螺桿壓縮機(jī)與活塞壓縮機(jī)選型要點(diǎn)分析

2019/11/18 11:15

壓縮空氣已經(jīng)在大多數(shù)公司的日常運(yùn)作中擔(dān)當(dāng)至關(guān)重要的角色。對(duì)壓縮機(jī)的需求是顯然的，但選擇哪種壓縮機(jī)呢？螺桿式還是活塞式，才能使其在設(shè)備中運(yùn)轉(zhuǎn)，這是一個(gè)很值得討論的問題。這首先就需要考慮這兩種壓縮機(jī)的相似與不同之處，才能選出合適的一種。

目前，固定式螺桿空氣壓縮機(jī)大約占據(jù)40％的市場份額，而活塞式空氣壓縮機(jī)占有21％的市場份額。

活塞壓縮機(jī)用于很多不同的設(shè)備中。但在標(biāo)稱壓力0.7～1.0MPa范圍的空氣系統(tǒng)中，活塞壓縮機(jī)的使用正迅速減少。當(dāng)然，由于活塞式壓縮機(jī)技術(shù)的進(jìn)步，對(duì)更高壓氣體設(shè)備以及能在苛刻環(huán)境中運(yùn)行的氣體壓縮設(shè)備的需求，使活塞壓縮機(jī)在很多設(shè)備中成為可行且明智的選擇。

螺桿壓縮機(jī)與活塞壓縮機(jī)選型要點(diǎn)分析

螺桿壓縮機(jī)幾乎占據(jù)了22kW以上，標(biāo)稱壓力在0.7～1.0MPa內(nèi)空氣系統(tǒng)的大部分市場份額。導(dǎo)致這種趨勢的是其性能與可靠性的提高，以及減少的維護(hù)與更低的初成本。

盡管如此，雙作用的活塞壓縮機(jī)仍然是效率高的壓縮機(jī)。螺桿的轉(zhuǎn)子形狀減小了螺桿壓縮機(jī)使用的高效率范圍，所以，更優(yōu)的轉(zhuǎn)子型線、改進(jìn)的加工以及創(chuàng)新設(shè)計(jì)是螺桿壓縮機(jī)的關(guān)鍵因素。

例如，一臺(tái)低速、直接驅(qū)動(dòng)的螺桿壓縮機(jī)可以提供排氣壓力為0.7MPa、0.13～0.14m3的氣量，這是雙作用活塞壓縮機(jī)的90～95%。對(duì)于大多數(shù)用戶，除非一些能耗特別可觀的場合，由于其較高的初投資（購買價(jià)格）而言，效率更高的雙作用活塞壓縮機(jī)往往因投資回收期長而不劃算。

一臺(tái)維護(hù)良好的螺桿式壓縮機(jī)可以提供10年甚至更久的運(yùn)行。同時(shí)，其帶故障診斷與處理能力的控制系統(tǒng)，能基于運(yùn)行溫度指出換油間隙，也提高了壓縮機(jī)的可靠性與壽命。

維護(hù)

對(duì)于維護(hù)費(fèi)用，螺桿式壓縮機(jī)較活塞壓縮機(jī)有優(yōu)勢。雙作用的活塞壓縮機(jī)比螺桿機(jī)的維修周期更短?；钊麎嚎s機(jī)上的氣閥、活塞環(huán)以及別的易損件都需要周期性維護(hù)。

螺桿壓縮機(jī)的維護(hù)主要為油、油過濾器以及油分。有時(shí)候，螺桿轉(zhuǎn)子空氣、檢側(cè)設(shè)備的替換需要相當(dāng)大的費(fèi)用，但是它們通常能工作10年甚至更長時(shí)間。

標(biāo)準(zhǔn)的螺桿壓縮機(jī)組件帶有基于微處理器或者電氣控制的控制器。這些控制器使螺桿轉(zhuǎn)子在100%時(shí)間內(nèi)維持負(fù)荷?？刂破鞯囊粋€(gè)主要功能是調(diào)節(jié)氣流，使機(jī)器能在滿負(fù)荷、部分負(fù)荷以及空載情況下高效率地運(yùn)行。

