董繼陽 蔡僑斌

（江西金德鉛業(yè)股份有限公司，江西德興 334200）

1.噴油螺桿壓縮機的工作原理

噴油螺桿壓縮機是一種工作容積做回轉(zhuǎn)運動的容積式氣體壓縮機械，其工作主要分為4步：（1）吸氣過程。螺桿式壓縮機沒有進氣和排氣的組閥，只需要一個調(diào)節(jié)閥進行主進氣的開關(guān)調(diào)節(jié)。當(dāng)主轉(zhuǎn)子和副轉(zhuǎn)子的茨溝空間在轉(zhuǎn)動運行到機殼的進氣端壁的開口處時，它們之間的空間最大化時，這時轉(zhuǎn)子下面牙齒溝內(nèi)部的空氣已經(jīng)排空，齒溝處于真空的狀態(tài)之下，當(dāng)轉(zhuǎn)動運行到進出口的時候，就會自動吸入外界的空氣，空氣沿軸流入到主轉(zhuǎn)子和副轉(zhuǎn)子的齒溝內(nèi)。整個齒溝都充滿了空氣時，其轉(zhuǎn)子的進氣側(cè)端面就轉(zhuǎn)動離開了進氣口，齒溝之間的空氣就馬上被封鎖了。（2）封閉及輸送過程。在吸氣的過程完成之時，主轉(zhuǎn)子和副轉(zhuǎn)子的齒峰進行機殼的密封，齒溝內(nèi)的空氣就不再外泄，這就是封閉過程。兩個轉(zhuǎn)子在繼續(xù)轉(zhuǎn)動的過程中，其齒峰和齒溝在吸氣的時候高度吻合，吻合面慢慢的向著排氣的一端進行移動，這就是工作中“輸入過程”。（3）壓縮和噴油的過程。進行輸入的過程中，吻合面向排氣端運動工程中，讓吻合面和排氣口的齒溝的空間變小，齒溝里面空氣被壓縮使壓力升高，這就是其“壓縮過程”。在進行壓縮時，因壓力差的作用潤滑油噴入了壓縮機的同時與空氣產(chǎn)生了混合的過程。（4）排氣過程。轉(zhuǎn)子的排氣端和機殼相通的時候其壓力最大，空氣壓縮進行排出一直運動到赤峰和齒溝的問題面移動到其排氣端的端面，這時兩個轉(zhuǎn)子和排氣口的齒溝為零，就完成了排氣過程，緊接著又開始了下一個循環(huán)[1]。

2.能效標(biāo)準(zhǔn)情況

我國有關(guān)于壓縮機相應(yīng)的能效標(biāo)準(zhǔn)GB19153—2009《容積式壓縮機能效限定值及能效等級》當(dāng)中作出了明確的規(guī)定，機組的輸入功率和功率的能效水平相關(guān)。機組的輸入功率小其能效的水平就越好，它分為3個等級，當(dāng)中噴油螺桿空壓機兩個能效相差13%左右。其生命周期通常是8～10年，采購成本是能源消耗成本的10%左右，因此噴油螺桿空壓機節(jié)能潛力非常大，有必要進行研究。

3.節(jié)能技術(shù)

基于工程熱力的物理理論，空壓機進行壓縮的過程包括多變壓縮、等溫壓縮和絕熱壓縮3個工作原理。等溫壓縮耗費的功率最小，其實際的壓縮過程是多變壓縮，要實現(xiàn)等溫過程會非常的難。要使壓縮過程盡量接近等溫就是空壓機的設(shè)計方向，同時進行功率最大化進行實現(xiàn)，兩級壓縮就是讓其接近等溫壓縮的最重要的手段。

我國一些生產(chǎn)空壓機的生產(chǎn)企業(yè)就噴油螺桿空壓機的制造技術(shù)進行了掌握，近幾年行業(yè)的飛速發(fā)展使得成本很大幅度地降低。一些企業(yè)進行了兩級壓縮技術(shù)采用到螺桿空壓機之上，其兩級壓縮的優(yōu)勢得到了很大的體現(xiàn)。國家統(tǒng)計局進行了近年來壓縮機中心的年檢數(shù)據(jù)，其數(shù)據(jù)明顯地表明兩級壓縮機和單級壓縮機相差很多，兩級壓縮機明顯的高許多。特別是110kW之上單級壓縮機根本不可能達到能效1級，甚至說達到2級都很難，兩級壓縮機的技術(shù)要達到1級卻很容易，由此可以看出兩級壓縮機能效值是最低的，而且在耗能方面非常有優(yōu)勢[2]。

4.變頻技術(shù)

為了下游用氣進行保證，用戶和設(shè)計院在進行選型的時候會對空壓機的容積流量指標(biāo)留有一定的剩余空間?？諌簷C是不可能在滿負荷的情況下運行，必須對其相應(yīng)的情況進行調(diào)節(jié)手段。普通用戶使用中用氣量會存在一些變化和波動，空壓機的供氣必須調(diào)節(jié)來進行供氣穩(wěn)定性的保障。

