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喷油螺杆空气压缩机各项指标性能标准测试

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喷油螺杆空气压缩机各项指标性能标准测试

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    由于喷油螺杆空气压缩机(后文均为喷油螺杆机)的设计制造要求相对较低,自主生产或购买组件组装的国内外生产喷油空气压缩机的厂商为数不少,可惜良莠不齐,给广大用户的选择带来不便。以下是笔者对辨别喷油螺杆空气压缩机优劣所整理的需要观察并了解的几个方面,以供参考:
  性能参数测试标准
  1、性能参数
  国际通行测试标准为IS01217,Ed3,Annex C-1996,负责任的生产厂商会在样本的参数表下标明,但有部分厂商有意无意的省略该标准,随意加大参数的数值,或者用GB标准来代替,意图混淆视听。缺少测试标准的数据人工痕迹明显,毫无理论根据;而标明GB标准的参数值折算到IS01217标准仅为原值的90%左右,这在空分制氧制氮这个需要精确参数值的行业中得到充分验证,用户需要谨慎对比。
  2、噪声声压级
  噪声是综合反映设计、制造水平的重要参数,其标准应为Pneurop/Cagi PN8NT C2,测量点为距噪声源1米距测量。有部分厂商会采用1.5米的测量距或者干脆不标注参数标准,可想而知其数值上将会有多少水分,用户需要谨慎查证。
  工作效率及能耗
 空气压缩机是耗能大户,空气压缩机的工作效率及能耗并不取决于机组装机电机功率,而应当是比功率(实际釉功率/捧气量)这一唯一数据,即单位产气量所需耗费的电能,其值越小越好。举例说明:某型空气压缩机,电机装机功率250kkw,电机服务系数1.O,在lObar时排气量为37.8m3/min,其比功率=250*l.0/37. 8=6.61;另一生产商产品电机装机功率250kW,电机服务系数1.15,在lObar时捧气量为40m5/Ⅲin,其比功率=250×l. 15/40=7.19。可以看出,虽然后者从捧气量数值上来看是较大的,但因其电机的服务系数较高,其轴功率也偏高,反而使比功率偏高,单位产气量将比前者多耗能。如上所比较的两种,若空气压缩机以日运行24小时计算,比功率高的后者全年将比前者多耗费电能(7.19-6. 61) *40 *24*365=203,232kwh。每年二十万多度电能的额外支出,是非常可观的超支费用,用户需要谨慎对比参考。
  主机转子型线
  全球螺杆型线的三大主流型线为Atlas copco SAP与GHH和SIGMA,均为精密磨削加工,特点是稳定、可靠、技术成熟,这在我国目前高等院校教科书中作为典型来说明。三者是螺杆空气压缩机行业核心技术的掌握者,其他生产商的技术多来源于此。虽然有部分生产商目前也已具备转子加工设备,但多数是铣削加工而成,制造精度还有相当差距。
  转子布局
  提高螺杆空气压缩机排气量的方法是:1、螺杆长度加长;2、增大螺杆直径;3、提高转子转数。加长螺杆长度将降低转子刚性,提高转数是以大幅牺牲轴承使用寿命为代价的,均不可取。故大多数生产商均采取增大转子直径的方法来提高空气压缩机系列的捧气量,但是理论及实际显示螺杆线速度有一最佳范围:15-30m/s,在这个范围内效率最佳,损耗最小,而线速度等于转速和螺杆半径之积,这决定了螺杆直径也不宣过大,这也就是双螺杆空气压缩机单机气量适用中小气量(一般小于30m3);另外,双螺杆空气压缩机的轴向力对主机寿命影响也较大。捧气量超过30m3的合理做法是采用两对标准螺杆并联,这样可以确保较长的寿命及较高的工作效率(这正如大捧量汽车由多缸发动机组成,而每缸是标准捧量一样)。
