【壓縮機(jī)網(wǎng)】噴氣織機(jī)由空壓機(jī)提供高品質(zhì)的壓縮空氣。空壓機(jī)的設(shè)備投資很大，因此應(yīng)對空壓機(jī)的設(shè)備選型方法予以高度重視。但由于目前針對常用空壓機(jī)運(yùn)行和特點(diǎn)的比較資料很少，導(dǎo)致多數(shù)企業(yè)僅以一次性投資作為確定設(shè)備型號的主要依據(jù)，致使空壓機(jī)運(yùn)行成本加大，企業(yè)能耗顯著增加，效益受到影響。為解決上述問題，本文詳細(xì)比較了目前紡織企業(yè)使用較多的有油和無油潤滑螺桿空壓機(jī)。針對這兩種空壓機(jī)的工作原理、空氣品質(zhì)及運(yùn)行費(fèi)用進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，為企業(yè)正確地選擇空壓機(jī)提供參考依據(jù)。

 

　　1、噴氣織機(jī)用壓縮空氣的品質(zhì)要求

 

　　為了保證噴射引緯的正常進(jìn)行，對于壓縮空氣中的水分和含油量及清潔度有嚴(yán)格的要求，影響噴氣織機(jī)用壓縮空氣質(zhì)量的因素如下[ 1 ] 。

 

　　1.1  水分

 

　　噴氣織機(jī)引緯用壓縮空氣的含濕量不能過高，否則水分會在壓縮空氣管路中析出，凝結(jié)成水珠，使管壁沾附灰塵，增加管路沿程壓力損失，并在噴嘴處產(chǎn)生水珠，影響噴射質(zhì)量，造成鋼筘、噴嘴織機(jī)部件銹蝕，因此應(yīng)將壓縮空氣的壓力露點(diǎn)設(shè)定在4℃以下。

 

　　1. 2  含油量

 

　　壓縮空氣中的油粒會污染織物，產(chǎn)生疵品，而且會沾附在噴嘴出口處，影響噴嘴噴射力和噴射氣流軌跡，降低引緯效果，使引緯惡化。油粒沾附在鋼筘上會使疵品增加，油粒在生產(chǎn)車間空氣中的彌散會污染環(huán)境，危及職工健康。因此應(yīng)濾去直徑大于0.01 μm的油粒，并保證z*大含油量不超過0.1 mg/m3。

 

　　1.3  粉塵及碳粉

 

　　由于空壓機(jī)的嚙合間隙很小，空氣中含有粉塵及碳粉會加快壓縮機(jī)的磨損， 降低螺桿壽命， 應(yīng)除去1μm以上的雜質(zhì)、粉塵和碳粉，空氣中的z*大含塵濃度應(yīng)不超過1 mg/m3。

 

　　在3個(gè)主要影響因素中，空氣的含油量對空壓機(jī)的機(jī)型選擇和運(yùn)行成本至關(guān)重要，本文主要對無油空壓機(jī)與有油空壓機(jī)的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行分析。

 

　　2、空壓機(jī)的加油潤滑方式

 

　　目前紡織行業(yè)使用的螺桿壓縮機(jī)壓縮元件的核心是螺桿轉(zhuǎn)子。螺桿轉(zhuǎn)子與殼組成壓縮腔，按壓縮腔是否噴入潤滑油而劃分為有油螺桿壓縮機(jī)和無油螺桿壓縮機(jī)。現(xiàn)將這兩種空壓機(jī)的原理分析如下。

 

　　2.1  有油螺桿空壓機(jī)

 

　　有油螺桿壓縮機(jī)采用陽轉(zhuǎn)子帶動陰轉(zhuǎn)子，兩轉(zhuǎn)子之間是接觸的，如同齒輪傳動，接觸面之間產(chǎn)生摩擦，有熱量產(chǎn)生致使轉(zhuǎn)子壽命僅10年左右，在壓縮空氣的過程中，需噴入大量的潤滑油，壓縮空氣與潤滑油混合后一道升壓，再離開壓縮腔，然后再通過油氣分離器。

 

