螺桿壓縮機(jī)的能級(jí)控制

1、 螺桿壓縮機(jī)的能級(jí)控制高翔 摘要：通過(guò)介紹螺桿壓縮機(jī)的滑閥的部結(jié)構(gòu)，處理壓縮機(jī)能級(jí)控制出現(xiàn)的問(wèn)題。關(guān)鍵詞：螺桿、滑閥、能量調(diào)節(jié)一、概述：螺桿式壓縮機(jī)是一種高速回轉(zhuǎn)的容積式壓縮機(jī)，通過(guò)工作容積縮小進(jìn)行氣體壓縮，除了兩個(gè)高速回轉(zhuǎn)的螺桿轉(zhuǎn)子外，沒(méi)有其它運(yùn)動(dòng)部件，具有回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)（如離心式壓縮機(jī)）和往復(fù)式壓縮機(jī)（如活塞式壓縮機(jī)）各自的優(yōu)點(diǎn)，如體積小、重量輕、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、易損件少、效率高、單級(jí)壓比大、能量無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)等，在壓縮機(jī)行業(yè)得到迅速發(fā)展及應(yīng)用。由于螺桿制冷壓縮機(jī)單級(jí)有較大的壓縮比及寬廣的容量圍，故適用于高、中、低溫各種工況，特別在低溫工況及變工況情況下仍有較高的效率，這一優(yōu)點(diǎn)是其它機(jī)型（如吸收式、離心

2、式等）不具備的。因此，螺桿式制冷壓縮機(jī)被廣泛用于空調(diào)、冷凍、化工、水利等各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域，是制冷領(lǐng)域特別是工業(yè)領(lǐng)域的最佳機(jī)型。由于螺桿制冷壓縮機(jī)屬于容積式壓縮機(jī)，它利用一對(duì)相互嚙合的陰陽(yáng)轉(zhuǎn)子在機(jī)體作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，周期性地改變轉(zhuǎn)子每對(duì)齒槽間的容積來(lái)完成吸氣、壓縮和排氣過(guò)程。適用于NH3（氨）、R22（氟利昂）等各種制冷工質(zhì)，不需要對(duì)機(jī)器結(jié)構(gòu)作任何改變，所以一般認(rèn)為螺桿式制冷壓縮機(jī)不存在困擾制冷界的CFCs工質(zhì)替代問(wèn)題。二、結(jié)構(gòu)分析：螺桿式制冷壓縮機(jī)常用滑閥調(diào)節(jié)能量，即在兩個(gè)轉(zhuǎn)子高壓側(cè)，裝上一個(gè)能夠軸向移動(dòng)的滑閥，來(lái)調(diào)節(jié)能量和卸載啟動(dòng)?；y調(diào)節(jié)能量的原理，是利用滑閥在螺桿的軸向移動(dòng)，以改變螺桿的有效軸向工

3、作長(zhǎng)度，使能量在100%和10%之間連續(xù)無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)。能量調(diào)節(jié)主要與轉(zhuǎn)子有效的工作長(zhǎng)度有關(guān)。圖一為滑閥的移動(dòng)與能量調(diào)節(jié)的原理圖。圖A示出全負(fù)荷時(shí)滑閥的位置。當(dāng)滑閥尚未移動(dòng)時(shí)，滑閥的后緣與機(jī)體上滑閥滑動(dòng)缺口的底邊緊貼，滑閥的前緣則與滑動(dòng)缺口的剩余面積組成徑向排氣口。此時(shí)，基元容積中充氣最大。由吸入端吸入的氣體經(jīng)轉(zhuǎn)子壓縮后，從排氣口全部排出，其能量為100%，如圖B實(shí)線所示。當(dāng)高壓油推動(dòng)油活塞和滑閥向排出端方向移動(dòng)時(shí)，滑閥后緣隨之被推離固定的滑動(dòng)缺口的底邊，形成一個(gè)通向徑向吸氣口的、可為壓縮過(guò)程中氣體的泄逸通道，如圖C所示，減少了螺桿的工作長(zhǎng)度，即減少了吸入氣體的基元容積，如圖B中虛線所示，排出氣體減