  主机使用寿命
  由于螺杆本身互不接触(油膜隔离),主机寿命实际取决于轴承寿命。各种各样的所谓主机保用时间都没有实际意义,因为一般情况下,著名的螺杆空气压缩机生产厂商采用的都是SKF等著名轴承产品,其设计寿命100,000小时以上。如空气压缩机生产商未对轴承的生产商及设计寿命加以说明,用户倒是要认真推敲,
  连接传动方式
  1、目前螺杆空气压缩机主机轴与电机轴的连接传动方式主要有皮带连接、直接连接和联轴器连接三种方式:a皮带连接对主机冲击小,能减少冲击扭矩,保护主机,但效率低,大功率也不适合;b直接连接效率较高,但启动冲击力和磨损不容忽视,会影响主机寿命;c弹性联轴器连接则结合了二者的优点。
    2、空气压缩机主机与电机的连接方式有两类:a主机和电机外体刚性法兰止口连接,可以保证永久对中,用户维护的可操作性高;b主机与电机分别坐落在底扳上,永久对中性差,生产商装配方便,但用户的可维护性降低。
  传动齿轮
  空气压缩机传动齿轮及齿轮箱制造标准为AGM(美国齿轮制造商协会标准,同航空标准)。最高等级为AGV13.一般空气压缩机齿轮采用的标准都低于AGM11。
  电机分析
  作为原动机,电机是最主要的能量转换机构,而电机的性能主要由防护等级(IP表示,防水防尘能力,越高越好)温升限制及绝缘等级来表示。并主要有全封闭强制风冷式TEFC (IP54或IP44)和开启式ODP (IP23)两种.TEFC电机要比ODP电机寿命更长。纺织行业粉尘较大,电机的全封闭至关重要。同规格上开启式ODP (IP23)电机的采购成本要远小于全封闭强制风冷式TEFC(IP54或IP44)电机,这就是部分生产商采用并回避标明的主要原因,用户需要谨慎对比。
  油气分离器
  三级油气分离器(离心、重力、过滤)保证了压缩空气品质,捧气残油量一般为2~5ppm,若分离器内芯采用两层过滤可以达到1ppm。但如用户的系统终端残油量需要小于1ppm,例如0.1ppm,则双层过滤并不理想,因为双层过滤是以牺牲管路压力为代价的。无论2~5ppm还是lppm,其机组后都要添加精密过滤器,每一种过滤器芯都有压降,额外的压降意味着增加电能损耗。
  气量控制
  传统方式是节流式控制,主要有蝶阀、滑阀及其变形方式。由于这种方法在部分供气时,主机压缩比升高,而功率并不同比例下降,所以较耗能,并且气量变化时阀一直处于动作状态,伺服机构部件的增多将增加故障点。目前较多采用的是满载/空载的调节方式,这种方式在部分供气时采用同频率的关闭进气阀,使主机在满载/空载两种状态下工作,较节流法节能很多。
  空气压缩机系统布局
  空气压缩机内的系统布局,实际上可以反映出制造商的设计制造理念,同时也可以看出自主生产商和购件组装生产商的不同,大多数非自主生产的生产商是无法作到部件的良好布局,仅仅是部件的简单堆砌,各部件混装于同一个空间中。好的布局应当是:螺杆空气压缩机内部分冷室和热室,使电机、电脑部分、空气吸口处于冷室,以保证电机、电脑处于较好的工作环境,而空气吸口可尽量保持吸到新鲜的冷却空气,以保证高的效率(吸入温度每升高5℃,效率下降2%);主机和油分离器处于热室,使得润滑油中的水蒸汽不易冷凝成水,防止乳化,以保证良好的润滑性能,同时在冬季机组也可以较快的预热起来。主机中可以合理的冷热交换气流。
  内部管路联接系统
  主要有法兰连接及管螺纹连接两种。相对而言,采用法兰连接可以多次拆装无影响;而管螺纹连接多次拆装后易产生泄漏。
  润滑油的用量及使用周期
