螺杆压缩机采购必读

螺杆压缩机采购必读螺杆压缩机是一个市场竞争十分激烈的机电产品。为了促销，许多经营者编造了一些神话和谎言，用于迷惑用户。本协会邀请多位业内知名专家，从纯技术角度针对螺杆压缩机促销中的部分不实宣传进行了剖析。希望对读者有所帮助。螺杆压缩机的性能、可靠性、效率、寿命等重要指标80%取决于主机。主机的各项指标主要取决于齿型和转速。上世纪后期曾广泛使用SRM齿形、X齿形、Sigma齿形和GHH齿形在提高可靠性、工艺性方面做出了杰出贡献，SRM齿形、X齿形适宜于采用铣削法加工，而Sigma齿形和GHH齿形则利于采用滚削法加工SKK齿形是在全球能源危机和气候变暖的大环境下产生的新一代螺杆压缩机转子型线。SKK齿形强调可靠性和效率。低速和节能是SKK齿形的主要特色。减小内泄漏是提高压缩机效率的主要手段，严格控制间隙是生产节能主机的必由之路；由于磨削加工的精度和光洁度远远高于铣削加工和滚削加工，近十年来，磨削加工成为转子加工的主流，各大机床厂纷纷推出高精度转子磨床，新型转子磨床与微电子技术紧密结合，在线检测、砂轮自动补偿成为转子磨床的典型配置。SKK齿形是典型的基于磨削加工的齿形。齿形适合加工方法适用材料尺寸精度㏕位置精度㏕表面粗糙度Ra/㏕表面硬度SRM、X铣削球墨铸铁±20151.6HRC45Sigm、GHH滚削球墨铸铁±20101.6HRC45SKK磨削40Cr±21.50.4HRC65排气压力与进气压力的比值称为外压比；压缩机内部存在各种内部阻力，如进气过滤器的压力损失，主机进气孔阻力损失，主机排气孔阻力损失，油分系统阻力损失，因此主机实际进气压力低于大气压力，主机实际排气压力高于整机供气压力，主机实际排气压力与主机实际进气压力之比称为内压比，内压比越接近外压比机器越节能。SKK主机低转速使它的进排气孔口显著加大，孔口处的气流速度大为降低，主机内压比减小，导致能耗降低。压缩过程中输入的功率都变成热量，使气体温度急剧升高，压缩高温气体需要消耗更多的功率。理想的压缩过程是压力提高，温度不变。在压缩过程中向主机内大量喷油就是为了减小温升。油和气体之间的热交换需要时间，低转速使油气之间的热交换臻于完善，压缩过程温度上升缓慢，始终保持低温，所以压缩过程耗功明显低于高转速主机，润滑油的寿命也明显延长。螺杆压缩机的主机是一种精密机械，对使用条件非常敏感。由于螺杆压缩机技术源于欧美，简单引进的国外技术不能适合中国的使用条件。夏天中国许多地区温度达40摄氏度以上，冬天部分地区温度达零下40多度，温差超过85度。欧美螺杆主机的设计规范均按60摄氏度温差考虑。中国经济发达地区的相对湿度一般在60%~80%，梅雨季节可达100%。欧美螺杆主机的设计规范均按20%~40%的相对湿度考虑。中国大部分地区的尘埃成分以固体颗粒为主，欧美多数地区的尘埃成分以纤维和花粉为主。年温差、湿度和大气品质对螺杆主机的冷热态间隙的确定，材料的选型有重大影响。在中国的特殊地理气候环境下，完全沿用欧美设计规范必然导致性能下降。SKK螺杆主机是世界知名压缩机研发团队针对中国地理气候环境设计，经过数万台遍布全国各地多个行业的使用，证明比完全沿袭欧美设计规范的主机更适用中国客户。用户信息滞后，对螺杆压缩机主机的认知仍然停留在十年前，迷信进口主机。实际近十年来，中国已经逐步成为全球螺杆主机的制造中心。阿特拉斯的主机在无锡制造，英格索兰的主机在上海制造，GHH主机在苏州吴江制造，GD主机在国内贴牌，等等。目前，真正原装进口的主机都是三线四线品牌，如RC主机、EU主机、TMC主机、aerzen主机、裕镇主机等。还有一些品牌的主机，如康普艾、艾力威、寿力等，进口转子、轴承和轴封，其他零部件在国内加工，在国内组装。在当今国内螺杆机市场，使用原装进口主机的基本都是低档品牌。尽管各著名品牌的主机都在中国制造了，但齿形依旧沿用了上世纪的技术，SRM齿形、X齿形、Sigma齿形和GHH齿形与基于磨削的SKK齿形相比整整落后了一代。