空压机、空气压缩机基础知识

日期:2021-04-28 03:56

  现在常用的空气压缩机有活塞式空气压缩机,螺杆式空气压缩机,(螺杆空气压缩机又分为双螺杆空气压缩机和单螺杆空气压缩机),离心式压缩机以及滑片式空气压缩机,涡旋式空气压缩机。下面是各种压缩机的定义。凸轮式,膜片式和扩散泵等压缩机没有列入其中,是因为它们用途特殊而尺寸相对较小。

  往复式压缩机--是容积式压缩机,其压缩元件是一个活塞,在气缸内作往复运动。

  滑片式压缩机--是回转式变容压缩机,其轴向滑片在同圆柱缸体偏心的转子上作径向滑动。截留于滑片之间的空气被压缩后排出。

  液体-活塞式压缩机--是回转容积式压缩机,在其中水或其它液体当作活塞来压缩气体,然后将气体排出。

  罗茨双转子式压缩机--属回转容积式压缩机,在其中两个罗茨转子互相啮合从而将气体截住,并将其从进气口送到排气口。没有内部压缩。

  螺杆压缩机--是回转容积式压缩机,在其中两个带有螺旋型齿轮的转子相互啮合,从而将气体压缩并排出。

  速度型压缩机--是回转式连续气流压缩机,在其中高速旋转的叶片使通过它的气体加速,从而将速度能转化为压力。这种转化部分发生在旋转叶片上,部分发生在固定的扩压器或回流器挡板上。

  离心式压缩机--属速度型压缩机,在其中有一个或多个旋转叶轮(叶片通常在侧面)使气体加速。主气流是径向的。

  轴流式压缩机--属速度型压缩机,在其中气体由装有叶片的转子加速。主气流是轴向的。

  混合流式压缩机--也属速度型压缩机,其转子的形状结合了离心式和轴流式两者的一些特点。

  由电动机直接驱动压缩机,使曲轴产生旋转运动,带动连杆使活塞产生往复运动,引起气缸容积变化。由于气缸内压力的变化,通过进气阀使空气经过空气滤清器(消声器)进入气缸,在压缩行程中,由于气缸容积的缩小,压缩空气经过排气阀的作用,经排气管,单向阀(止回阀)进入储气罐,当排气压力达到额定压力0.7MPa时由压力开关控制而自动停机。当储气罐压力降至0.5--0.6MPa时压力开关自动联接启动。

  气源的工作压力应比气动系统中的最高工作压力高20%左右,因为要考虑供气管道的沿程损失和局部损失。如果系统中某些地方的工作压力要求较低,可以采用减压阀来供气。空气压缩机的额定排气压力分为低压(0.7~1.0MPa)、中压(1.0~10MPa)、 高压(10~100MPa)和超高压(100MPa以上),可根据实际需求来选择。常见使用压力一般为0.7-1.25。

  首先按空压机的特性要求,选择空压机的类型。再根据气动系统所需要的工作压力和流量两个参数,确定空压机的输出压力pc和吸入流量qc,最终选取空压机的型号。

  3、尖端与离峰的需求风量。若最高与最低使用压力差达3bar时,就必须考虑“高低压分流”,然后根据尖、离峰的负担变化来选择不同机型的空压机,如“基载”使用离心式(单机>75CMM)或螺 旋式(单机<60CMM):“变动负载”使用高压空气机与大型储气桶来因应。

  4、依据不同的用气质量选用与配置不同形式与等级的干燥机与精密过滤器,过好的质量浪费能源,不足的质量影响制程,必须慎重考虑。

  5、空压机的控制技术日新月异,“多机连锁”、“变频变速”及“远程监控”等技术,能有效抑制离心式的BOV及螺旋式的空车浪费(节约电费25-40%),减少备机容量与投资(15-30%),稳定

