面對市場上各種不同功能的壓縮機,很多用戶無法對壓縮機的選擇有壹個確切的了解。有時因為不能完全了解不同壓縮機的功能和性能,無法選擇合理的類型,選擇可靠、高效、節能的壓縮機型號。
根據用戶的具體情況和實際工藝要求,選擇適合生產需要的空壓機。不宜盲目選擇優質高價的機型,多花不必要的費用,也不能為了省錢而盲目選擇故障頻發的劣質機型。畢竟空壓機是工業生產中重要的動力設備。
簡要介紹了幾種常用壓縮機型號的優缺點及其適用範圍,希望能為用戶在選擇壓縮機時提供參考。
根據壓縮機氣體模式的不同,壓縮機通常分為兩大類,即容積式壓縮機和動力式壓縮機(也稱轉速式壓縮機)。由於結構形式不同,容積式壓縮機和動力式壓縮機分類如下:
螺桿式壓縮機
螺桿式空氣壓縮機是壹種旋轉式容積式壓縮機,由兩個帶螺旋齒輪的轉子相互嚙合來壓縮和排出氣體。
螺桿式空氣壓縮機按數量分為單螺桿和雙螺桿;根據壓縮過程中是否有潤滑油,分為噴油式和無油螺桿式空氣壓縮機,無油壓縮機又分為幹式和註水式。
壹般來說,螺桿式空氣壓縮機結構簡單,易損件少,排氣溫度低,壓比大,尤其不怕氣體中的液體和粉塵壓縮。噴油螺桿式壓縮機的出現,使動力技術和制冷用螺桿式壓縮機(包括螺桿式空氣壓縮機和螺桿式制冷機)在國內外迅速發展。
操作原理
螺桿式空氣壓縮機利用陰陽螺桿轉子的嚙合,減少齒間容積,增加氣體壓力,從而不斷產生壓縮空氣。螺桿式空壓機也屬於容積式壓縮機,但由於螺桿式的工作原理,與活塞式空壓機相比,螺桿式空壓機供氣穩定,壹般不需要配備儲氣罐。工作過程如下圖所示。
主要優勢
1,可靠性高:螺桿式空氣壓縮機零部件少,易損件少,運行可靠,壽命長。
2.操作維護方便:操作人員無需長期專業培訓即可無人值守運行,操作相對簡單,可根據所需排氣量供氣。
3.動力平衡好:螺桿式空氣壓縮機沒有不平衡慣性力,機器可以高速穩定工作,可以無基礎運行。特別適用於移動式壓縮機,體積小,重量輕,占地面積小。
4.適應性強:螺桿式空氣壓縮機具有強制輸氣的特點,排量幾乎不受排氣壓力的影響,運行平穩,振動小,排氣穩定,能在較大範圍內保持高效率。
5.多相混輸:其實螺桿式空氣壓縮機的轉子齒面之間是有間隙的,所以能抵抗液體的沖擊,能在壓力下輸送含液體的氣體、含粉塵的氣體和易聚合的氣體。
6、單位排量體積小,節省占地面積。
雖然螺桿式壓縮機具有上述優點,但必須制定詳細的維護計劃,以保持螺桿式壓縮機組正常、安全、可靠地工作,並具有較長的使用壽命。最好進行個人操作、定期維護和定期檢查保養,以保持壓縮機清潔、無油汙和汙垢。只有全面掌握維修常識,熟悉故障的解決方法,才能保證壓縮機的順利運行。
應用範圍
螺桿式壓縮機具有可靠性高、維護方便、適應性強的獨特優勢。隨著對其研究的深入和設計技術的不斷提高,螺桿式壓縮機的性能將會進壹步提高,應用領域將會越來越廣泛。除了傳統應用,螺桿式壓縮機在燃料、電池等新領域的應用將迅速擴大。同時,由於螺桿式壓縮機工作可靠性的不斷提高,在中等制冷量範圍內已逐漸取代往復式壓縮機,並占領了離心式壓縮機的部分市場。
發展趨勢
在石油化工領域,目前國內離心式壓縮機還不能滿足國內高技術和特殊產品的需求。此外,在技術水平、質量和完備性上與國外還有差距。隨著我國石化生產規模的不斷擴大,離心式壓縮機在大規模生產中將面臨新的問題,而我國在設計制造這些大型氣體壓縮機方面還沒有成熟的經驗。由於單螺桿壓縮機的挑戰,雙螺桿空壓機市場的壹部分將被單螺桿壓縮機擠壓。而國內雙螺桿過程壓縮機壹直依賴進口,因此雙螺桿過程壓縮機將是壹個發展方向。
活塞式壓縮機
活塞式壓縮機是最常見的容積式壓縮機。它通過曲柄連桿機構將驅動機的旋轉運動轉變為活塞的往復運動。活塞和氣缸壹起形成壓縮機的工作室。依靠活塞在氣缸中的往復運動和進氣門、排氣門的自動開閉,氣體周期性地進入氣缸的工作腔進行壓縮和排出。
