【壓縮機(jī)網(wǎng)】引言

 

　　噴油螺桿壓縮機(jī)排氣含油量是螺桿壓縮機(jī)大多數(shù)使用者比較關(guān)心的主要指標(biāo)之一，如何達(dá)到螺桿壓縮機(jī)排氣含油量小于等于3mg/m3，的確需要對(duì)油氣分離罐油氣分離機(jī)理進(jìn)行長(zhǎng)期的試驗(yàn)研究，以便達(dá)到更佳油氣分離效果和提高油氣分離濾芯的使用壽命。

 

　　本人根據(jù)多年從事螺桿壓縮機(jī)油氣分離濾芯的研制和開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，以及大量記錄國(guó)內(nèi)外多種螺桿壓縮機(jī)油氣分離罐結(jié)構(gòu)型式，并對(duì)其進(jìn)行研究分析，供壓縮機(jī)業(yè)內(nèi)技術(shù)人員借鑒。

 

　　在21世紀(jì)初，噴油螺桿壓縮機(jī)油氣分離芯通常采用德國(guó)“MANN”品牌的油氣分離濾芯，裝機(jī)運(yùn)行一段時(shí)間后有時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)壓縮空氣中含油量偏高的現(xiàn)象，經(jīng)過長(zhǎng)期觀察發(fā)現(xiàn)原來是油氣分離罐設(shè)計(jì)不合理所致。

 

　　眾所周知，噴油螺桿壓縮機(jī)油氣分離的機(jī)理，一是利用油氣分離罐將油氣混合的壓縮空氣進(jìn)行離心和碰撞從而使大顆粒油滴分離（稱之為機(jī)械分離）；二是通過油氣分離芯中的纖維將細(xì)小的油滴進(jìn)行攔截分離。經(jīng)多年研究和試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，噴油螺桿壓縮機(jī)通過油氣分離罐的機(jī)械分離必須去掉95%以上的油滴，而剩余的5%有大部分是細(xì)小油滴，少部分是油霧，細(xì)小油滴則由油氣分離濾芯來進(jìn)行分離，少部分油霧是很難分離的只能隨壓縮空氣跑掉。如何提高95%以上的分離效果，其重要的因素就是油氣分離罐內(nèi)機(jī)械分離型式和壓縮空氣在罐內(nèi)的線速度。

 

　　油氣分離罐結(jié)構(gòu)型式

 

　　現(xiàn)將收集到的15種噴油螺桿空壓機(jī)油氣分離罐內(nèi)的機(jī)械分離型式，提供給大家以便在今后的設(shè)計(jì)中參考。

 

　　1.英格索蘭公司噴油螺桿空壓機(jī)機(jī)型

 

 

　　圖1～4均為英格索蘭公司生產(chǎn)的噴油螺桿空氣壓縮機(jī)機(jī)型，是在不同年代中油氣分離罐內(nèi)使用的各種機(jī)械分離型式。

 

　　圖1為20世紀(jì)70年代初英格索蘭公司在移動(dòng)式螺桿空壓機(jī)中油氣分離罐內(nèi)使用的機(jī)械分離型式。圖2為20世紀(jì)70年代中期英格索蘭公司在固定螺桿空壓機(jī)中油氣分離罐內(nèi)使用的分離型式，此種進(jìn)氣口為切向加中孔擋板式。

 

　　圖3為20世紀(jì)80年代初、中期英格索蘭公司在產(chǎn)品上進(jìn)行了第3次設(shè)計(jì)更新，它采用了“向”字形的設(shè)計(jì)，其目的是延長(zhǎng)分離路線形成降速沉降法，側(cè)進(jìn)側(cè)出，油氣分離芯采用了折疊式，以EP100、EP200機(jī)型為代表，在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上z*為常見，數(shù)量z*多。

 

　　圖4是20世紀(jì)90年代初英格索蘭公司在其螺桿空壓機(jī)主力機(jī)型上使用的機(jī)械分離型式，它除采用了原有的降速沉降法以外，還采用了上排氣再分離的型式，此種方法分離效果更好。

 

　　2.阿特拉斯·科普柯公司螺桿空壓機(jī)油氣分離罐

 

 

