［摘 要］ 介紹單螺桿空氣壓縮機(jī)（以下簡稱空壓機(jī)）的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，工作原理及自動(dòng)控制，并對使用情況作了闡述，結(jié)合所在公司對此機(jī)組設(shè)備的使用情況進(jìn)行簡要的分析。 一、前言 法國人辛麥恩（B．Zimmern）于1960年提出單螺桿壓縮機(jī)的具體方案，1963年推向市場，70年代批量生產(chǎn)，80年代后技術(shù)逐漸成熟。單螺桿式空壓機(jī)比雙螺桿空玉機(jī)問世晚，但因其性能優(yōu)異，目前國際市場上單、雙螺桿大體上平分市場，廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域。 新型干法水泥生產(chǎn)線根據(jù)生產(chǎn)需要采用四臺FGOG—180A單螺桿水冷型空壓機(jī)組成空壓機(jī)站，在使用過程中性能良好，與以往接觸過的空壓機(jī)型相比，具有噪聲低，排氣穩(wěn)定，振動(dòng)小，維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。 二、FHOG—180W空壓機(jī)的結(jié)構(gòu)與工作原理 單螺桿空壓機(jī)按其工藝流程可分為氣路系統(tǒng)、油路系統(tǒng)和電氣單元。 1．內(nèi)部結(jié)構(gòu) （1）氣路系統(tǒng) 氣路工藝流程為大氣經(jīng)過過濾后由卸荷閥進(jìn)入壓縮腔，與潤滑油結(jié)合并進(jìn)行壓縮，與油結(jié)合的壓縮氣體經(jīng)過止回閥進(jìn)入油氣分離桶、油氣分離器、水冷卻器、氣水分離器，出空壓機(jī)后經(jīng)儲氣罐、精密過濾器、冷凍式干燥機(jī)（以下簡稱冷干機(jī)）進(jìn)入廠區(qū)壓縮空氣管網(wǎng)。 （2）油路系統(tǒng) 油路包括油管、油箱、冷卻器、油濾清器、斷油閥和溫控閥等。當(dāng)空壓機(jī)起動(dòng)時(shí)，空壓機(jī)內(nèi)部接近于全密封狀態(tài)，油路首先建立起壓力，在壓力的作用下，對主機(jī)工作腔噴油，對設(shè)備進(jìn)行潤滑的同時(shí)起到冷卻、密封和降低噪聲的作用。 （3）控制系統(tǒng) 在電氣控制方面根據(jù)客戶的不同需求可以采用PLC或變頻器自動(dòng)控制，公司采用PLC編程自動(dòng)控制。每臺設(shè)備自帶監(jiān)控裝置，可實(shí)時(shí)顯示相關(guān)工況參數(shù)、運(yùn)行況態(tài)及故障指示，具有超壓保護(hù)、超溫保護(hù)、電動(dòng)機(jī)過載保護(hù)、斷水保護(hù)、斷相及相序保護(hù)、油濾氣濾堵塞保護(hù)的基本功能和超溫保護(hù)、過載保護(hù)互鎖功能。并利用PLC輸出端口聯(lián)接中央控制室施行遠(yuǎn)程控制和網(wǎng)上監(jiān)控，在沒備本體可調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)換本機(jī)控制／遠(yuǎn)程控制。空壓機(jī)站內(nèi)不用設(shè)置崗位工，只需每天進(jìn)行一次巡檢。 2．工作原理 （1）外部空氣由卸荷閥進(jìn)入主機(jī)，主機(jī)由一個(gè)圓柱螺桿和兩個(gè)對稱配置的平面星輪組成，嚙合副裝在機(jī)殼內(nèi)蝸桿蝸槽，機(jī)殼和星輪面構(gòu)成封閉空氣的齒間容積，螺桿運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)帶動(dòng)星輪旋轉(zhuǎn)，星輪的作用相當(dāng)于往復(fù)式壓縮機(jī)的活塞，星輪在蝸槽內(nèi)相對移動(dòng)，蝸槽內(nèi)的氣體相應(yīng)地壓縮和排出，如圖所示，帶有壓力的氣體排出主機(jī)后，在設(shè)備內(nèi)部經(jīng)過析出油和水分，再經(jīng)過冷卻后進(jìn)主壓縮空氣管網(wǎng)使用。 