　　有油機(jī)在壓縮腔內(nèi)使用了免換的24KT潤滑油，從而起到冷卻、密封、潤滑3種作用。使壓縮比增大(一級壓縮比可達(dá)20 ～30) ，壓縮效率提高，多采用單級壓縮。排出的空氣需經(jīng)過高效的油分離裝置分離，并經(jīng)精密油分離裝置方能達(dá)到使用要求。但潤滑油的溫度應(yīng)控制在80℃ ～ 200℃， 以防止產(chǎn)生凝結(jié)水， 影響24KT潤滑油的品質(zhì)，且24KT潤滑油消耗量大，再加上一、二級油分離器濾芯等易損件費(fèi)用高，運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用較高。但該機(jī)價(jià)格低廉[ 2 ] 。

 

　　2.2  無油螺桿空壓機(jī)

 

　　無油螺桿空壓機(jī)壓縮腔由一對不接觸的陰陽螺桿轉(zhuǎn)子組成，在壓縮的過程中，陽轉(zhuǎn)子和陰轉(zhuǎn)子的運(yùn)動是靠一對同步齒輪做非常精密的傳動，轉(zhuǎn)子既要保證對空氣進(jìn)行壓縮，又要保證優(yōu)良的氣密性，所以轉(zhuǎn)子的加工工藝要求極高，無油機(jī)采用無油潤滑螺桿嚙合實(shí)現(xiàn)壓力升高。該機(jī)壓縮腔內(nèi)無油，螺桿之間的密封和潤滑采用噴涂自潤滑材料和聚四氟乙烯膜進(jìn)行密封潤滑。為防止壓縮空氣沿軸向泄露，在軸上裝有氣封環(huán)和油封環(huán)，而且兩環(huán)中間設(shè)置和大氣相通的通道，確保軸承潤滑油不會滲漏到壓縮腔內(nèi)。轉(zhuǎn)子之間、轉(zhuǎn)子和殼體之間的間隙相當(dāng)小，壓縮過程中靠自身密封。該機(jī)的主要優(yōu)點(diǎn)是輸出的空氣可以做到全無油。但由于螺桿自身密封的特點(diǎn)，單級壓縮比受到一定限制，采用兩級壓縮[ 3 ] 。由于轉(zhuǎn)子是不接觸的，所以沒有摩擦，壽命極長，可達(dá)20年，壓縮腔內(nèi)不需噴油潤滑，因而從根本上保證了壓縮空氣無油，運(yùn)行費(fèi)用極低。排氣壓力一般小于0. 75MPa，壓縮時(shí)由于水汽等因素會使轉(zhuǎn)子磨損，涂層剝落逐漸積累，從而造成密封間隙增大，壓縮機(jī)效率下降，而且該種機(jī)型價(jià)格昂貴。

 

　　2.3  有油螺桿和無油螺桿空壓機(jī)工作流程

 

　　2.3.1  有油螺桿空壓機(jī)工作流程

 

　　干凈空氣進(jìn)→空氣與油混合→壓縮→空氣與油分離→含油空氣經(jīng)初步過濾→精密過濾→超精密過濾→含油量達(dá)標(biāo)的壓縮空氣

 

　　2.3.2  無油螺桿空壓機(jī)工作流程

 

　　干凈空氣進(jìn)→壓縮→潔凈壓縮空氣

 

　　2.3.3  有油螺桿空壓機(jī)的除油

 

　　有油螺桿壓縮機(jī)壓縮腔出來的是油和氣的混合物，壓縮空氣的質(zhì)量靠油分離器與油過濾器實(shí)現(xiàn)，無論采用何種方法都做不到無油。由于潤滑油的可揮發(fā)性，壓縮空氣中含潤滑油量隨壓縮空氣的溫度變化而劇烈變化(見表1) 。

 

　　若按全年平均冷卻溫度25℃，排氣溫度35℃，每年8000 h計(jì)算，則40m3 /min有油螺桿壓縮機(jī)帶油量為34.5 kg，這些油隨壓縮空氣排出空壓機(jī)被油分離器濾除，細(xì)小的部分流進(jìn)了產(chǎn)品或用氣設(shè)備中，既降低產(chǎn)品質(zhì)量，又腐蝕主設(shè)備，同時(shí)增加了企業(yè)的運(yùn)行成本。

 