5.一體式永磁空壓機

一體式永磁空壓機的技術(shù)是采用永磁同步電機和噴油螺桿空壓機組成的一體空氣壓縮機。對三廂異步電機和永磁同步電機進行了比較，其電機的效率很大的差距進行體現(xiàn)。噴油螺桿空壓機根據(jù)其特性進行了選擇，以轉(zhuǎn)速均為3000r/min的永磁同步動機與三相異步電動機中最高的YE3做出實際的比較，其結(jié)果顯示永磁同步電機中的電動機具有很高的效率，在小功率其優(yōu)勢更為明顯。所以，90kW以下的噴油式空壓機進行一體式永磁結(jié)構(gòu)的電機進行合理采用，其兩者結(jié)合的空壓機有更好的節(jié)能優(yōu)勢[3]。

6.永磁變頻空壓機的優(yōu)點

（1）永磁變頻空壓機的氣壓相對穩(wěn)定。對噴油螺桿空壓機采用了變頻技術(shù)之后，其無極調(diào)速的特點進行了很大的利用，基于內(nèi)部的控制器PID調(diào)節(jié)器、控制器和變頻器三部分的協(xié)調(diào)配合，可以進行平緩的啟動。在氣量的波動比較大的場合，還可以開展其快速的調(diào)節(jié)功能。相較工頻運行中的上下限的控制作對比，其氣壓的穩(wěn)定系數(shù)得到了明顯的提升。（2）永磁變頻空壓機啟動無沖擊性。由于其變頻的本身涵蓋了軟啟動的內(nèi)部功能，其啟動電流相對較大，通常是額定電流120%倍。進行工頻啟動時其電流是額定電流的6倍之多，相比之下得知永磁變頻空壓機在進行機動是沖擊力很小，這種沖擊力過大對機械系統(tǒng)和整個電網(wǎng)的運行都有影響，沖擊力的減少使運行的平穩(wěn)性得到了很大的加強。（3）可變流量進行控制。使用工頻驅(qū)動的空氣壓縮機的排氣量只有一個，二變頻空壓機排氣的范圍相對就比較寬。在空壓機進行運行時，其變頻器通過實際運行的排氣量來進行電機轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)，在用氣量比較低的時候空壓機進行自動休眠，能源的消耗大大降低。對其控制策略的優(yōu)化和更新對節(jié)能的效果會更加明顯。（4）永磁變頻螺桿空壓機適應(yīng)電源的性能好?；谧冾l器利用了過調(diào)制的技術(shù)，交流電源的電源偏低的情況可以對其進行足夠力矩的輸出來對電動機的工作進行驅(qū)使；一旦發(fā)生電壓偏高的情況，會對其輸出的電源進行調(diào)節(jié)，不會因為電壓偏高而電壓偏高的情況。這種技術(shù)在自發(fā)電的場合非常實用，其變頻技術(shù)都可以電壓的異常情況是將電壓控制在其額定電壓的范圍值之內(nèi)。（5）永磁變頻空壓機噪音低。大多數(shù)變頻系統(tǒng)都是字額定轉(zhuǎn)速較低的情況下進行工作的，以這樣的方式里進行主機機械噪音的降低和磨損度的變小，其主要作用是延長主機機械的使用壽命和進行主機機械的維修。如果對風(fēng)機采用變頻的驅(qū)動可以對空壓機工作時的噪音得到有效降低[4]。

7.結(jié)語

要對空壓機的能效機芯有效的降低是一個非常系統(tǒng)的工程，可以對多種技術(shù)進行結(jié)合采用，如變頻技術(shù)、永磁技術(shù)、相應(yīng)的節(jié)能技術(shù)等。進行多項技術(shù)進行融合的同時還需要對每個細節(jié)進行優(yōu)化和提升。比如對轉(zhuǎn)子型線的更新，采用高效離心風(fēng)機的技術(shù)，或者是改變進氣的結(jié)構(gòu)設(shè)計，又或者是對系統(tǒng)的管路進行改變等方式來更新。對多項節(jié)能技術(shù)進行綜合的應(yīng)用，作為國內(nèi)品牌的噴油螺桿空壓機已經(jīng)和世界一流的能效水平技術(shù)有了一些超越。

中國檢測中心發(fā)布了相關(guān)的數(shù)據(jù)，我國噴油螺桿空壓機普遍的水平都達到了2級，還有一部分達到了1級的能耗。額定功率為90kW以下的達到了60%。這樣的數(shù)據(jù)表明，我國的能效水平從整體上得到了提升，另一方面對標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)定表現(xiàn)出不能對現(xiàn)有的產(chǎn)品得到滿足的方向和趨勢。

我國近年來推出綠色智能的舉措，對能效標(biāo)準(zhǔn)進行了修訂，GB19153已經(jīng)進入了我國的報批階段，對噴油螺桿空壓機在能效方面提出了更高要求。在產(chǎn)品的技術(shù)方面和能效標(biāo)準(zhǔn)有相互促進作用，進行空壓機能效水平提升的同時對我國節(jié)能減排使用作出貢獻。