螺杆空压机节能与可靠性矛盾分析

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初中生

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电梯直达

1楼

发表于 2016-12-27 17:36 |只看该作者 |倒序浏览

1、螺杆机转速越高越节能，但是可靠性随转速升高而降低

机头的内泄漏是影响螺杆机耗能的最关键因素，一台特定的螺杆机泵头在一定排气压力下泄漏量是常数，提高转速可以改善相对泄漏量，提高效率。

例如，泄漏常量0.5m3/min的机头，在3000转每分钟下打3m3/min，相对泄漏量是0.5/3=0.17，即17%；在6000转每分钟下打6m3/min，相对泄漏量是0.5/6=0.083，即8.3%；也就是说在较高转速下相对泄漏量显著减小，所以能效明显提高。

高转速下，轴承和轴封磨损加剧；润滑油的冷却效果降低，机头内温远高于排气温度，润滑油加速老化，润滑性能降低。

用户对空压机的核心诉求是安全性和可靠性，牺牲可靠性换取节能是本末倒置，得不偿失。

2、机头间隙越小越节能，但是过小的间隙对污物敏感转子和轴承容易拉伤和卡死

机头间隙小自然内泄漏就少，减小间隙是提高机头能效的有效措施，但是螺杆机的润滑油非常脏。有进气带进系统的尘埃，有冷凝水造成的润滑油乳化物，有金属零件锈蚀在系统内生产的氧化物。由于螺杆机油过滤器精度一般大于15微米，所以大量污物伴随润滑油循环，当泵头内部间隙过小时，污物极易聚集，拉伤和卡死轴承及转子。
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3、螺杆机排气温度越低越节能，但是温度低造成零部件生锈加剧磨损、堵塞节流孔和阀门

当螺杆机排气温度80度，环境温度30度，油分罐内壁温度会低于60度，压缩空气中的水分会在油分罐内壁和油分罐盖板内壁形成露水，水分伴随润滑油循环。停机后，水分从油中析出，沉在润滑油下方，造成存油的各部位被水浸泡，加剧零部件生锈。

4、节流孔越小越节能，但是节流孔缩小更容易被堵塞导致机器耗油量增大，排气含油量增大

油分芯滤除的润滑油必须返回系统，这部分润滑油被油分罐盖板的生锈形成的氧化物、油分芯的纤维和胶结剂脱落物污染，当回油节流孔过小时，极易被堵塞，必需停机疏通。如果不及时疏通，机器耗油量和排气含油量加大，甚至造成机头缺油，引起高温、过度磨损甚至抱死。加大节流孔机器的可靠性显著提高，但是流量减少，比功率恶化。

5、两级压缩节能，但是关键零部件数量翻倍导致可靠性大幅下降

两级压缩螺杆机节能主要取决于级间冷却，但在冷却过程中水分从空气中析出，含液态水的压缩空气和润滑油进入二级泵头，导致二级泵头的润滑较差，锈蚀倾向加大，磨损加剧。两级压缩的螺杆机二级泵头是薄弱环节，是故障高发点。

此外，两级压缩的螺杆机泵头运转零部件数量是单级压缩的2.3倍，零部件越多故障率越高。

6、变频压缩机其实不节能，但是降低了螺杆空压机的可靠性

变频器自身消耗输入功率的5%，机头和电机偏离设计转速，效率降低5%左右，电机反复加速和减速（制动）耗电显著大于恒速运转，折算到每一立方压缩空气的耗电量和生产成本，明显大于工频螺杆机。

反复加减速导致转子和轴承遭受交变冲击性负荷，如果转子是铸铁材料制造，易造成材料的疲劳破坏。

此外，轴电流提高了电机轴承温度，易造成润滑脂流失，导致电机轴承磨损。
变频器是个复杂的电器组件，还易受到供电品质和外界电磁干扰，所以变频器自身就存在严重的可靠性问题。

7、高能效螺杆机的节能效果很短暂

高能效螺杆机往往是通过减小泵头间隙和提高泵头转速来实现的。任何螺杆机的能效评价都是在实验室或新机状态下做出的。一般200～3000小时运转后，轴承磨损，间隙增大和三滤阻力增大都造成螺杆机节能水平下降。

越是能效等级高的螺杆机，节能水平下降越快。螺杆机在常态下，能保持三级能效就很不错了。做合同能源管理项目时一定要充分考虑能效下降的情况，通过大大缩短三滤和润滑油更换周期，定期调整泵头间隙来延缓能效水平的衰退。

8、警惕提升螺杆机能效等级的不正当手段

检测过程中刻意缩小节流孔通径；
检测过程中不装空滤芯；
检测过程中刻意降低排气温度；
检测过程中用蓄电池为风扇和控制系统供电；
检测过程中用蓄冷材料降低泵头进气温度；
特意为应对检测减小泵头间隙；
特意为应对检测采用高效电动机或工频永磁电机；
特意为应对检测采用特种润滑油；
特意为应对检测采用特制油分芯；
特意为应对检测采用液压马达驱动风扇。