螺桿壓縮機(jī)簡(jiǎn)介

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　　0 螺桿壓縮機(jī)的發(fā)展歷程

　　1937年，Alf Lysholm在SRM公司研制成功了兩類螺桿壓縮機(jī)試驗(yàn)樣機(jī)，并取得了令人滿意的測(cè)試結(jié)果。1946年，位于蘇格蘭的英國(guó)James Howden 公司，第一個(gè)從瑞典SRM公司獲得了生產(chǎn)螺桿壓縮機(jī)的許可證。隨后，歐洲、美國(guó)和日本的多家公司也陸續(xù)從瑞典SRM公司獲得了這種許可證，從事螺桿壓縮機(jī)的生產(chǎn)和銷(xiāo)售。

　　最先發(fā)展起來(lái)的螺桿壓縮機(jī)是無(wú)油螺桿壓縮機(jī)，1957年噴油螺桿空氣壓縮機(jī)投入了應(yīng)用，1961年又研制成功了噴油螺桿制冷壓縮機(jī)和螺桿工藝壓縮機(jī)。經(jīng)過(guò)持續(xù)的基礎(chǔ)理論研究和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)試驗(yàn)，通過(guò)對(duì)轉(zhuǎn)子型線的不斷改進(jìn)和專用轉(zhuǎn)子加工設(shè)備的開(kāi)發(fā)成功，螺桿壓縮機(jī)的優(yōu)越性能得到了不斷的發(fā)揮。

　　1 螺桿壓縮機(jī)的分類

　　螺桿壓縮機(jī)有多種分類方法：按運(yùn)行方式的不同，分為無(wú)油壓縮機(jī)和噴油壓縮機(jī)兩類。

　　在無(wú)油螺桿壓縮機(jī)中，氣體在壓縮時(shí)不與潤(rùn)滑油接觸。無(wú)油機(jī)器的轉(zhuǎn)子并不直接接觸，相互間存在一定的間隙。陽(yáng)轉(zhuǎn)子通過(guò)同步齒輪帶動(dòng)陰轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)，同步齒輪在傳輸動(dòng)力的同時(shí)，還確保了轉(zhuǎn)子間的間隙。值得指出的是：所謂“無(wú)油”，指的是氣體在被壓縮過(guò)程中，完全不與油接觸，即壓縮機(jī)的壓縮腔或轉(zhuǎn)子之間沒(méi)有油潤(rùn)滑。但壓縮機(jī)中的軸承、齒輪等零部件，仍是用普通潤(rùn)滑方式進(jìn)行潤(rùn)滑的，只是在這些潤(rùn)滑部位和壓縮腔之間，采取了有效的隔離軸封。

　　在噴油螺桿壓縮機(jī)中，大量的潤(rùn)滑油被噴人所壓縮的氣體介質(zhì)中，起著潤(rùn)滑、密封、冷卻和降低噪聲的作用。噴油機(jī)器中不設(shè)同步齒輪，一對(duì)轉(zhuǎn)子就像一對(duì)齒輪一樣，由陽(yáng)轉(zhuǎn)子直接帶動(dòng)陰轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。所以，噴油機(jī)器的結(jié)構(gòu)更為簡(jiǎn)單。

　　1.1噴油螺桿壓縮機(jī)

　　噴油螺桿壓縮機(jī)用來(lái)壓縮各種工藝流程中的氣體，既包括CO2利N2這樣的惰性氣體，也包括像H2、He這樣的輕氣體，還包括一些化學(xué)性質(zhì)活潑的氣體，如HCI、CL2等。由于其要求相似，通常噴油螺桿工藝壓縮機(jī)是由噴油螺桿制冷壓縮機(jī)改制而成，運(yùn)行于其設(shè)計(jì)工況之內(nèi)。

　　噴油螺桿工藝壓縮機(jī)的工作壓力由工藝流程確定，單級(jí)壓比可達(dá)10，排氣壓力通常小于4.5MPa，但最高可達(dá)9.0MPa，容積流量范圍為1~200m3/min。

　　1.2干式螺桿壓縮機(jī)

　　干式螺桿壓縮機(jī)可用來(lái)作為空氣壓縮機(jī)或工藝壓縮機(jī)，壓縮過(guò)程中沒(méi)有液體內(nèi)冷卻和潤(rùn)滑。干式螺桿壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速往往很高對(duì)軸承和軸封要求較高，而且排氣溫度也較高，單級(jí)壓比小。目前一般干式螺桿壓縮機(jī)的單級(jí)壓比為1.5~3.5，雙級(jí)比可達(dá) 8~10，排氣壓力通常小于2.5MPa，容積流量為3-500m3/min。

　　1.3噴水螺桿壓縮機(jī)

　　為了降低干式螺桿壓縮機(jī)的排氣溫度，提高單級(jí)排氣壓力，發(fā)展了向壓縮腔噴水的無(wú)油螺桿壓縮機(jī)。由于水不具有潤(rùn)滑性故這類壓縮機(jī)中也設(shè)有同步齒輪，結(jié)構(gòu)基本與干式無(wú)油螺桿壓縮機(jī)相同。在壓縮腔與軸承、齒輪間，也需有可靠的軸封，以使噴入的水與潤(rùn)滑油相隔離。