  6、运转效率不能只比较型录上的标称马力与风量,重点是实际的“性能曲线”与“每马风量”。

  7、安装考虑机房空间的大小,通风条件、噪音隔绝、废热、废水回收等都引响能源的使用。此外,“集中式”比“分布式”有较低的安装、保养与控制成本,也可以减少外围设备。

  8、至于,冷却方法有气冷与水冷两种,气冷是不必额外投资冷却塔雨水,但必须有良好的通风:水冷是运转温度不受环境的影响,有利空压机的寿命,唯有结冰爆裂与阻塞的缺点。

  9、电源规划电压需求与电压降的稳定必须要求,离心机通常为高电压,完全不能移动,启动时对电网会造成冲击,应该保持经常性运转。

  k:修正系数。主要考虑气动元件、管接头等处的漏损、气动系统耗气量的估算误差、多台气动设备不同时使用的利用率以及增添新的气动设备的可能性等因素。一般k=1.5~2.0.

  A.按上表维修及更换各部件时必须确定:空压机系统内的压力都已释放,与其它压力源已隔开,主电路上的开关已经断开,且已做好不准合闸的安全标识。

  B.压缩机冷却润滑油的更换时间取决于使用环境、湿度、尘埃和空气中是否有酸碱性气体。新购置的空压机首次运行500小时须更换新油,以后按正常换油周期每4000小时更换一次,年运行不足4000小时的机器应每年更换一次。

  C.油过滤器在第一次开机运行300-500小时必须更换,第二次在使用2000小时更换,以后则按正常时间每2000小时更换。

  D.维修及更换空气过滤器或进气阀时切记防止任何杂物落入压缩机主机腔内。操作时将主机入口封闭,操作完毕后,要用手按主机转动方向旋转数圈,确定无任何阻碍,才能开机。

  E.在机器每运行2000小时左右须检查皮带的松紧度,如果皮带偏松,须调整,直至皮带张紧为止;为了保护皮带,在整个过程中需防止皮带因受油污染而报废。

  清洁冷却器空压机每运行2000h左右,为清除散热表面灰尘,需将风扇支架上的冷却器吹扫孔盖打开,用吹尘气枪对冷却器进行吹扫,直至散热表面灰尘吹扫干净。尚若散热表面污垢严重,难以吹扫干净,可将冷却器卸下,倒出冷却器内的油并将四个进出口封闭以防止污物进入,然后用压缩空气吹除两面的灰尘或用水冲洗,最后吹干表面的水渍。装回原位。切记!勿用铁刷等硬物刮除污物,以免损坏散热器表面。

  空气中的水分可能会在在油气分离罐中凝结,特别是在潮湿天气,当排气温度低于空气的压力露点或停机冷却时,会有更多的冷凝水析出。油中含有过多的水份将会造成润滑油的乳化,影响机器的安全运行,如:

  应在机器停机、油气分离罐内无压力、充分冷却、冷凝水得到充分沉淀后进行,如早上开机前。

  安全阀在整机出厂前已调定,供应商不提倡用户私自调整安全阀。如确需调整,则应在当地劳动安全部门或供应商维修人员指导下进行,以免造成不良后果。

  a.检查机内是否有锈蚀、松动之处,如有锈蚀则去锈上油或涂漆,松动处上紧;

  在运行状态下,压缩机的油位应保持在最低与最高油位之间,油多会影响分离效果,油少会影响机器润滑及冷却性能,在换油周期内,如果油面低于最低油位,应及时补充润滑油,方法是:

  气体分子,溶液物分子或者液体分子,粘附在固体表面上,彼此进行接触的物理过程。

  在气体介质中,悬浮的固体粒子,液体粒子,也就是固体和液体的粒子下沉速是微乎其微的。

  注:在物理上,能形成悬浮粒子的颗粒尺寸上限值是任意的,允许有一颗粒子下沉的最大速度,其定义是:密度为 103kg/m 3 ,直径为 100um 的球状颗粒,在温度为 20 ℃ ,压力为 101.3Mpa, 重力加速度为 9.81m/s 2 情况下,受自重的作用,在静止的气体中的下沉速度为 0.25m/s 。

