变频式螺杆压缩机的节能分析及选型

 

　　一、设计

 

　　螺杆压缩机的转子型线对节能有一定影响，2000年之前螺杆压缩机尚在成长期，可靠性是主要问题。那时，螺杆压缩机的转子型线研发把可靠性作为主要目标。

 

　　21世纪后能源危机笼罩全世界，螺杆压缩机的转子型线研发在可靠性基础上把节能作为重要目标。SKK型线就是在此大环境下产生的优秀的节能型线之一。SKK型线采用曲面对曲面的内密封，在同样的间隙下，阴阳转子之间的密封效果远远优于采用线密封的传统型线。

 

　　二、机头制造

 

　　阴阳转子之间和转子与气缸及缸盖之间的间隙对螺杆压缩机能耗有重大影响。提高转子加工精度和表面光洁度是减小机头各元件之间间隙的有效手段。SKK型线以磨削为实现手段。所以必须采用曲面磨床加工。英国精密机械有限公司生产的带有实时检测和砂轮自动补偿的曲面磨床把转子加工精度提高到了前所未有的水平。

 

　　英国精密机械有限公司为SKK型线加工提供的磨床是2006年后最新一代机床，加工能力提高到370mm直径，加工精度达到2微米，光洁度达10级。在此之前这样大的螺杆空压机转子只能采用铣床加工，最高加工精度为40微米，光洁度达6级。

 

　　三、螺杆机配置

 

　　阳转子转速是衡量螺杆压缩机节能、寿命与可靠性的最主要参数。皮带传动损失功率的5%，齿轮变速损失功率的3%，螺杆压缩机节能的前提必须是阳转子转速等于电机主轴转速，在50Hz电制下就是阳转子转速等于1485转/分钟或等于2985转/分钟。

 

　　螺杆压缩机的寿命与阳转子转速严格成反比。

 

　　四、使用

 

　　螺杆压缩机空转时消耗电机额定功率的30%～40%，螺杆压缩机部分工况时效率下降5%左右。所有螺杆压缩机都是针对某一特定工况设计的，在符合设计条件下运转时，螺杆压缩机最节能。

 

　　当螺杆压缩机的产气量持续等于管网耗气量时，螺杆压缩机处于最节能状态。

　　 

　　变频压缩机节能分析

 

　　1、变频器自身消耗3%的功率，电动机偏离额定功率和额定转速时效率有明显下降，螺杆压缩机转速偏离额定转速时最佳油气混合比例被破坏，效率也有明显下降。所以使用变频螺杆压缩机，尽管使产气量持续等于管网耗气量，但是生产每一立方压缩空气所使用的功率有所增加。也就是说，在持续加载条件下，变频螺杆压缩机不节能。

 

　　2、大多数螺杆压缩机使用案例，管网耗气量不断变化，压缩机产气量不可能恒等于管网耗气量，当管网压力等于设定值时，螺杆压缩机进入空载状态，螺杆压缩机空转时消耗电机额定功率的30%～40%，所以螺杆压缩机空转时效率非常低。减少空转时间或避免螺杆压缩机进入空转状态有一定节能效果。

 

　　3、变频螺杆压缩机可以有效的减少空转时间或避免螺杆压缩机进入空转状态，所以在压缩机的额定产气量大于管网耗气量时变频螺杆压缩机有一定节能效果。

 

　　4、变频螺杆压缩机对于稳定管网压力非常有效，可以使管网压力稳定在±0.01MPa范围--这是其它流量控制方式难以达到的。

　　 

　　空压站配置

 

　　节能型空压站配置的原则是：

 

　　1、产气量持续等于管网耗气量；

 

　　2、单台压缩机或处于额定工况或处于停机状态。

 

　　根据统计分析结果将管网耗气量分配给多台压缩机，让一台较大压缩机提供恒定部分的用气；用几台较小压缩机根据用气量变化投入运行或停止运行，采用一台变频压缩机，进一步微调供气量。

 

　　螺杆压缩机的余热有很大利用价值，节能型空压站应充分考虑余热回收和利用。