4、少，一旦吸入的氣體，未進(jìn)行壓縮（此時(shí)接觸線尚未封閉）就通過(guò)旁道口進(jìn)入壓縮機(jī)的吸氣側(cè)，因此減少了吸氣量和制冷劑的流量，起到了能量調(diào)節(jié)的作用。泄逸通道的大小取決于所需要的排氣量大小?；y前緣與滑動(dòng)缺口形成的排氣口面積（即徑向孔口）同時(shí)縮小，達(dá)到改變排氣量的目的。此時(shí)，調(diào)節(jié)指示器指針指出相應(yīng)的改變排量的百分比。當(dāng)滑閥繼續(xù)向排出端移動(dòng)時(shí)，制冷量隨排量的減少而連續(xù)地降低。因而能量便可進(jìn)行無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)。當(dāng)泄逸孔道接近排氣孔口時(shí)，螺桿工作長(zhǎng)度接近于零，便能起到缷載啟動(dòng)的目的。能量調(diào)節(jié)采用油驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)，一個(gè)能量調(diào)節(jié)電磁閥組是由四個(gè)電磁閥與相應(yīng)油路連接而成的，選用四個(gè)電磁閥可控制供油的流向，從而達(dá)到控制油活塞在油缸的

5、前后移動(dòng)，這樣即可完成滑閥的正反移動(dòng)從而達(dá)到增載、減載的作用。該系統(tǒng)由三部分構(gòu)成：供油、控制和執(zhí)行機(jī)構(gòu)。供油機(jī)構(gòu)有油泵及壓力調(diào)節(jié)閥；控制機(jī)構(gòu)有四通電磁閥；執(zhí)行機(jī)構(gòu)有滑閥、油活塞和油缸等。其控制系統(tǒng)見(jiàn)圖二所示。減荷時(shí)，電磁閥1和4開(kāi)啟，由油泵來(lái)的高壓油，經(jīng)電磁閥4被送到油活塞左側(cè)，推動(dòng)活塞向右移動(dòng)，帶動(dòng)滑閥向排氣端移動(dòng)，達(dá)到減少負(fù)荷的目的。同時(shí)，油活塞右移，油缸的油經(jīng)電磁閥1被排回油箱。增荷時(shí)，電磁閥2和3開(kāi)啟，油活塞右側(cè)獲得高壓油，活塞左移，得到增荷調(diào)節(jié)。需要滑閥停留在某一定位置時(shí)，只要在此位置不接通電磁閥或油分配閥即可。油缸兩邊的油即不能流進(jìn)，也不能流出，滑閥此時(shí)不會(huì)左右移動(dòng)而處在一定位置上

6、，即相應(yīng)某一固定的能量?；y的移動(dòng)可以調(diào)節(jié)壓縮機(jī)的吸氣量，從而調(diào)節(jié)了排氣量，滑閥的移動(dòng)是靠專門設(shè)置的油缸、油活塞來(lái)推動(dòng)的。壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，通過(guò)滑閥向壓縮機(jī)腔噴入大約占體積流量0.51%的潤(rùn)滑油，這部分潤(rùn)滑油起著冷卻、密封、潤(rùn)滑的作用。三、設(shè)備現(xiàn)狀：整個(gè)機(jī)組由單機(jī)雙級(jí)螺桿壓縮機(jī)、電動(dòng)機(jī)、油路系統(tǒng)、底座等組成，油路系統(tǒng)主要由油分離器、油冷卻器、油過(guò)濾、器油泵與油泵電動(dòng)機(jī)、油分配總管組成。氣路系統(tǒng)由吸氣過(guò)濾器、吸氣上回閥、壓縮機(jī)、經(jīng)濟(jì)器、油分離器、氣止回閥等組成，控制系統(tǒng)由控制臺(tái)和啟動(dòng)柜組成。制冷量-40+40205KW 工質(zhì) R22主電機(jī)型號(hào)Y315M22主電機(jī)功率132KW電源380V3P50