  借助于碰,敷上一层薄固体颗粒的粘连作用,或者通过碰撞,在表面上捕捉固体颗粒的作用。

  过滤器,尘埃分离器,微滴分离器中,残留在分离器内的颗粒量与进入分离器的颗粒量之比(一般用百分数表示)。

  把固体、液体与气体的量表示成另一物质之比,而这种物质正是由上述固体,液体或气体所形成的混合物悬浮液或溶液。

  19、 旋流器( cyclone ) 利用气体运动的离心力进行分离作用的尘埃分离器或微滴分离器。

  由于固体粒子或液体粒子分散在液体中的结果,也适用于“两相”系统,一相是“初分散介质”,另一相是“分散介质”。

  能以悬浮状态保存在气体中的小质量的液体颗粒,在紊流系中,例如云,它的直径能达到 200 μ m 。

  直径小于 75 μ m ,靠自重下沉 的小固体颗粒,它们也可悬浮一段时间。

  这是一个通用的术语,适用于不同尺寸的,起初能以悬状在气体中保持一段时间的固体颗粒。

  从气体流系统中把悬浮在其中的固体分离出来的全过程,(广义地说:该作用也体出灰尘分离器的结构和功能中)。

  注:如果广义地说,有时英语 : effluent (流出物)也可用来表示这个术语的意思。

  一个球形颗粒的直径,这个球形颗粒与所测量的颗粒有相同的几何,光学,电学或空气动力学特性,滤网当量直径是一个圆孔的直径,通过这个孔的通注量与通过方形孔滤网的一样,当量直径由所滤的颗粒尺寸大小,形状而决定。

  把悬浮在气体中的固体或液体颗粒分离出来的一种装置,这种装置一般由多孔网或纤维网组合装配而成(广义地说,这一术语也应作于油浴装置和一些电设备)。

  通过过滤器把悬浮在气体中的固体或液体颗粒分离出来(广义地说,这一作用体现在过滤装置的结构和功能中。

  悬浮状态的固体颗粒,一般它是由于冶金过程,金属物质蒸发后由气态凝而成的,经常伴有化学反应,比如氧化等。

  [ 在英国( UK ),颗粒尺寸大于 75um (见 23 灰尘) ]

  44 、颗粒大小分析( particle size analysis )

  45 、颗粒大小分析,颗粒测量分析( particle size analysis gramulometric analysis )

  46 、颗粒尺寸分布,颗粒测量分布( particle size distribution; panulome distrbution )

  用某种方法或仪器测出样品颗粒的当量直径,给出当量直径的规定范围内的颗粒比例并将所得的结果以数据表格或图表的形式表示出来。

  47 、穿透率( penetation ;transmission )

  因为空气是可压缩、清晰透明的,并且输送方便(不凝结)、无害性、安全、取之不尽。

  惰性气体是一种对环境不起化学作用的气体,标准压缩机能一样压缩惰性气体。干氮和二氧化碳均为惰性气体。

  在容积式压缩机中,每经过一次工作腔压缩后,气体便进入冷却器中进行一次冷却,这成为一“级”。

  而在动力式压缩机中,往往经过两次或两次以上叶轮压缩后,才进入冷却器进行冷却,把每进行一次冷却的数个压缩“级”合称为一个“段”。

  在日本把容积式压缩机的“级”称为“段”,中国个别地区、个别文献受此影响,也把“级”称为“段”。

  1m面积上作用1N的力为1Pa,即1Pa=1N/m,Pa为压力基本单位,当压力数值大时可用kPa(1kPa=103Pa)与MPa(1MPa=106Pa)。

  ①用压力表测得的压力为表压力,它是容器内的压力与当地的大气压之差,是以大气压力为零点测得的压力,用P(G)表示。

  ②以绝对真空为零点的压力我们称为绝对压力,是容器内的压力与当地大气压之和,用P(A)表示。

  压缩机首级汽缸工作腔进气法兰和末级汽缸工作腔排气法兰接管处测得的气体压力称为压缩机的吸、排气压力。

   在某些场合,压缩机的排气压力也称“背压” 螺杆空压机吸、排气压力指的是整个空压机的吸、排气压力,一般说空压机的工作压力指的是排气压力。

  ⅲ多边曲线压缩(实际使用的压缩方法):它是把产生的一部分热放散、与外部有热交换的、与等温压缩及绝热压缩不同的压缩方法。

  对于螺杆空压机来说,内压缩比指的是螺杆主机吸、排气口的压力比(绝压),外压缩比指的是空压机吸、排气口的压力比(绝压)。

   一般说到空压机的压缩比指的是外压缩比,吸气压力就是指当地大气压,排气压力是指空压机的额定工作压力,比如优耐特斯空压机UD110-8,其排气压力为8bar,则压缩比为9。