德系螺杆主机进入中国比较早，知名度较高，其代表是GHH主机。技术上GHH主机非常适合欧洲的气候地理环境，是针对湿度较低，年温差较小，极端气温较低的环境。德国本土的螺杆整机生产规模较小，所以德系主机主要是作为公版主机，为西欧的中小组装厂提供主机配套，所以德系主机商品化程度较高。其特点是转速高、体积小、重量轻，规格少。即使在60Hz电制下也必须使用齿轮或皮带传动，通过增速覆盖全谱系。德系主机注重主机制造商本身的经济利益。使用高转速的德系机头是无法制造高度节能型螺杆压缩机的。英系主机进入中国较晚，但是普及的速度很快，其代表是SKK主机。英国是全球螺杆主机转子齿形研究的中心。也是全球螺杆副加工设备的研发制造中心。SKK齿型是在世界能源危机的大环境下产生的新一代转子齿形，所以节能是它的突出特点。间隙是影响螺杆压缩机性能和效率的最重要因素。SKK齿形采用曲面对曲面的密封方式，在同样的间隙值下，密封效果远远大于早期齿形的线密封。转子加工精度越高，主机的转配间隙就可以较小，所以SKK齿形是基于磨削加工的齿形。2000年后，各主要螺杆副加工设备制造商都把研发重点转移到转子磨床。低转速是完善压缩过程的唯一有效手段。SKK主机设计转速较低，为油气之间的热交换提供了足够的时间，使压缩过程接近等温，把压缩功降到了理论最小值。与德系主机不同，英系主机强调效率，成本不是主要经营目标。所以英系主机转速低、体积大、重量大、规格品种多。英系主机制造商与整机制造商一般合作关系紧密，定向供货，市面上无法买到商品化英系主机。开山公司是国内唯一采用SKK主机的制造商。该款SKK主机完全面向50Hz电制，是针对中国高湿度、高粉尘、较大年温差和极端温度较高的地理气候环境设计制造的。由于齿轮传动和皮带传动需要多消耗3%~5%的电机功率，英系主机极力主张阳转子转速等于电机转速的直联驱动方式。所以使用英系主机组装的螺杆压缩机直联规格品种居多。开山公司7.5KW、18.5KW、22KW、30KW、37KW、45KW、55KW、75KW、90KW、110KW、132KW、160KW、185KW、200KW、220KW、250KW、280KW都有直联机型。其中132KW、160KW、185KW、200KW、220KW、250KW、280KW还有四极电机直联的机型，既阳转子转速低于1500rpm。对于必须采用齿轮变速的大型螺杆压缩机，英系主机坚守2200rpm的转速限制，因为超出这个转速限制，在离心力作用下，润滑油难以附着在金属表面，齿轮润滑受到影响。在1.3MPa的排气压力以下，英系主机不提倡多级压缩。因为螺杆压缩机主要靠喷油内冷提高压缩效率。螺杆压缩机工作过程中温升较小，气温十分接近相应压力下的露点温度。如果采用多级压缩，级间冷却的后果必然导致大量水分在级间析出，析水与润滑油混合进入下一级，必然恶化下一级零部件的润滑，招致过度磨损。如果没有级间冷却，多级压缩与单级压缩效果是一样的。在普压下螺杆压缩机两级压缩节能的宣传是基于商业炒作的伪科学。普压下两级压缩的螺杆压缩机由于零部件大量增加，可靠性大幅度降低，机器的寿命显著缩短。两级压缩螺杆压缩机节能宣传是基于伪科学的商业炒作。压缩过程中输入压缩机的功率都将转化为热量。压缩高温气体需要消耗更多的能量，所以压缩机必须采取冷却措施。压缩过程中温升越低，压缩机越节能。理想的压缩过程是等温压缩，既压缩过程中温度保持不变。活塞式压缩机、透平式压缩机和无油螺杆机压缩过程中没有有效的冷却手段，所以往往把压缩过程分成多级进行，每级出口设级间冷却器，把温度降到接近环境温度后，去除冷凝水，然后送入下一级继续进行压缩。这种波段式的压缩过程可以限定最高温度在安全范围内，同时使平均温度较为接近等温。所以对于活塞式压缩机、透平式压缩机和无油螺杆机，在有中间冷却器的情况下，多级压缩有利于节能。喷油螺杆压缩机是利用润滑油吸收压缩过程中的热量。按重量计算，单位时间喷进主机内的润滑油是空气流量的十倍，由于润滑油吸收热量的能力又远远大于空气，所以大量压缩热被润滑油吸收，使压缩过程的温升保持在低水平。