有些螺桿機(jī)的控制器帶有很多其它有用的控制功能，比如運(yùn)行監(jiān)視、停機(jī)警告以及保養(yǎng)維護(hù)提醒。

裝有良好運(yùn)行與維護(hù)雙作用活塞壓縮機(jī)的機(jī)組是對(duì)營運(yùn)有利的。這種設(shè)備可以協(xié)調(diào)分配，利用定期維修與保養(yǎng)而成為成功的壓縮空氣系統(tǒng)。

潤滑

根據(jù)潤滑情況的不同，活塞式壓縮機(jī)可分成兩種：潤滑式與無潤滑式。在潤滑式機(jī)組中，潤滑油被引入壓縮氣缸中，以減小氣缸與活塞環(huán)的摩擦。一般情況下，良好潤滑的活塞環(huán)可延續(xù)數(shù)年的壽命。先進(jìn)材料的應(yīng)用可使干式機(jī)組中的活塞環(huán)壽命延長至超過8000h。

潤滑式與無潤滑式活塞機(jī)之間的費(fèi)用是值得考慮的一個(gè)因素。有些情況下需要無油的壓縮空氣或者氣體。無潤滑機(jī)組的初投資要高出10～15%，而能耗與效率方面兩者相差不大。大的差別在于兩種方式機(jī)組所需的維護(hù)費(fèi)用，無潤滑機(jī)組的維護(hù)費(fèi)用是潤滑式機(jī)組的四倍甚至更多。

活塞式壓縮機(jī)的不平衡受力與較大重量是安裝費(fèi)用中的主要影響因素。通常，活塞機(jī)組需要笨重的基底以及厚實(shí)的地基。當(dāng)然壓縮機(jī)制造商會(huì)提供建造基底所需的相關(guān)數(shù)據(jù)。

盡管活塞式壓縮機(jī)的初投資與安裝費(fèi)用比螺桿機(jī)要多，但良好維護(hù)下的活塞機(jī)壽命可比螺桿機(jī)要長2～5倍。

數(shù)十年來，活塞式壓縮機(jī)已經(jīng)成為一種可靠的重負(fù)荷機(jī)器。隨著技術(shù)的進(jìn)步，在提供高品質(zhì)空氣的同時(shí)，活塞壓縮機(jī)的維護(hù)費(fèi)用大大減少了。在標(biāo)稱壓力0.7～1.0MPa以外的機(jī)組中，無論是壓縮空氣或者其它氣體，活塞壓縮機(jī)仍然是好選擇。

22kW以下

小型風(fēng)冷活塞式壓縮機(jī)可追溯至19世紀(jì)初期。它們被廣泛應(yīng)用于各種設(shè)備中，壓力可達(dá)1.2MPa。各種大小風(fēng)冷機(jī)組都可適應(yīng)荒野環(huán)境。

普遍的小型活塞壓縮機(jī)是單作用的。其排氣溫度可達(dá)240℃，而且大多數(shù)機(jī)組運(yùn)行噪音超過80dBA。

對(duì)于低功率機(jī)組，由于初投資費(fèi)用要比螺桿機(jī)少40～60%，活塞機(jī)有更高的使用價(jià)值。這里還需要考慮到其它輔助設(shè)備，比如二次冷卻器、啟動(dòng)器以及停機(jī)開關(guān)，這些費(fèi)用都是要計(jì)入總價(jià)格的。

小型活塞壓縮機(jī)可在較長壽命時(shí)間內(nèi)為很多設(shè)備提供合理的高質(zhì)量壓縮空氣。設(shè)計(jì)簡單、運(yùn)行范圍較寬以及可靠性高是它們重要的實(shí)力。

盡管螺桿壓縮機(jī)的初投資較活塞壓縮機(jī)貴，但是它們在7.4～22kW功率范圍內(nèi)正變得越來越流行。其中一個(gè)原因是螺桿機(jī)組通常封裝成模塊。大多數(shù)情況下，標(biāo)準(zhǔn)的螺桿機(jī)組模塊封裝有啟動(dòng)器、二次冷卻器以及帶有容量監(jiān)察能力的壓縮機(jī)控制器。