  对于多级压缩机来说,压力比也称总压力比,是指末级排气管接管处测得的排气压力与首级进气接管处测得的吸气压力之比。相应各级名义吸、排气压力之比称为级的压力比。

  通俗的讲在所要求的排气压力下,空压机单位时间内排出的气体容积,折算到进气状态,也即第一级进气接管处的吸气压力与吸气温度和湿度时的容积值。也就是吸气的容积.

   按国家标准,空压机的实际排气量为标称流量的±5%时均为合格。

   如果转速没有变化,压力变化理论上不影响排气量,具体说,影响容积流量,不影响质量流量。因为我们一般所说的排气量是指进气流量,所以是没有变化的。

  ⅰ、单位体积的压缩空气中所含的油(包括油滴、悬浮粒子、油蒸气)的质量,换算到绝对压力0.1MPa、温度20℃和相对湿度65%大气条件下的值。单位:mg/m3(指绝对值)

   通常我们所说的PPM为重量比。(1kg的百万分之一为毫克)

  1PPMw=1.2mg/m3(PA=0.1MPa、t=20℃、φ=65%)

  一般喷油螺杆空压机的排气含油量为5PPM以下,优耐特斯压缩机可达到2PPM以下,但离心机和无油机排气气体是无油的,考虑到空气中本来含有的油颗粒,达到100%是绝不可能的。

  湿空气在等压力下冷却,使空气里原来所含未饱和水蒸汽变成饱和水蒸汽的温度,或者说,当空气的温度降低到某一温度时,空气里原来所含未饱和水蒸汽就达到了饱和状态(即水蒸汽开始液化,有液体凝结出来),此温度就是该气体的露点温度。

  压力露点,是指有一定压力的气体冷却到某一温度,其所含的未饱和水蒸气变成饱和水蒸气析出,此温度就是该气体的压力露点

  大气露点,是指在标准大气压下,气体冷却到使所含的未饱和水蒸气变成饱和水蒸气析出的温度

  温度是指衡量某一物质在某一时间能量水平的方法。(或更简单的说,某一事物有多少热或多少冷)。

  按海平面垂直向上衡量,海拔只不过是指海平面以上的高度。海拔在压缩机工程方面是个重要因素,因为海拔高度越高,空气变得越稀薄,绝对压力变得越低。

  既然高海拔上的空气比较稀薄,那么电动机的冷却效果就比较差,这使得标准电动机只能局限在一定的海拔高度内运行。

  压缩机运行所在的进、排气压力和进气温度状态参数称为压缩机的“工况”,压缩机铭牌上所标的参数工况称为“额定工况”,偏离“额定工况”运行则称为“变工况”

  是表示电气设备防尘,防异物,防水等密闭程度的值,用IPxx表示(xx为两个阿拉伯数字):

  在可能出现爆炸性气体、蒸汽、液体、可燃性粉尘等引起火灾或爆炸危险的场所时,必须对执行器提出防爆要求,根据不同应用区域选择防爆形式和类别。防爆等级可以通过防爆标志EX及防爆内容来表示。

  即改变频率,在空压机应用中,通过改变电源的频率以改变电机的转速,从而达到调节流量的目的。由于通过变频调节流量可以精确到0.1bar,大大减少了无用功从而达到了节能的目的,优耐特斯变频机即是通过此原理达到节能的目的。

  空压机的工作状态,一般是指空压机有完整的吸、排气过程为加载状态,反之为卸载状态

  132kw-8级电动机实际运行电流为220A~240A,4台空压机共用一个储气罐,实际所需压力为0.6~0.7Mpa,远传压力表指示为0.64Mpa 。 要如何改造?