润滑油吸收的热量约占输入功率的90%。喷油内冷是螺杆压缩机得以迅速发展的关键技术。可以说螺杆压缩机之所以能够取代活塞压缩机成为市场主流机种完全是借助于独特的冷却方式。喷油螺杆压缩机独特的冷却方式使它在普通排气压力范围内，如1.3MPa排气压力以下，不需要也不能够采用多级压缩的方式。首先，在充分发挥喷油内冷技术优势的条件下，压缩过程已经接近等温过程，所以喷油螺杆压缩机没有必要采用多级压缩。其次，没有级间冷却器，多级压缩没有任何节能效果。再者，如果采用级间冷却，进入下一级的气体温度必然低于相应压力下的露点温度，会有大量水分析出，必须设置级间油水分离与排除元件，否则含有大量水分的润滑油一旦进入下一级，就会导致润滑严重恶化，加剧转子和轴承磨损。油与水的分离需要在静止状态下保持若干小时，排水元件又必须具有识别油水界面的能力。所以级间油水分离与排除是含级间冷却器的多级压缩螺杆压缩机不可逾越的障碍。目前喷油螺杆压缩机采用两级压缩只是为了改善更高排气压力下轴承负荷过大问题，与节能毫无关系。1.3MPa排气压力以下采用两级压缩完全是一种市场促销需要，个别外企鼓吹两级压缩节能是基于伪科学的商业炒作，或者说是商业欺诈行为。对若干两级压缩喷油螺杆压缩机应用实例的调查也表明，不但没有节能效果，故障率也明显高于单级压缩产品。喷油螺杆压缩机节能的最有效措施是低转速。在低转速下油与气之间的热交换更完善，喷油内冷的技术优势发挥的更充分。在低转速下轴承的摩擦损失更小。在低转速下主机进排气孔通径较大，气流阻力更小。节能型螺杆压缩机必须是低转速的螺杆压缩机。转速是螺杆压缩机节能与否的最关键的判据。主机规格越大每单位排气量所需功率（比功率）越小，从JB/T53056-1999《一般用喷油螺杆空气压缩机产品质量分等》表1看，355KW螺杆压缩机优等品主机的比功率为5.3，而160KW螺杆压缩机优等品主机的比功率为5.7，即在同样排气量下单个大主机所消耗的功率明显低于两个较小的主机。所以同样排气量下采用单主机比采用双主机更节能。SKK主机单机头最大排气量达90m³/min。GB19153-2003《容积式空气压缩机能效限定值和节能评价值》有关章节有同样描述。如：六、单螺杆与双螺杆单螺杆压缩机和双螺杆压缩机的优劣，有许多评价方法，一些评价有明显的商业炒做目的。从纯粹技术角度看，机种的优劣主要取决于内间隙的长度，以及对内间隙的密封成本。压缩机的转子（回转压缩机）或活塞（往复压缩机）必须做机械运动，相对运动的零件之间必须有间隙，转子与转子之间、转子与汽缸之间、转子与端盖之间的间隙通称为内间隙。有间隙就不可避免有泄漏，通过内间隙的泄漏强烈的影响着压缩机的效率。压缩机技术进步的历史就是不断减小内泄漏的过程。活塞压缩机内间隙长度最短，实现密封的成本最低，所以活塞压缩机是人类最早生产和使用的压缩机，对内密封要求特别高的场合，例如高压压缩机，目前仍然必须使用活塞压缩机。活塞压缩机的缺陷是它的关键零部件---气阀是易损件，导致它的可靠性较低。市场对压缩机可靠性的强烈需求促生了双螺杆压缩机，但是双螺杆压缩机的内间隙长度远远超过活塞压缩机，它的复杂的转子型线又大大增加了内间隙的密封成本；为了弥补双螺杆压缩机的这一缺点，一方面不断优化转子型线，一方面不断完善加工手段。国内外有众多的机构长期从事这些工作。近年来出现的新型线的一个显著特点就是基于磨削加工，磨削加工所达到的加工精度可以大大减小内间隙宽度。间隙宽度的缩小弥补了双螺杆压缩机的内间隙长度过大的缺陷，使双螺杆压缩机的性能指标已经优于活塞压缩机。用于转子磨削加工的机床俗称转子磨床，属高精尖设备，能够研发和生产这种机床的公司国际上仅有几家，且产量很少。还有多种结构形式的回转式压缩机，从可靠性角度出发，它们都优于活塞式压缩机，但是内间隙长度也都大于活塞机。它们的性能主要取决于加工精度。单螺杆压缩机也是其中的一种。单螺杆压缩机实际有三个转子，一