  润滑油的用量反映机组的换热效率的好坏;推荐使用周期取决于润滑油的添加成分、油的本质、机组冷却效果的高低等等。一般采用矿物油的换油周期推荐为不大f4000小时,合成油为8000小时。油作为传动、换热、降噪、污染物的承载体,其使用周期不宣选择过长(因为油本体寿命可能较长,但油品添加剂的寿命都有限);但过短的周期会为用户的维护制造麻烦。
  冷却方式
  1、风冷与水冷在机器运行参数上没有明显区别,均适合长期连续运转。
  2、传统观念有水冷冷却效果优于风冷的情况,这有两方面原因:
    (1)能够在犬排量空气压缩机上采用风冷方式的只有少数一些技术完备,工艺一流的国际大公司方能做到,故众多不具备这方面能力的生产厂家长期在客户认识中灌输水冷优于风冷的观念,形成思维惯性。
    (2)忽略用水冷方式对循环水质的长期要求。
    3、采用风冷方式优势:
    (1)无水冷却循环系统的设备前期投资、维护以及对循环系统及水质的长期依赖性。
    (2)不需要定期为空气压缩机的水冷却器进行清洗与维护,减少了因维护而停产的风险。
    (3)降低了前期投资及设备运行中的费用。
    4.采用风冷方式应注意的事项:风冷有对空气的依赖,前期工作是要制作导风罩,将空气压缩机的进捧风导出机房室外,可避免高温天因冷却空气在机房内循环而造成的超温停机。
  换热冷却系统
  1、空气压缩机的冷却换热系统是保证空气压缩机长期运行可靠性的重要分系统,其系统效能的高低反映在捧气温度的高低,以及冷却介质的单位时间用量。若达到同等排气温度,而冷却介质的用量少,则意味着换热效率高,用户在循环介质使用费用上的节约。
    2、换热器的材质也是用户需要考虑的,铜质冷却器的单位面积换热效率较高,但不耐酸洗(水冷冷却器长期使用有水垢的沉积,需要定期酸洗反冲除垢),易穿孔。现代比较优秀的换热器的材质是不锈钢。
  电脑控制及空压机联网和中央远程控制系统
  真正意义上的专业控制器(可编程控制器PLC)应当具备有CPU、显示器、完整输入/出设备,具备现场编程功能,同时由模拟信号输出转变为数字信号输出,使联机综合控制具备真正意义。
    有部分生产商的控制器,实际上是PC控制板,为模拟信号输出,不具备现场编程功能,并非PLC可编程控制器,其内部控制仍然用机械式压力控制器来控制。所谓联机控制也仅为模拟信号综合应用而已。表征之一就是大量的发光二极管。
  用户维护便利性
  用户维护上的便利性应当反映在:1、维护点是否集中在一处,维护者是否容易接近:2、各维护点上是否有方便用户自主维护的措施。
  分系统零件配置
  空气压缩机是复杂的诸多分系统的综合,其机组的好坏取决于各系统均能良好的运行,外在表征的特性主要由噪声及运行可靠性两项指标反映。而各分系统的零件配置将起决定作用。“木桶效应”——水桶能装多少水,并不取决于最长的木片,而是取决于最短的木片。空气压缩机是个复杂的综合系统,其性能的好坏并不取决于采用了某种著名生产商的部件,而是设备中所采用的性能最不稳定部件及设备各部件的总体布局。
  商务及售后服务
  1、产品的任何特殊质保条款都应当是由产品制造商自己出具方有效力,在这方面代理是不可能代表生产商的。实际上国际空气压缩机行业约定质保期为调试后12个月。
  2、特殊的质保条款都是暗含着大量对使用者的严格要求(有许多条款客观上是客户不容易做到的,例如:机组若出现故障,用户不可以触动任何部件),客户应当确认是否可以完全严格作到,否则毫无意义。因为用户未来约束生产商的依据仍然是契约,这和合同在法律上是同等效力的,并不代表多一份契约就多了一份约束。实际上用户在紧张的日常生产中是不可能去等待鉴定和维修的,用户不但需要得到设备的所有权,更应当得到自主使用权、自主维护权等等。用户在这方面需要谨慎,切不可掉进文字陷阱中。

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