活塞式壓縮機主要由三部分組成;運動機構(曲軸、軸承、連桿、十字頭、滑輪或聯軸器等。)、工作機構(氣缸、活塞、氣閥等。)和機身。此外,還有三個輔助系統:潤滑系統、冷卻系統和調節系統。
運動機構是曲柄連桿機構,將曲軸的旋轉運動轉變為十字頭的往復運動。機身用於支撐和安裝整個運動機構和工作機構。工作機構是實現壓縮機工作原理的主要部件。
操作原理
在氣動傳動中,通常使用容積式活塞空氣壓縮機。活塞式空氣壓縮機利用曲軸帶動活塞往復運動,使缸腔內的氣體被壓縮,不斷產生壓縮空氣。活塞式空氣壓縮機是壹種容積式壓縮機。由於這類壓縮機的工作原理和特點,為了提供穩定的氣源,活塞式空氣壓縮機壹般都配有儲氣罐。
主要優勢
1,壓力範圍廣。因為它的工作原理是體積變化,所以不管它的流量大小,都能達到很高的工作壓力。目前已經制造出低、中、高、超高壓的各種壓縮機,其中工業超高壓壓縮機的工作壓力可達350MPa(3500kgf/cm2)。
2.設備價格低,初期投資少,操作方便,使用壽命長。
3.因為壓縮過程是壹個封閉的過程,所以熱效率高。
4、適應性強,排氣量範圍大,受排氣壓力變化影響小。當介質變化較大時,其容積排量和排氣壓力變化不大。
主要缺點
1,慣性力大,轉速不能太高,所以機器重,尤其是排量大的時候。
2.結構復雜,易損件多,維護工作量大,維護成本相對較高。
3、排氣不連續,氣壓波動,容易產生氣柱振動。
4.運行時振動和噪音大,對設備安裝要求高。
由於活塞機只能間歇性的進排氣,氣缸容積小,活塞的往復速度又不能太快,所以活塞機的排氣量和功率受到很大的限制。
應用領域
活塞式壓縮機屬於往復式壓縮機,其壓力等級屬於中壓、高壓、超高壓,適用於高壓場合。流量範圍為中小,主要適用於中小排量和高壓場合。
發展趨勢
活塞式壓縮機是傳統領域應用最廣泛的壓縮機,但隨著其他旋轉式壓縮機等產品的興起,其在制冷等諸多領域的市場逐漸萎縮。
國內石化領域的乙烯重點建設項目和近年來煤炭領域的大力整治,將帶動活塞式壓縮機技術及其產業的發展。活塞式壓縮機主要向大容量、高壓力、低噪聲、高效率、高可靠性方向發展。不斷開發在變工況下運行的新型風閥,提高風閥的使用壽命;在產品設計中,利用熱力學和動力學理論,通過綜合模擬預測壓縮機在實際工況下的性能。加強壓縮機的機電壹體化,采用計算自動控制,實現優化節能運行和在線運行。
為了發揚優點,克服缺點,結構參數趨向於高轉速、短行程,使結構緊湊。同時延長氣閥、密封件等易損件的壽命,提高運轉率。隨著優化設計理論和計算機技術的發展,為合理選擇設計參數、提高效率開辟了新的前景。
如何選擇類型
1),類型選擇是“根據需要”
結合客戶的需求,尋找最佳的運營經濟性,未來擴大規模,需要大量的決策。決策是基於壓縮空氣的使用或過程,重點是計算空氣的需求量、儲備量和未來擴展的余地,壓力是決定性因素,對能耗影響很大。在不同的壓力範圍內使用不同的壓縮機有時可能是經濟的。
2)、工作壓力的計算
壓縮空氣的設備決定了必要的工作壓力,工作壓力取決於壓縮機、設備和管道,最高工作壓力決定了必要的設備壓力,減壓閥用於滿足用氣場所的設備需求。在極端情況下,配備單獨的空氣壓縮機是不經濟的。
工作壓力:最終用戶+最終過濾+管道系統+塵粒過濾+幹燥器+壓縮機調節範圍。
壓力越高,耗電量越大,必須考慮管道尺寸和長度引起的壓降。列出各種型號的工作壓力。如果操作壓力相差太大,壹定要購買不同壓力的空壓機,切不可降低壓力增加費用。
3)空氣消耗量的計算
壓縮空氣是壹種將電能轉化為空氣勢能,並隨著壓縮空氣的膨脹做功的清潔動力,但也消耗大量電能。壹般來說,將1m3空氣壓縮到0.7MPa需要7kW左右,據統計,空壓站用電量約占整個企業總用電量的20%。這意味著節約壓縮空氣,合理使用壓縮空氣,會給妳帶來新的利潤空間!