三、單螺桿空壓機(jī)的性能特點(diǎn) 1．振動(dòng)小 星輪在螺桿兩側(cè)配置，運(yùn)行中作用于螺桿上的徑向力相互抵消，作用于螺槽內(nèi)的氣體軸向負(fù)荷也相互抵消，再加上螺桿的兩端有引氣通道，故螺桿和星輪齒上受的氣體力很小。較以往用的老式空壓機(jī)相比，在振動(dòng)方面有較強(qiáng)的優(yōu)越性能。 2．噪聲小 設(shè)備上下與四周采用隔聲罩與消聲海綿又重隔離，加上設(shè)備自身振動(dòng)的微小和空壓機(jī)站的合理設(shè)計(jì)，空壓機(jī)組在滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，站在空壓機(jī)站外幾乎聽不到空壓機(jī)運(yùn)行產(chǎn)生的噪聲。 3．獨(dú)立控制 此空壓機(jī)組具有獨(dú)立的控制系統(tǒng)，自動(dòng)負(fù)載卸載轉(zhuǎn)換，自動(dòng)停機(jī)與起動(dòng)功能，適當(dāng)調(diào)整卸載與負(fù)載轉(zhuǎn)換的壓力控制點(diǎn)可起到節(jié)能節(jié)電的作用。 4．自動(dòng)控制 每臺設(shè)備均有人機(jī)界面板，機(jī)組的起動(dòng)、聯(lián)鎖、潤滑油狀況、排氣壓力、溫度、冷卻水、過濾器等狀態(tài)均可顯示，各監(jiān)測點(diǎn)發(fā)生故障會以紅色報(bào)警信號顯示或設(shè)備跳停。 超溫保護(hù)、過載保護(hù)等功能互相聯(lián)鎖，故障排除復(fù)位，把報(bào)警信號指示燈消除以后方可開機(jī)運(yùn)行，內(nèi)部油路采用雙溫度傳感器監(jiān)控，與主機(jī)互鎖，運(yùn)行中更安全。 5．日常維護(hù) 日常運(yùn)行中僅需定期清吹或更換空氣濾芯，油濾芯、油氣分離濾芯壓縮機(jī)油按照說明書上面要求時(shí)間定期更換。若使用循環(huán)冷卻水質(zhì)較硬、雜質(zhì)較多，需定期檢查清理水冷卻器內(nèi)部積垢及冷卻器在使用中卡積的雜物。 四、單螺桿空壓機(jī)近年的技術(shù)改進(jìn) 蝸桿式空壓機(jī)問世較晚，近年來不斷針對單螺桿空壓機(jī)運(yùn)行期常出的問題及節(jié)能降耗方面進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)。 1．主機(jī)星輪片改進(jìn) 單螺桿空壓機(jī)在90年代初期采用“酚醛樹脂”材質(zhì)作為星輪片，但在使用中效果不太理想，特別是在空壓機(jī)初運(yùn)行的磨合期間星輪片易磨損或松動(dòng)。針對于這一現(xiàn)象，采取技術(shù)改進(jìn)，選用PEEK材質(zhì)作為星輪片材質(zhì)，在目前此材質(zhì)的使用情況來看，一般運(yùn)轉(zhuǎn)30000h后才可能出現(xiàn)星輪片磨損的現(xiàn)象。 2．控制系統(tǒng)的改進(jìn) 單螺桿空壓機(jī)電氣控制系統(tǒng)隨著科技和自動(dòng)化的發(fā)展也在不斷改進(jìn)和完善，目前空壓機(jī)可根據(jù)用戶的需求實(shí)行遠(yuǎn)程監(jiān)測和控制，也可以采用變頻調(diào)速控制，變頻控制只是在初期資金投入時(shí)偏大，但在運(yùn)行中電氣及設(shè)備本體的節(jié)能效果顯著，使用單位可以根據(jù)本單位的具體情況對設(shè)備進(jìn)行選型。 