螺桿壓縮機(jī)亦可用于更小功率范圍，從3.7到22kW。在同樣功率條件下，相比活塞壓縮機(jī)的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是：它們的排氣溫度更低。螺桿壓縮機(jī)設(shè)計(jì)在100％負(fù)荷循環(huán)下工作，低潤滑油量并提供高品質(zhì)壓縮空氣。

安裝

小型活塞壓縮機(jī)需裝有儲(chǔ)氣罐。儲(chǔ)氣罐用于存儲(chǔ)壓縮空氣，且縮減壓縮機(jī)的負(fù)荷運(yùn)行時(shí)間。有些小型活塞壓縮機(jī)通常在大約66%的工作（負(fù)載）循環(huán)時(shí)間內(nèi)運(yùn)行。

帶有尺寸足夠大的儲(chǔ)氣罐的活塞機(jī)的壽命特別重要。不管儲(chǔ)氣罐尺寸或者壓縮機(jī)和儲(chǔ)氣罐的結(jié)構(gòu)形式，小型活塞壓縮機(jī)的安裝總是容易的。由于不平衡受力，任何活塞式壓縮機(jī)都應(yīng)該固定在地面上。

大多數(shù)螺桿機(jī)模塊被設(shè)計(jì)成獨(dú)立可移動(dòng)式，它們的安裝基礎(chǔ)甚至可以放置在儲(chǔ)氣罐頂部。螺桿壓縮機(jī)的排氣沒有脈動(dòng)。盡管如此，系統(tǒng)包含儲(chǔ)氣罐對(duì)于平穩(wěn)返回至壓縮機(jī)控制器的空氣信號(hào)和系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行還是很有利的。

小型螺桿壓縮機(jī)能給用戶提供整個(gè)箱體，可用于那些需要恒定氣量的壓縮空氣系統(tǒng)中。大多數(shù)封閉式螺桿機(jī)組的運(yùn)行噪音水平低于80dBA。封裝好的螺桿機(jī)可以很容易地安裝到地板上，且通常只有單點(diǎn)連接裝置用于接電與接氣。

選擇正確的安裝空間對(duì)于風(fēng)冷壓縮機(jī)的可靠性和較長的使用壽命是至關(guān)重要的。通過壓縮機(jī)機(jī)體的良好空氣流動(dòng)是機(jī)器良好運(yùn)行與較長壽命所必須的條件。

總的說來，螺桿壓縮機(jī)的壓縮空氣質(zhì)量較好。即使是油潤滑螺桿機(jī)組，高效的油氣分離器能將排到壓縮空氣系統(tǒng)中的含油率減少到5ppm。同時(shí)，螺桿機(jī)固有的較低排氣溫度可使壓縮空氣的品質(zhì)進(jìn)一步提高。大多數(shù)螺桿機(jī)組的排氣溫度只比環(huán)境溫度約高50℃左右。

無油、干式或無潤滑

當(dāng)用戶需要無油氣體或者空氣時(shí)，應(yīng)該選擇那種壓縮機(jī)呢？無油壓縮機(jī)的軸承與齒輪仍然有潤滑油，但是壓縮腔是無油的。

無油壓縮機(jī)通常都是螺桿機(jī)。由于缺少冷卻，這些無油機(jī)組能達(dá)到很高的排氣溫度。新的技術(shù)將水噴入壓縮腔以降低排氣溫度從而延長機(jī)器的壽命。螺桿式無油壓縮機(jī)可用于功率從14～180kW，壓縮空氣標(biāo)稱壓力小于或等于1.0MPa的設(shè)備中。

干式活塞壓縮機(jī)主要用于0.7～11kW的設(shè)備中。整個(gè)干式壓縮機(jī)中不使用任何潤滑油。

無潤滑活塞壓縮機(jī)是高壓與大功率壓縮機(jī)中的一種可行的選擇。