空氣需求:所有工具+機械設備+相關工序的空氣消耗量+泄漏量+磨損量+未來氣+使用系數(采用標準值的20%)。
4)確定壓縮機的數量和規格
根據所需的靈活性+控制系統+能效
(1),選大機還是選幾臺小機?
生產中的停工成本、電力的利用率、負荷(負載)的變化、壓縮空氣系統的成本、可利用的占地面積。因為成本的原因,壹個設備內的所有空氣都只需要壹臺壓縮機來供應,所以這個系統可以在使用時準備壹個移動壓縮機的快速接口來連接,壹臺舊的空壓機可以作為廉價的備用電源來提供備用氣源。
(2)穩定性(永遠是壹個非常重要的問題);
(3)能源消耗支出
(1)管道泄漏;②用氣需求時時刻刻都在波動(這是最容易被忽視的,也是最嚴重的)。
③單機輸出效率(選擇輸出效率模型的最佳範圍)
(4)備件的通用化
多個110KW機型的優化組合,可能是40-160m3/min用氣量範圍的最佳選擇。
(5)、運營分析
應該在壹周內觀察到超過90%的測量能量被恢復。在壹定的時間內,當工作壓力經常下降時,可以參考生產的變化來修改控制系統,而提高空壓機使用的另壹個因素是檢查是否有漏氣現象。
為了省電要註意能耗比:實際排量/實際電機功耗,數值越大,功耗越多。
2.冷凍幹燥機的選擇
為了去除空氣中的水分,貴公司使用了吸附式幹燥機,可見燃氣設備和工具對空氣質量的要求很高。
壹般情況下,冷凍幹燥機的選擇只需要根據空壓機的流量選擇壹臺吞吐量等於或略大於空壓機的幹燥機即可。
對於對凍幹機空氣中水分要求較高,不需要使用吸附式幹燥機的企業,凍幹機可配置壹級或兩級幹燥機並聯使用。
3.吸附幹燥器的選擇
1)、非熱再生(PSA)
使用壹段時間後,幹燥劑趨於飽和,必須進行幹燥和再生。最簡單也是最常見的方法是從另壹個罐的出口抽出壹些幹燥的空氣,經過減壓膨脹後再把濕幹燥劑吹幹。對於沒有熱再生的幹燥器,需要大約14%的額定空氣流量才能完全再生。
適合小氣流再生工藝使用壓縮空氣,其用氣量在7bar工作壓力下需要15-20%壓縮空氣,壓力露點為-40?丙.幹燥器的壓力露點越低,氣體消耗量越大。
2)、加熱再生(TSA)
此外,如果在幹燥罐中增加壹些加熱裝置,如加熱棒,再生時將幹燥劑的溫度提高到200℃,可以少用再生空氣,節省大量能耗。只需4%的再生空氣即可達到完全再生的目的,節省壓縮空氣約10%。壹般來說,加熱再生通常用於較大的機組或壓縮空氣流量有限的地方。雖然其初期投入較高,但在長期使用下可以節省更多的成本。
加熱再生通常用於較大的機組或在壓縮空氣流量較大的情況下。
1)微熱再生
微熱再生吸附式幹燥機是壹種具有中國特色的壓縮空氣吸附式幹燥機。設計的初衷是調和無熱幹燥器和加熱幹燥器的特點,生產壹種比無熱幹燥器消耗更少再生氣、比加熱幹燥器消耗更少加熱功率的幹燥器。