五、使用體會 積累一些空壓機(jī)的使用經(jīng)驗(yàn)，了解空壓機(jī)的性能之后根據(jù)實(shí)際情況對設(shè)備進(jìn)行針對性合理維護(hù)，對延長設(shè)備的使用壽命和工況的優(yōu)化起到了明顯的作用。 1．空壓機(jī)油的使用 空壓機(jī)的生產(chǎn)過程中，鍛造、鑄件的加工面可能會存在未處理干凈的型砂和氧化皮。在磨合期運(yùn)轉(zhuǎn)過程中受到潤滑油的沖刷落于潤滑油中，所以第一次更換空壓機(jī)油必須徹底，否則會降低主機(jī)的耐久性和使用壽命。 空壓機(jī)在第二次換油之后可以根據(jù)運(yùn)行環(huán)境對設(shè)備換油的時(shí)間作適當(dāng)調(diào)整，環(huán)境良好污染小，運(yùn)行中油溫正?？梢匝娱L使用時(shí)間，必須從巡檢停機(jī)時(shí)檢查油質(zhì)，若生產(chǎn)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)沒有停機(jī)時(shí)間，可以從排氣壓力和排力量是否有減少現(xiàn)象來定，不可過多地延長周期，防止空壓機(jī)油變質(zhì)結(jié)碳而引起壓縮空氣管道爆炸。 2．機(jī)組的工藝布置 采用空壓機(jī)—儲氣罐—精密過濾器—冷干燥機(jī)—壓縮空氣管網(wǎng)的工藝流程。壓縮空氣經(jīng)儲氣罐穩(wěn)定氣流析出部分水分再進(jìn)入冷干機(jī)，對壓縮空氣進(jìn)一步的冷卻和干燥，用氣點(diǎn)壓縮空氣質(zhì)量良好。曾有廠家未按此工藝流程施工，將冷干機(jī)與儲氣罐位置調(diào)換，在生產(chǎn)中經(jīng)常出現(xiàn)冷干機(jī)內(nèi)部結(jié)冰堵塞和用氣點(diǎn)壓縮空氣中含水量大的現(xiàn)象，特別是在新生產(chǎn)線投產(chǎn)初期此系統(tǒng)的不穩(wěn)定會給生產(chǎn)帶來很大麻煩，在壓縮空氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和施工中需注意此設(shè)備的工藝布置。 3.故障排除 （1）溫度高 油氣溫度偏高，甚至溫度升到上限空壓機(jī)跳停，OPR或COP指示燈亮。出現(xiàn)此現(xiàn)象應(yīng)首先檢查空壓機(jī)油是否存在油位低、油過濾器堵塞或斷油閥故障，若排除以上幾點(diǎn)仍不能正常開機(jī)，則需檢查空壓機(jī)水冷卻器內(nèi)部是否有水垢、纖維等雜物堵塞而影響正常熱交換，如有雜物則需對冷卻器對內(nèi)部清理，在控制面板上按復(fù)位鍵消除超溫信號再起動(dòng)空壓機(jī)。 （2）排氣量小 在正常生產(chǎn)中有時(shí)會出現(xiàn)忽然間壓縮空氣管網(wǎng)壓偏小的現(xiàn)象，可分析為兩個(gè)原因，一是空壓機(jī)故障，使排氣量減小，不能滿足生產(chǎn)；二是管網(wǎng)用氣點(diǎn)控制閥存在控制失靈現(xiàn)象，出現(xiàn)內(nèi)漏。這種排氣量突然減小的情況在生產(chǎn)中內(nèi)漏的可能性偏大，需要排查用氣點(diǎn)閥門控制情況并處理以后才可以正常生產(chǎn)。 六、結(jié)束語 單螺桿空壓機(jī)具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，隨著單螺桿技術(shù)的不斷改進(jìn)和設(shè)計(jì)技術(shù)的持續(xù)提高，單螺桿空壓機(jī)的油耗、密封、氣量調(diào)節(jié)及自動(dòng)控制等性能將會進(jìn)一步改善，可靠性和經(jīng)濟(jì)性不斷增強(qiáng)，應(yīng)用領(lǐng)域會進(jìn)一步擴(kuò)展。