  一、 四台空压机只改一台(132kw-8)辅加一个压力变送器,采样管网的实际压力反馈给变频器。变频器通过软件(PID功能),自动调整输出电压。(即降低实际功率)来满足实际用气量。经商定,为了不让变频器影响电动机温度,我们采用RB600-3P160G型(160kw变频器)

  二、 采用工/变频手动切换,假如变频器有问题时,可以改为工频运行。真正不影响工厂的实际生产,确保空压机的长期运行。

  三、 根据客户压力所需,可以将网管压力设定为0.6Mpa,因为是四台空压机同时作功,我们将其中的没改的三台所浪费的电能,通过变频改造的一台节约下来。

  四 、根据实际经验,改造进线A左右,大约节约功率为30/2=15kw。电度数=千瓦/小时(即15度/小时),24小时运行,一天节约电度数=15*24=360度。每度以0.5元计算=360*0.5=180元/天。每月=180*30=5400元

  3.空压机安装时,环境温度须低于40℃,因环境温度越高,则空压机之输出空气量愈少。

  活塞空压机举例说明:尽管对于生产企业来说,双螺杆空压机主机和关键控制部件生产的技术和资金门槛很高,生产很不容易。但对于用户来说,由上表的分析可知,在双螺杆空压机的适用范围里,与相应的活塞式空压机比较,双螺杆的唯一缺点是购置成本高,但是,这完全可以从双螺杆的低使用成本和高寿命中得到弥补,实际上,购置成本只占整个成本很小的比例。下面举例说明。如果有一个用户,要买一台20m/min,0.7MPa的空压机,计划使用十年,运行时间折合满载30000小时,我们给他们设计两种方案,见下表:

  ★ 这部分按工况的变化而变化,如果用气量稳定且与空压机排气量匹配的好,则这部分损失小,反之,损失大。

  ★★★ 活塞空压机的后处理装置负担要重些,可能会增加后处理装置的维护维修费用。

  ★★★★ 还有一个因素要考虑的,就是活塞空压机用过一段时间后,会因磨损而使排气量降低,如果选型的时候余量考虑不够,会造成气不够用,影响生产效率,有时须再增加一台小排气量的空压机以弥补,这也是额外的开支。而螺杆空压机的排气量永远不会下降。

  空压机是不少企业主要的机械动力设备之一,保持空压机安全操作是非常必要的。严格执行空压机操作规程,不仅有助于延长空压机的使用寿命,而且能确保空压机操作人员安全,下面我们来了解一下空压机操作规程。

  1、保持油池中润滑油在标尺范围内,空压机操作前应检查注油器内的油量不应低于刻度线、检查各运动部位是否灵活,各联接部位是否紧固,润滑系统是否正常,电机及电器控制设备是否安全可靠。

  二、空压机操作时应注意长期停用后首次起动前,必须盘车检查,注意有无撞击、卡住或响声异常等现象。

  三、机械必须在无载荷状态下起动,待空载运转情况正常后,再逐步使空气压缩机进入负荷运转。

  四、空压机操作时,正常运转后,应经常注意各种仪表读数,并随时予以调整。

  六、空压机操作2小时后,需将油水分离器、中间冷却器、后冷却器内的油水排放一次,储风桶内油水每班排放一次。

  九、如因电源终断停车时,应使电动机恢复启动位置,以防恢复供电,由于启动控制器无动作而造成事故。

  十二、空压机操作停车10日以上时,应向各摩擦面注以充分的润滑油。停车一个月以上作长期封存时,除放出各处油水,拆除所有进、排气阀并吹干净外,还应擦净气缸镜面、活塞顶面,曲轴表面以及所有非配合表面,并进行油封,油封后用盖盖好,以防潮气、灰尘浸入。