　　圖5是阿特拉斯·科普柯公司螺桿空壓機(jī)油氣分離罐切向離心分離的型式，此型式也是國(guó)內(nèi)螺桿壓縮機(jī)生產(chǎn)廠商用的z*多的油氣分離型式，但國(guó)內(nèi)廠商設(shè)計(jì)的油氣分離罐與阿特拉斯·科普柯公司設(shè)計(jì)的油氣分離罐比較起來有4點(diǎn)不同之處：

 

　　（1）同等容積流量的油氣分離罐體積大于阿特拉斯·科普柯油氣分離罐2～2.5倍；

 

　　（2）進(jìn)氣口沒有傾斜角，而阿特拉斯·科普柯有5毅的傾斜角，可形成螺旋切向流動(dòng)，便于油氣離心分離；

 

　　（3）國(guó)內(nèi)油氣切向分離速度低，而阿特拉斯·科普柯的油氣切向線速度是18～22m/s，經(jīng)試驗(yàn)在此切向線速度范圍內(nèi)，油氣分離效果z*佳；

 

　　（4）國(guó)內(nèi)廠商設(shè)計(jì)的油氣分離罐儲(chǔ)油量大于阿特拉斯·科普柯公司產(chǎn)品的儲(chǔ)油量。

 

　　從上述4點(diǎn)來看，我們的設(shè)計(jì)有許多不足之處，同等氣量的油氣分離罐體積大、成本高，z*大的差距在于國(guó)內(nèi)生產(chǎn)廠商的設(shè)計(jì)人員許多都不知道所采用的螺桿機(jī)機(jī)頭，每產(chǎn)1m3的空氣所需潤(rùn)滑油循環(huán)量；而依據(jù)阿特拉斯·科普柯提供的資料顯示阿特拉斯·科普柯生產(chǎn)的螺桿機(jī)機(jī)頭每產(chǎn)1m3的空氣潤(rùn)滑油循環(huán)量為9L/m3，因此阿特拉斯·科普柯公司設(shè)計(jì)的油氣分離罐體積小，成本也就低，其設(shè)計(jì)的油氣分離濾芯尺寸都小于其它品牌的油氣分離濾芯。

 

　　3.壽力公司螺桿空壓機(jī)油氣分離罐

 

　　圖6為壽力公司螺桿空壓機(jī)的油氣分離型式，它為下沉離心式機(jī)械分離，油氣混合氣通過管道將氣體引入油氣分離罐下半部距液面30～50mm，其中管道的下水平導(dǎo)向板長(zhǎng)度長(zhǎng)于上水平導(dǎo)向板50mm，以防止氣流帶動(dòng)液面被攪拌，形成二次氣帶油，此類分離型式的特點(diǎn)是油氣混合氣通過離心碰撞后，大顆粒的油滴下沉，小顆粒的油霧上升由油氣分離濾芯進(jìn)行分離，另外壽力公司使用的潤(rùn)滑油為閃點(diǎn)比較高的合成油和硅基油，這樣使得潤(rùn)滑油很難形成油蒸氣，從而也降低了壓縮空氣中的含油量。

 

　　4.康普艾公司油氣分離罐

 

 

　　圖7、圖8為康普艾公司典型的底部噴吹式油氣分離型式，它依靠油氣分離濾芯底部凹面的圓弧使含有油氣混合氣的氣流通過碰擊，從而使得大顆粒油滴以自重方式下降，小顆粒油霧待油氣分離濾芯進(jìn)行分離，為延長(zhǎng)分離距離，增加了反吹罩，反吹罩的深度延長(zhǎng)了機(jī)械分離距離的長(zhǎng)度，此類分離型式要求濾芯底部凹面的圓弧要設(shè)計(jì)的恰到好處，否則分離效果很難保證。

 

　　5.日本神鋼油氣分離罐

 

 