7、HZ潤(rùn)滑油 N46冷凍油同步轉(zhuǎn)速2960/ 機(jī)組重量3600K四、故障及處理：冰機(jī)按正常程序開(kāi)機(jī)，低壓級(jí)能級(jí)會(huì)很快的自動(dòng)增載至100%，且高、低壓級(jí)的能級(jí)不能正常增載和減載，造成冰機(jī)由于吸氣壓力過(guò)低而跳停，現(xiàn)場(chǎng)分析和處理如下： 1、能級(jí)不能進(jìn)行調(diào)節(jié)，通常情況下是由于“電臟”造成的，原因是冰機(jī)油路系統(tǒng)不干凈，臟東西將電磁閥閥芯卡住或者是閥體彈簧卡在閥體腔，使電磁閥不能正常工作，閥芯始終處于常開(kāi)狀態(tài)，電磁閥在未動(dòng)作時(shí)油路上不斷有油進(jìn)入油活塞推動(dòng)其作用，使增載油路始終處于打開(kāi)狀態(tài)，能級(jí)不斷上升直至100%。此時(shí)可將冰機(jī)系統(tǒng)部進(jìn)行泄壓至零，拆卸低壓級(jí)增減載電磁閥（共四只），將閥芯、閥體、彈簧清洗吹掃，

8、密封面檢查清理，檢測(cè)四組電磁閥是否正常，然后重新裝配好后即可。發(fā)生“電臟”現(xiàn)象后，可將油泵前過(guò)濾器進(jìn)行吹掃清洗，定期檢測(cè)冰機(jī)潤(rùn)滑油的油品，如發(fā)現(xiàn)油品指標(biāo)已超圍，則必須更換油品。 2、經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)電磁閥組的拆檢和清洗重新裝回，開(kāi)機(jī)運(yùn)行后，仍然出現(xiàn)低壓級(jí)能級(jí)自動(dòng)增載現(xiàn)象。將油分配總管上供電磁閥組的總供油閥和回壓縮機(jī)組的回油閥關(guān)閉，切斷油路的進(jìn)出，壓縮機(jī)仍能自動(dòng)增載，根據(jù)以上現(xiàn)象，判定是機(jī)組滑閥部的泄漏。 3、經(jīng)確認(rèn)后“O”型密封圈有損傷，拆缷程序如下：A、放盡機(jī)組部了氣體壓力，拆下指示計(jì)、缷載蓋和相應(yīng)的控制線，拆下聯(lián)軸器；B、拆下固定缷載活塞的鎖緊螺母，平衡活塞和缷載油缸將同時(shí)被拆下（注意不要將平衡活

9、塞與缷載油缸分開(kāi)拆，為了避免再裝進(jìn)的麻煩）；C、拆下低壓級(jí)的吸氣口蓋，低壓級(jí)的噴油管，低壓級(jí)的排氣口蓋和主機(jī)側(cè)的聯(lián)軸器，用兩只M8螺栓拆出軸封、固定環(huán)和骨架油封；D、更換卸載推桿的“O”型密封圈。四、結(jié)論：通過(guò)以上的處理后，冰機(jī)現(xiàn)能正常運(yùn)行。通過(guò)這次的檢修，對(duì)能級(jí)的失靈的處理有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)：如果發(fā)現(xiàn)能級(jí)不能正常增減載的時(shí)候，首先判斷電磁閥組電臟，關(guān)閉油路的進(jìn)出口閥門，對(duì)電磁閥組進(jìn)行清洗，清洗完畢后重新安裝即可；當(dāng)發(fā)現(xiàn)能級(jí)產(chǎn)生“飄”的現(xiàn)象時(shí)，通過(guò)拆檢油路系統(tǒng)，從氣體的壓力來(lái)進(jìn)行判斷問(wèn)題的所在，總之，判斷問(wèn)題要認(rèn)真仔細(xì)。安全、環(huán)保、高效的液氯輸送技術(shù)于靜杰， 武 ,鄒立莉1）屏蔽泵的工作原理屏蔽