　　以上分析是假定油分離器與油過濾器在正常較新的情況下做出的，事實(shí)上，有油螺桿壓縮機(jī)產(chǎn)生的壓縮空氣，其質(zhì)量與油分離器和油過濾器有直接的關(guān)系，隨著使用時(shí)間的延長，濾芯不僅需要經(jīng)常更換，更重要的是過濾效果會越來越差，一旦油過濾器達(dá)到飽和或被擊穿，則壓縮空氣會夾雜著大量的潤滑油進(jìn)入工藝流程，空氣質(zhì)量難以保證。

 

　　無油螺桿空壓機(jī)壓縮腔內(nèi)無潤滑油，故可保證在任何情況下壓縮空氣都不含油，可確保用氣設(shè)備的工作可靠性，并且大大簡化了除油的工作流程，從而降低了運(yùn)行成本，提高了企業(yè)的競爭力。

 

　　3、無油機(jī)與有油機(jī)的運(yùn)行費(fèi)用分析

 

　　3.1  過濾器件消耗和潤滑油消耗

 

　　與無油螺桿空壓機(jī)相比，有油螺桿空壓機(jī)要多消耗油氣分離器芯， 且每年至少更換一次， 油過濾器4000h更換，管路除油過濾器芯[ 4 ] 2000h更換，潤滑油消耗量按照空壓機(jī)出口含量理論值為3mg/m3 計(jì)算，每年流入客戶管道的油量為57.6 kg，另外每年需更換至少100L潤滑油，這樣40m3 /min的有油螺桿空壓機(jī)每年過濾器件多消耗4.52萬元。這些費(fèi)用尚不包括有油機(jī)的故障維修費(fèi)用。

 

　　3.2  電力消耗

 

　　因?yàn)橛推蛛x器芯和除油器濾芯的阻力損失增加，為保證用氣端壓力不變，則螺桿泵端壓力需提高，軸功增加，所以有油螺桿空壓機(jī)的電耗隨運(yùn)行時(shí)間而增加。有油螺桿壓縮機(jī)因油汽分離器除油過濾的壓力損失，每一級0.01～0.05MPa會增加5% ～10%的電能消耗。對于40 m3 /min的有油螺桿空壓機(jī)，每年多耗電能達(dá)10萬元。

 

　　3.3  使用壽命

 

　　無油螺桿空壓機(jī)的轉(zhuǎn)子不接觸，不磨損，運(yùn)行平穩(wěn)，轉(zhuǎn)子一般壽命在20年以上，整機(jī)壽命50年。有油螺桿空壓機(jī)的轉(zhuǎn)子接觸，磨損是不可避免的，一般壽命在10年左右，遠(yuǎn)低于整機(jī)壽命40年。兩種機(jī)型均按工作40年計(jì)算，因更換轉(zhuǎn)子無油機(jī)可比有油機(jī)每年節(jié)約0. 5萬元。

 

　　3.4  不間歇運(yùn)行時(shí)間

 

　　無油潤滑空壓機(jī)可連續(xù)不間歇運(yùn)行，更換進(jìn)氣濾網(wǎng)可不停機(jī)，在卸載時(shí)幾分鐘就可完工。有油螺桿一般需要停機(jī)時(shí)間：換油及更換油分離器需停機(jī)1～2 d。更換油濾每年4次，每次數(shù)小時(shí)。

 

　　3.5  年運(yùn)行費(fèi)用對比

 

　　有油螺桿空壓機(jī)和無油螺桿空壓機(jī)年運(yùn)行費(fèi)對比見表2。

 

　　4、結(jié)論

 

　　無油潤滑螺桿式空壓機(jī)可保證提供全無油的高品質(zhì)壓縮空氣，為提高產(chǎn)品合格率和噴氣織機(jī)生產(chǎn)效率創(chuàng)造了條件，而且可以實(shí)現(xiàn)節(jié)能5%～10%。

 

　　無油潤滑空壓機(jī)可連續(xù)不間歇運(yùn)行，轉(zhuǎn)子不接觸，不磨損，運(yùn)行平穩(wěn)，振動小，噪聲低，使用壽命長。采用無油潤滑螺桿式空壓機(jī)設(shè)備初投資多56% ，但和有油螺桿空壓機(jī)相比， 40 m3 機(jī)型單臺每年可節(jié)省電費(fèi)和消耗費(fèi)用15. 2萬元，兩年內(nèi)可收回多投資部分，在噴氣織機(jī)大量使用壓縮空氣機(jī)的情況下，技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益顯著。