　　圖9為日本神鋼20世紀(jì)70年代末出產(chǎn)的油氣分離罐的型式，它將螺桿機(jī)機(jī)頭立著埋入油氣分離罐內(nèi)，油氣分離濾芯安裝在螺桿機(jī)機(jī)頭出風(fēng)口的背面，并采用了內(nèi)進(jìn)氣油氣分離濾芯，此機(jī)型在當(dāng)時(shí)是較為先進(jìn)的，噪聲相當(dāng)于室內(nèi)柜式空調(diào)機(jī)組的聲音，而且埋入式機(jī)頭的設(shè)計(jì)，也是一種新型的降噪理念，在當(dāng)時(shí)進(jìn)口機(jī)型中z*為先進(jìn)，噪聲z*小，此種機(jī)械分離形式采用了罐體噴吹雙向反流體流動(dòng)型式，使機(jī)械反吹方向距離更長(zhǎng)，大油滴分離更徹底，此種機(jī)型基本在3m3/min以下，體積顯的更小，還可與冷凍式干燥器拼裝成一體機(jī)。

 

　　6.臺(tái)灣天鵝油氣分離罐

 

 

　　圖10為臺(tái)灣天鵝牌螺桿壓縮機(jī)的油氣分離型式，立式油氣分離罐，切向分離，油氣分離芯采用立式內(nèi)進(jìn)氣旋裝油氣分離芯，在濾芯下部有一個(gè)回油單壓閥可與進(jìn)氣端連接使油氣分離濾芯分離出來的油重新回到負(fù)壓段，進(jìn)入主機(jī)繼續(xù)循環(huán)使用，特點(diǎn)回油徹底通暢，調(diào)整螺紋聯(lián)接尺寸可保證消耗品市場(chǎng)利潤(rùn)不被丟失，此種型式屬于切向旋風(fēng)的機(jī)械分離型式，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，分離芯更換簡(jiǎn)便。

 

 

　　圖11、圖12均為T字型臥式機(jī)械分離，采用立式內(nèi)進(jìn)氣油氣分離芯，臺(tái)灣力霸和向陽(yáng)均采用此款型式，圖11和圖12為改型版，機(jī)械分離采用噴吹碰撞加長(zhǎng)距離迂回的降速沉降的型式，圖12為加高濾芯安裝距離，加大分離后油的儲(chǔ)量，設(shè)計(jì)了2個(gè)二次出油口，降低了二次回油過多造成被壓縮空氣吹走的可能。

 

　　圖13為T字型臥式機(jī)械分離，采用噴吹碰撞加長(zhǎng)距離迂回的降速沉降的機(jī)械分離型式，采用立式外進(jìn)氣油氣分離濾芯，適合于較大流量的機(jī)型，此種類型的分離型式，可較好的降低成本，結(jié)構(gòu)緊湊。

 

　　圖14為T字型臥式機(jī)械分離，均采用水平噴吹碰撞加長(zhǎng)距離迂回的降速沉降法，此種型式采用了立式倒裝旋裝外置油氣分離濾芯，螺桿機(jī)頭、油氣分離濾芯均安裝在臥式油氣分離罐的上側(cè)，此種型式以臺(tái)灣復(fù)盛為代表傳入大陸，被國(guó)內(nèi)企業(yè)大力仿造，廣為流行。

 

　　圖15為螺桿機(jī)機(jī)頭水平放置在臥式油氣分離罐內(nèi)，排氣管像英文字母大寫G的形狀伸出油面，此種結(jié)構(gòu)型式有較好的降噪功能和冷卻螺桿機(jī)頭的功能，油氣分離效果與圖14型式差不多。

 

　　結(jié)論

 

　　從上述15種類型的油氣分離罐中我們看出，無論采用何種型式，都是想方設(shè)法將油氣混合氣中的油，在油氣分離罐內(nèi)與壓縮空氣盡量多的分離出來，以便減輕油氣分離芯的分離負(fù)擔(dān)，從而減少螺桿壓縮機(jī)排氣含油量。除此之外潤(rùn)滑油的高閃點(diǎn)也是非常重要的，它避免了潤(rùn)滑油在高溫時(shí)產(chǎn)生大量的油蒸氣，油蒸氣的顆粒非常小，很難被油氣分離濾芯所攔截。跑掉的油和油蒸氣會(huì)隨著壓縮空氣進(jìn)入管道系統(tǒng)中，從而造成油污染，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使吸附式干燥機(jī)中的吸附劑失效，油和油蒸氣隨著壓縮空氣跑到用戶生產(chǎn)線上造成更大的損失。如何減少甚至除掉噴油螺桿空氣壓縮機(jī)的排氣含油量在該行業(yè)中是比較棘手的問題。