 （1）外部空气由卸荷阀进入主机，主机由一个圆柱螺杆和两个对称配置的平面星轮组成，啮合副装在机壳内蜗杆蜗槽，机壳和星轮面构成封闭空气的齿间容积，螺杆运转时带动星轮旋转，星轮的作用相当于往复式压缩机的活塞，星轮在蜗槽内相对移动，蜗槽内的气体相应地压缩和排出，如图所示，带有压力的气体排出主机后，在设备内部经过析出油和水分，再经过冷却后进主压缩空气管网使用。 三、单螺杆空压机的性能特点 1．振动小 星轮在螺杆两侧配置，运行中作用于螺杆上的径向力相互抵消，作用于螺槽内的气体轴向负荷也相互抵消，再加上螺杆的两端有引气通道，故螺杆和星轮齿上受的气体力很小。较以往用的老式空压机相比，在振动方面有较强的优越性能。 2．噪声小 设备上下与四周采用隔声罩与消声海绵又重隔离，加上设备自身振动的微小和空压机站的合理设计，空压机组在满负荷运行时，站在空压机站外几乎听不到空压机运行产生的噪声。 3．独立控制 此空压机组具有独立的控制系统，自动负载卸载转换，自动停机与起动功能，适当调整卸载与负载转换的压力控制点可起到节能节电的作用。 4．自动控制 每台设备均有人机界面板，机组的起动、联锁、润滑油状况、排气压力、温度、冷却水、过滤器等状态均可显示，各监测点发生故障会以红色报警信号显示或设备跳停。 超温保护、过载保护等功能互相联锁，故障排除复位，把报警信号指示灯消除以后方可开机运行，内部油路采用双温度传感器监控，与主机互锁，运行中更安全。 5．日常维护 日常运行中仅需定期清吹或更换空气滤芯，油滤芯、油气分离滤芯压缩机油按照说明书上面要求时间定期更换。若使用循环冷却水质较硬、杂质较多，需定期检查清理水冷却器内部积垢及冷却器在使用中卡积的杂物。 四、单螺杆空压机近年的技术改进 蜗杆式空压机问世较晚，近年来不断针对单螺杆空压机运行期常出的问题及节能降耗方面进行技术改进。 1．主机星轮片改进 单螺杆空压机在90年代初期采用“酚醛树脂”材质作为星轮片，但在使用中效果不太理想，特别是在空压机初运行的磨合期间星轮片易磨损或松动。针对于这一现象，采取技术改进，选用PEEK材质作为星轮片材质，在目前此材质的使用情况来看，一般运转30000h后才可能出现星轮片磨损的现象。 2．控制系统的改进 单螺杆空压机电气控制系统随着科技和自动化的发展也在不断改进和完善，目前空压机可根据用户的需求实行远程监测和控制，也可以采用变频调速控制，变频控制只是在初期资金投入时偏大，但在运行中电气及设备本体的节能效果显著，使用单位可以根据本单位的具体情况对设备进行选型。 五、使用体会 积累一些空压机的使用经验，了解空压机的性能之后根据实际情况对设备进行针对性合理维护，对延长设备的使用寿命和工况的优化起到了明显的作用。 1．空压机油的使用 空压机的生产过程中，锻造、铸件的加工面可能会存在未处理干净的型砂和氧化皮。在磨合期运转过程中受到润滑油的冲刷落于润滑油中，所以第一次更换空压机油必须彻底，否则会降低主机的耐久性和使用寿命。 空压机在第二次换油之后可以根据运行环境对设备换油的时间作适当调整，环境良好污染小，运行中油温正常可以延长使用时间，必须从巡检停机时检查油质，若生产连续运转没有停机时间，可以从排气压力和排力量是否有减少现象来定，不可过多地延长周期，防止空压机油变质结碳而引起压缩空气管道爆炸。 2．机组的工艺布置 采用空压机—储气罐—精密过滤器—冷干燥机—压缩空气管网的工艺流程。压缩空气经储气罐稳定气流析出部分水分再进入冷干机，对压缩空气进一步的冷却和干燥，用气点压缩空气质量良好。曾有厂家未按此工艺流程施工，将冷干机与储气罐位置调换，在生产中经常出现冷干机内部结冰堵塞和用气点压缩空气中含水量大的现象，特别是在新生产线投产初期此系统的不稳定会给生产带来很大麻烦，在压缩空气系统的设计和施工中需注意此设备的工艺布置。 3.故障排除 （1）温度高 油气温度偏高，甚至温度升到上限空压机跳停，OPR或COP指示灯亮。出现此现象应首先检查空压机油是否存在油位低、油过滤器堵塞或断油阀故障，若排除以上几点仍不能正常开机，则需检查空压机水冷却器内部是否有水垢、纤维等杂物堵塞而影响正常热交换，如有杂物则需对冷却器对内部清理，在控制面板上按复位键消除超温信号再起动空压机。 （2）排气量小 在正常生产中有时会出现忽然间压缩空气管网压偏小的现象，可分析为两个原因，一是空压机故障，使排气量减小，不能满足生产；二是管网用气点控制阀存在控制失灵现象，出现内漏。这种排气量突然减小的情况在生产中内漏的可能性偏大，需要排查用气点阀门控制情况并处理以后才可以正常生产。 六、结束语 单螺杆空压机具有独特的优点，随着单螺杆技术的不断改进和设计技术的持续提高，单螺杆空压机的油耗、密封、气量调节及自动控制等性能将会进一步改善，可靠性和经济性不断增强，应用领域会进一步扩展。