在結構上,微加熱型利用自身的幹燥空氣進行脫附,利用外部熱源將脫附氣體加熱成微加熱。據說這樣做的目的是為了節省再生氣的消耗。然而,理論研究表明,實際情況並不那麽理想;少量加熱到壹定溫度的再生氣進入再生塔後,溫度立即被大量吸附劑吸收。換句話說,要使再生排氣溫度達到要求值,塔內吸附劑必須先達到這個溫度,這將消耗大量的再生氣體。
微熱再生利用其自身的幹燥空氣在減壓後解吸吸附劑。由於含水量低,即使不加熱也有脫附吸附劑的能力,就像非熱再生壹樣。通過加熱,氣體出來時可以攜帶更多的水蒸氣,從而節省再生氣。再生廢氣溫度越高,再生氣體消耗越少——這就是微加熱的設計思想。
微熱型和熱型壹樣,不僅有脫附溫度的問題,還有脫附過程所需熱量的問題。因為加熱輔助氣體時,金屬筒和吸附劑壹起被加熱,這些輔助加熱所需的熱量大大超過脫附氣體本身所需的熱量。如果解吸階段所需的熱量是由外部電加熱設備的功率經過計算確定的,那麽進入再生塔的熱量應該以解吸氣體為載體。也就是說,來自幹燥器本身的壓縮空氣不僅用於脫附吸附劑,還承擔了加熱吸附劑和金屬塔的額外任務。結果,氣體消耗大大增加。以上步驟只是整個再生過程的第壹步,吸附劑吹掃和冷卻階段會消耗大致相同的氣體量。因此,壹般來說,微加熱法在達到與不加熱法相同效果的情況下,並不壹定能節約再生氣用量。基於變壓吸附原理的吸附劑微熱脫附。但由於再生氣是加熱的,吸附劑生長後期必須吹冷,所以是長時間幹燥器(半工作周期長達1~4小時)。其吸附劑體積小於無熱吸附劑。因此,單位質量吸附劑吸收的水分比無熱吸附劑多得多,會對露點指標產生負面影響。
此外,熱式的缺點還體現在微熱式上。微熱型在再生能耗方面是否小於熱型,不能壹概而論。如果處理不當,完全有可能綜合能耗更大。與無熱型相比,微熱型要達到同樣的治療效果,綜合能耗更大是毋庸置疑的。
所以除非空壓機嚴重不足,工廠電力供應極其豐富,否則沒有突出的理由選擇微熱型。
結論:無論選擇以上三種中的哪壹種,都需要壓縮空氣,在選擇空壓機時都要考慮幹燥機所需的再生空氣。
4.管道過濾器的選擇
管道過濾器的選擇壹般只需根據空壓機的流量選擇處理能力等於或略大於空壓機的過濾器即可。
管道過濾器精度不同,精度的選擇取決於企業對空氣質量的要求。目前市場上廣泛使用的空氣壓縮機主要分為螺桿式空氣壓縮機和活塞式空氣壓縮機。因為活塞式空壓機壓縮空氣的含油量為25-150PPM,所以需要三級過濾。對於螺桿式空氣壓縮機,壓縮空氣的含油量通常為2-3PPM,因此過濾器的選擇壹般可以通過兩級過濾來滿足客戶對空氣質量的要求。當然,在特殊情況下,我們也可以通過添加活性炭濾網來處理。
5.儲氣罐的選擇
通常,簡單的方法是15-空壓機風量的30%(m3/min)。如果妳想計算它,下面的公式是可用的。
V =空氣桶體積;Q =空壓機放空量(m3/min);8 =常數(通常在7巴下使用);
△P =壓差(巴,通常至少設置在0.6-1巴)
另外,在選擇上,也要根據客戶的需求來確定工作壓力,既滿足了客戶的需求,又節約了投資成本。