10、泵的泵頭和電機(jī)都被封閉在一個(gè)被泵送介質(zhì)充滿的壓力容器，此壓力容器只有靜密封。屏蔽泵的葉輪和電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子固定在同一根軸上，利用屏蔽套將電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子和定子隔開(kāi)，轉(zhuǎn)子在被輸送的介質(zhì)中運(yùn)轉(zhuǎn)，支撐轉(zhuǎn)子的是兩個(gè)滑動(dòng)軸承，靠輸送的介質(zhì)冷卻潤(rùn)滑軸承和帶走電機(jī)產(chǎn)生的部分熱量，其動(dòng)力通過(guò)定子磁場(chǎng)傳遞給轉(zhuǎn)子。2）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及工藝流程屏蔽泵在結(jié)構(gòu)上只有靜密封而無(wú)動(dòng)密封，因此輸送液體時(shí)能保證一滴不漏。和所有的普通離心泵一樣，泵選好后，把泵的入口同液氯儲(chǔ)槽用合適尺寸管線（比泵入口大一至兩個(gè)規(guī)格）連接上，只要裝置的有效汽蝕余量NPSHa大于泵的必須汽蝕余量NPSHr，泵即可工作輸送液體。由于很多液氯生產(chǎn)廠家的液氯儲(chǔ)槽剛好放在

11、地面上或比地面高一點(diǎn)，而每種規(guī)格泵的汽蝕余量NPSHr是一定的，要想提升裝置的汽蝕余量NPSHa以滿足使用要求，就必須拉開(kāi)泵與液氯儲(chǔ)槽間的垂直距離，而要抬高所有儲(chǔ)槽的高度是比較麻煩的。修一個(gè)34米深左右的坑，把泵安裝在坑里，問(wèn)題就可以解決了（文后附圖四：液氯包裝及工藝用屏蔽泵安裝系統(tǒng)圖）。為了提高運(yùn)轉(zhuǎn)的安全性，液氯屏蔽泵通常都須設(shè)有監(jiān)控裝置：如德國(guó)進(jìn)口的液位監(jiān)控器N30（監(jiān)測(cè)泵中有無(wú)液氯）和溫度監(jiān)控器T30（監(jiān)測(cè)泵轉(zhuǎn)子腔溫度）（專利號(hào)02211201.4）等。3）海密梯克屏蔽泵及其使用特點(diǎn)a全封閉，無(wú)動(dòng)密封，絕對(duì)零泄漏，安全可靠；b海密梯克泵獨(dú)特的高壓循環(huán)結(jié)構(gòu)（專利號(hào)：02211205.7），

12、保證液氯在泵轉(zhuǎn)子腔不汽化c德國(guó)進(jìn)口的哈氏合金屏蔽套，渦流損失小，滾壓成型，性能可靠；d純晶體碳化硅滑動(dòng)軸承SSIC（無(wú)壓燒結(jié)的級(jí)碳化硅）（專利號(hào)：02211204.9）。碳化硅滑動(dòng)軸承承載能力高，且具有極強(qiáng)的耐沖蝕、耐化學(xué)腐蝕、耐磨損和良好的耐熱性，使用壽命長(zhǎng)；e軸向力自動(dòng)平衡，零軸向運(yùn)轉(zhuǎn)力；f歐洲優(yōu)秀的水力模型和高性能電機(jī)保證了整機(jī)的高效運(yùn)轉(zhuǎn)；g設(shè)備投資小，無(wú)輔助設(shè)施，安裝費(fèi)用低；h結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，拆卸維修方便，長(zhǎng)期可靠運(yùn)轉(zhuǎn)，維護(hù)費(fèi)用低；i適于連續(xù)操作，操作簡(jiǎn)單，流量、壓力圍廣；k基本無(wú)廢氣、廢渣排放；l無(wú)液氯汽化過(guò)程，消除了因NCl3的富集而發(fā)生爆炸的隱患；m海密梯克泵為免維護(hù)泵，連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)壽命一

