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　　第四章 螺桿壓縮機主機影響因數

　　前面我們講了螺桿空壓機主機的4個(gè)重要性能，要想保證這些性能能夠充分發(fā)揮，還需要其它條件保駕護航。如果由于其它因素影響了主機性能的發(fā)揮，再好的主機也會(huì )大打折扣。

　　4.1內部因數影響螺桿壓縮機主機

　　氣體泄露影響：主機在設計、制造、使用及維護/修過(guò)程中，如果主機轉數過(guò)低、加工精度、裝配精度、磨損或損壞等不良因素，會(huì )影響氣量大小。

　　氣體流動(dòng)損失的影響：壓縮空氣的阻力損失與流速平方成正比。同時(shí)主機的流動(dòng)狀態(tài)、表面粗糙度、流動(dòng)距離、截面突變等因素都會(huì )影響到主機氣量和功率。

　　氣體動(dòng)力損失影響：螺桿轉子攪動(dòng)氣體摩擦損失能量，與轉數大小有關(guān)。見(jiàn)圖37。

　　熱交換的影響：氣體進(jìn)入主機時(shí)，由于主機溫度影響，吸氣結束時(shí)氣溫升高，換算成吸氣狀態(tài)時(shí)容積流量減少；

　　潤滑油的影響：潤滑油具有冷卻、密封、潤滑、降噪作用，同時(shí)也使轉子攪動(dòng)造成摩擦損失。所以潤滑油種類(lèi)和量非常重要。

　　轉數和壓比會(huì )影響螺桿空壓機主機容積效率：

　　1）主機容積效率ηv=q實(shí)際/q理論=75～95%；

　　2）轉數低，容積流量小，壓比高，容積效率低；

　　3）轉數高，容積流量大，壓比低，容積效率高。

　　4）齒頂速度對于螺桿空壓機主機有圖43中曲線(xiàn)1（泄漏風(fēng)險）和曲線(xiàn)2（摩擦風(fēng)險）的制約，不能大也不要小。干式無(wú)油主機的陽(yáng)轉子齒頂線(xiàn)速度為50～100m/s，噴油主機則為10～50m/s。

　　壓比和流量的大小會(huì )影響螺桿空壓機主機絕熱效率：

　　1）絕熱效率=理論軸功率/實(shí)際軸功率：ηad=pad/p實(shí)際；

　　2）低壓比，大容積流量，ηad=75～85%；

　　3）高壓比，小容積流量，ηad=65～75%。

　　4）噴油螺桿壓縮機在0.5～1MPa以下絕熱效率較高。見(jiàn)圖44。

　　主機容積（流量）受到齒間容積和泄露的影響：

　　V主機容積=V齒間容積-V泄露-公式14

　　V齒間容積主要受到：主機（特別是型線(xiàn)）設計可以有3～5%差異；主機（特別是型線(xiàn)）加工可以有1～5%差異；主機配對及匹配使用可以有2～4%差異；主機維護保養可以有20%。

　　泄露主要存在于接觸線(xiàn)的泄露、泄露三角型的大小、齒頂間隙的大小、排氣端的泄露。比如：主機壓比越小，接觸線(xiàn)的泄露越??；潤滑油密封性能越好，接觸線(xiàn)的泄露越??；主機溫度升高，泄漏變大；機頭磨損，接觸線(xiàn)的泄露變大；潤滑油性能變差，接觸線(xiàn)的泄露變大等等。

　　泄漏主要看嚙合間隙，嚙合間隙每增大0.01mm，容積效率減少1～3%。

　　主機轉速選擇會(huì )影響比功率：

　　同樣一個(gè)主機，同樣一個(gè)功率段，工頻與變頻選擇的轉數段不一樣。相同功率段，變頻主機的氣量要比工頻主機的氣量在滿(mǎn)載的時(shí)候小。

　　4.2外部因數影響螺桿壓縮機主機

　　1.進(jìn)氣壓損

　　進(jìn)氣壓損會(huì )使主機流量減少，功率也降低，但是流量降低的斜率大于功率降低的斜率，因此比功率值增大。

　　2.排氣壓損

　　主機外（系統）排氣壓損增加，主機流量不變，功率升高，因此比功率值增大。

　　比如：螺桿空壓機系統有0.58bar壓損，同樣螺桿空壓機排氣口需要8bar，主機排氣壓力必須達到8.58bar，主機排氣壓力升高，耗功增加，比功率值變大了。

　　3.環(huán)境溫度

　　環(huán)境溫度也是主機功耗大小的一個(gè)重要影響因素。通常來(lái)說(shuō)，流量是由轉數決定的，但環(huán)境溫度高也會(huì )使氣體膨脹，雖然體積不變，質(zhì)量流量卻減少，主機負荷也減少，因此比功率值減少，也就是夏天測螺桿空壓機能耗特別好的原因。

　　4.進(jìn)氣壓力

　　進(jìn)氣壓力越高，流量不變，壓比變小，所以主機耗功減少，比功率值變小。這就是為什么空濾要勤換的原因，當空濾臟堵了，進(jìn)氣壓力變低，主機壓比變大，耗功也變大。

　　5.進(jìn)氣溫度

　　主機的進(jìn)氣溫度跟環(huán)境溫度相比時(shí)高了，流量減小，同時(shí)功率也降低，但是流量降低的斜率大于功率降低的斜率，因此比功率值增大。

　　6.盡量接近主機要求參數

　　大部壓縮空氣系統與設備參與者不涉及主機的設計與供應，因此，只有遵循螺桿空壓機主機要求參數，才能發(fā)揮主機的最佳性能。見(jiàn)圖55內藍框。

　　要想螺桿空壓機主機比功率小，那么軸功率越小越好，容積流量越大越好，這就在性能與經(jīng)濟性之間選擇不同的主機以求得競爭力的平衡。不能為了追求價(jià)格而小馬拉大車(chē)，同時(shí)也不要一味追求大主機一定節能。

　　多多了解螺桿空壓機主機基本知識，可以減少失誤的機會(huì )。逆水行舟，不進(jìn)則退，更多內容可以參閱上善氣體工作室培訓課程《螺桿主機基本知識》。

　　注：本文連載完！

　　作者簡(jiǎn)介

　　梁柳生，高級工程師，1990開(kāi)始從事空壓機行業(yè)工作；有在國企、合資及外企工作經(jīng)歷，其中22年在A(yíng)C集團工作。先后從事過(guò)空壓機及后處理設備的產(chǎn)品設計、產(chǎn)品工藝、生產(chǎn)管理、產(chǎn)品質(zhì)量跟蹤服務(wù)等及全國銷(xiāo)售總監并有在歐洲學(xué)習和工作的經(jīng)歷。2017年創(chuàng )辦上善氣體工作室，專(zhuān)業(yè)從事壓縮空氣系統研究，行業(yè)精益生產(chǎn)管理及銷(xiāo)售的培訓工作

　　國家標準JBT10526-2005《一般用冷凍式壓縮空氣干燥器》第一起草人

　　全國壓縮機標準化技術(shù)委員會(huì )委員