  十三、移动式空气压缩机在每次拖行前,应仔细检查走行装置是否完好、紧固。拖行速度一般不超过20公里/小时。

  十四、空压机操作时,所设贮风筒及安全阀、压力表等安全附件必须符合铁道部有关压缩空气贮气筒安全技术的要求。

  十五、空压机的空气滤清器须经常清洗,保持畅通,以减少不必要的动力损失。

  十六、空压机操作喷砂除锈等灰尘较大的工作时,应使机械与喷砂场地保持一定距离,并应采取相应的防尘措施。

  漏油故障分析在空压机的日常操作中,经常会出现空压机漏油现象,外表有润滑油溢出。

  1、空压机漏油,要注意观察油封部位,检查油封是否有龟裂、内唇口有无开裂或翻边。有上述情况之一的应更换;检查油封与主轴结合面有否划伤与缺陷,存在划伤与缺陷的应予更换。检查回油是否畅通,回油不畅使曲轴箱压力过高导致油封漏油或脱落,必须保证回油管最小管径,并且不扭曲、不折弯,回油顺畅。检查油封、箱体配合尺寸,不符合标准的予以更换。

  3、检查各结合部密封垫密封情况,修复或更换密封垫;检查进、回油接头螺栓及箱体螺纹并拧紧。

  在空压机的日常操作中,会因空压机的长时间超负荷运作而出现空压机过热故障。

  1、进气卸荷时检查松压阀组件,有卡滞的清洗排除或更换失效件。排气卸荷时检查卸荷阀有堵塞或卡滞的要清洗修复或更换失效件,有效排除空压机过热故障;

  3、活塞与缸套之间润滑不良、间隙过小或拉缸均可导致过热,遇该情况应检查、修复或更换失效件。

  在日常使用空压机的过程中,空压机经常会出现异响,例如:金属撞击声,均匀的敲击声,摩擦啸叫声的空压机异响故障。

  1、连杆瓦磨损严重,连杆螺栓松动,连杆衬套磨损严重,主轴磨损严重或损坏产生撞击声;

  1、空压机异响时,检查连杆瓦、连杆衬套、主轴瓦是否磨损、拉伤或烧损,连杆螺栓是否松动,检查空压机主油道是否畅通;建议更换磨损严重或拉伤的轴瓦、衬套、主轴瓦,拧紧连杆螺栓,用压缩空油孔对准空压机进油孔;气疏通主油道。重新装配时,应注意主轴轴承。

  2、空压机异响时,检查主、被动皮带轮槽型是否一致,不一致请更换,并调整皮带松紧度。

  3、检查润滑油进油压力、机油管路是否破损、堵塞,压力不足应立即调整、清理、更换失效管路;检查润滑油的油质及杂质含量,与使用标准比较,超标时应立即更换;检查空压机是否供油,若无供油应立即进行全面检查。

  5、齿轮传动的空压机还应检查齿轮有否松动或齿轮安装配合情况,螺母松动的拧紧螺母,配合有问题的应予更换。

  空压机所有制造商约有70%的压缩空气系统。这些系统权力的各种设备,包括机床,材料处理和分离设备,喷涂设备。联合国的能源审计建议进行了超过50%的空压机系统在中小型工业设施的低成本节能的机会。重要气体的排放量被释放时产生的电力。在某些地方,三分之一的二氧化碳,二氧化硫,铅和汞的能源有关的排放量四分之一是从产生电能。工业用电量超过34%本。减少压缩空气系统使用将有助于改善某些地方的空气质量电力。

  在过去的一个空压机的寿命,能源成本将5至10倍,压缩机的采购成本。节约能源可以快速恢复所需的额外资金购买节能型空压机。一个1.17额定马力空气搅拌器使用80磅每平方英寸45和经营每周40小时。相同大小的能源政策法案额定效率的危险场所,电动机约为350美元。在成本相同的条件下运作的电机少于每年100美元。包括安装,回报是一年。

  空压机是最昂贵的能源在制造工厂的用途。约八马力的电力用于生成一个压缩空气马力。计算压缩空气的成本可以帮助您证明对能源效率的提高。要查找的电力每年的费用用于驱动压缩空气系统,计算运行加载和卸载条件下系统的成本。对于每个,计算空压机特定最终用途的费用。这允许您确定是否压缩空气应在具体应用中使用,或者其他电动马达操作的设备会更有效率。