13、般均在5年以上，無(wú)須經(jīng)常更換備件；n泵啟動(dòng)前應(yīng)充分預(yù)冷。屏蔽泵輸送液氯，工藝管線很簡(jiǎn)單、屏蔽泵無(wú)動(dòng)密封（絕對(duì)零泄漏）、滑動(dòng)軸承無(wú)需其它介質(zhì)潤(rùn)滑（靠輸送介質(zhì)，此為液氯）、壽命長(zhǎng)、操作和維護(hù)很簡(jiǎn)單、價(jià)格相對(duì)又比較低等，諸多優(yōu)點(diǎn)讓我們有理由說(shuō)屏蔽泵輸送液氯是目前最好的，尤其是新建和改造項(xiàng)目，舊的液氯輸送工藝方逐步被替換。海密梯克泵業(yè)作為德國(guó)海密梯克公司的合資子公司，秉承了其世界領(lǐng)先的屏蔽泵技術(shù)及生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，成立近十年以來(lái)，已經(jīng)為近40家氯堿企業(yè)提供70余臺(tái)液氯屏蔽泵及完善的安全保護(hù)系統(tǒng)，使用效果都非常好（如：海晶化工集團(tuán)、恒工股份、格林艾普化工、諸城泰盛化工、東岳集團(tuán)、農(nóng)藥化工集團(tuán)、星火有機(jī)硅廠、神府

14、北元化工、黃驊市化工、南天股份、省化工總廠、金威煤電、江山農(nóng)藥化工股份、新安電力集團(tuán)金屬鈉、吉化集團(tuán)公司四氯化硅廠、化學(xué)工業(yè)公司電石廠、龍化工、新汶礦業(yè)等等）。從液氯輸送的使用情況來(lái)看，其一般要求液氯流量為520m3/h，揚(yáng)程為90m左右，溫度為-10 -20。海密梯克屏蔽泵性能圍如下：流量 Qmax=800m3/h揚(yáng)程 Hmax=600m系統(tǒng)壓力 Pmax=10Mpa溫度 T=-120400軸功率 P2max=135KW泵效率 max=80%磁力驅(qū)動(dòng)泵是無(wú)泄漏泵的一種，也可以用于液氯的輸送。國(guó)這些年來(lái)只有幾家企業(yè)使用過(guò)磁力驅(qū)動(dòng)泵，但效果不很理想。原因是：（1）其安全可靠性不如屏蔽泵。磁力驅(qū)動(dòng)泵一般只有一層隔離套（單層保護(hù)），一旦因機(jī)械問(wèn)題或隔離套自身質(zhì)量問(wèn)題而導(dǎo)致其損壞，液氯將直接泄露到大氣中。而屏蔽泵除屏蔽套外還有一層電機(jī)外殼靜密封（雙層保護(hù)），一旦屏蔽套損壞，液氯將進(jìn)入電機(jī)腔體而不會(huì)直接露向大氣。這也是為什么在極其危險(xiǎn)的介質(zhì)輸送時(shí)必須選用屏蔽泵的原因，如核電行業(yè)含危險(xiǎn)介質(zhì)的液體、化工行業(yè)的光氣、環(huán)氧乙烷及液氯。（2）磁力驅(qū)動(dòng)泵故障率較屏蔽泵高很多。因?yàn)榇帕︱?qū)動(dòng)泵有6套軸承（2套滑動(dòng)軸承，4套滾動(dòng)軸承），且兩