　　在其它場(chǎng)合，有時(shí)也使用向壓縮機(jī)內(nèi)噴入液體這一方法。例如，有些氣體在壓縮時(shí)，由于溫度或壓力的改變，可能發(fā)生聚合反應(yīng)，會(huì)在轉(zhuǎn)子和機(jī)殼上沉積一層塑料狀的薄層。在壓縮機(jī)運(yùn)行的時(shí)候，這也許不會(huì)產(chǎn)生問(wèn)題，但當(dāng)壓縮機(jī)停止運(yùn)行時(shí)，它就會(huì)將轉(zhuǎn)子“粘”在一起，從而造成壓縮機(jī)不能再次起動(dòng)，另外，有些氣體混合物中含有像瀝青類的化合物時(shí)，也會(huì)產(chǎn)生同樣的問(wèn)題，在這些情況下，可以向壓縮機(jī)人門(mén)噴入適當(dāng)?shù)娜軇?，以沖掉這些化合物。溶劑的噴入可以是連續(xù)的，也可以在壓縮機(jī)停機(jī)前噴入。

　　2.《API 619-2004 石油、化工和氣體工業(yè)用螺桿壓縮機(jī)》定義

　　干式螺桿壓縮機(jī)：無(wú)需使用液體來(lái)密封轉(zhuǎn)子間隙和驅(qū)動(dòng)從動(dòng)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)螺旋葉片壓縮機(jī)。

　　注1：轉(zhuǎn)子與轉(zhuǎn)子之間依靠每根轉(zhuǎn)子上的同步齒輪進(jìn)行聯(lián)結(jié)，從動(dòng)轉(zhuǎn)子由主動(dòng)轉(zhuǎn)子通過(guò)同步齒輪驅(qū)動(dòng)。

　　注2：干式螺桿壓縮機(jī)中轉(zhuǎn)子與轉(zhuǎn)子之間不發(fā)生接觸。

　　濕式螺桿壓縮機(jī)：在螺旋線封閉后向轉(zhuǎn)子空間噴入潤(rùn)滑劑(與工藝氣兼容)的旋轉(zhuǎn)螺旋葉片壓縮機(jī)。

　　注1：該潤(rùn)滑劑有利于密封轉(zhuǎn)子間隙并在轉(zhuǎn)子間建立油膜潤(rùn)滑。在沒(méi)有同步齒輪的情況下，由一根轉(zhuǎn)子(陽(yáng)轉(zhuǎn)子)直接驅(qū)動(dòng)另一根轉(zhuǎn)子(陰轉(zhuǎn)子)。

　　注2：噴油螺桿壓縮機(jī)可能需要相對(duì)較高的進(jìn)油溫度以防工藝氣冷凝。若無(wú)法維持適當(dāng)油溫，可能導(dǎo)致潤(rùn)滑油的乳化或污染。

　　3.干式螺桿壓縮機(jī)的應(yīng)用

　　噴液螺桿壓縮機(jī)由干式螺桿壓縮機(jī)發(fā)展而來(lái)，本質(zhì)上仍是一種無(wú)油壓縮機(jī)，適合作為工藝氣壓縮機(jī)使用。噴液螺桿壓縮機(jī)通過(guò)向壓縮腔內(nèi)噴人工藝水、工藝凝液等不污染工藝介質(zhì)的液體,克服了干式螺桿壓縮機(jī)排氣溫度高、單級(jí)壓比低、耗功大的缺點(diǎn);低壓縮溫度還可以有效防止易聚合工藝介質(zhì)丁二烯等的聚合，提高螺桿壓縮機(jī)的適用性;同時(shí)噴入的液體也能對(duì)轉(zhuǎn)子起到一定的密封、潤(rùn)滑和降噪作用，進(jìn)一步改善機(jī)組性能。近年來(lái)，隨著對(duì)噴液螺桿壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和理論原理的深人研究，其工作性能得到了較大提升,在火炬氣回收、苯乙烯尾氣回收等工藝流程中得到了廣泛應(yīng)用。

　　4.《API 619-2004 石油、化工和氣體工業(yè)用螺桿壓縮機(jī)》其他要求

　　5.10.2 干式螺桿壓縮機(jī)

　　5.10.2.1 在由一個(gè)公用系統(tǒng)向兩臺(tái)或多臺(tái)機(jī)器(例如壓縮機(jī)，齒輪箱或電動(dòng)機(jī))供油的場(chǎng)合，負(fù)有機(jī)組責(zé)任的賣(mài)方需保證該公用系統(tǒng)向所有設(shè)備所供潤(rùn)滑油的型號(hào)、等級(jí)、壓力和溫度是親和性的。

　　注：公用油系統(tǒng)中所用的潤(rùn)滑油是通常是符合ISO3448 32級(jí)或46級(jí)的礦物油。潤(rùn)滑油的親和性需要伸用者和公用系統(tǒng)供油的所有設(shè)備供應(yīng)商的一致同意。在一些情況中，可能有個(gè)別部件的要求有很大的差別。

　　5.10.2.2除非另有規(guī)定，軸承和軸承箱應(yīng)使用符合ISO3448的礦物油進(jìn)行潤(rùn)滑

　　5.10.2.3除非另有規(guī)定，干式螺桿壓縮機(jī)的壓力油系統(tǒng)應(yīng)遵照API614第1、2章的要求

　　5.10.2.4如有規(guī)定，與底座為整體的油箱應(yīng)符合API614第3章的要求

　　5.10.2.5如有規(guī)定，滿負(fù)荷功率的軸驅(qū)動(dòng)油泵應(yīng)按API614的要求提供。

　　注：這個(gè)油泵通常由齒輪箱的低速軸驅(qū)動(dòng)。

　　5.10.3 濕式螺桿壓縮機(jī)

　　5.10.3.1 通則

　　5.10.3.1.1 濕式螺桿壓縮機(jī)應(yīng)使用承壓油箱和分離罐。濕式螺桿壓縮機(jī)油系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮下列因素：

　　a)潤(rùn)滑油與工藝氣體接觸。

　　b)潤(rùn)滑油系統(tǒng)構(gòu)成工藝氣體系統(tǒng)的一部分。

　　c)潤(rùn)滑油系統(tǒng)與大氣隔離。