由于噴油螺桿空氣壓縮機(后文均為噴油螺桿機)的設(shè)計制造要求相對較低,自主生產(chǎn)或購買組件組裝的國內(nèi)外生產(chǎn)噴油空氣壓縮機的廠商為數(shù)不少,可惜良莠不齊,給廣大用戶的選擇帶來不便。以下是筆者對辨別噴油螺桿空氣壓縮機優(yōu)劣所整理的需要觀察并了解的幾個方面,以供參考:
性能參數(shù)測試標(biāo)準(zhǔn)
1、性能參數(shù)
國際通行測試標(biāo)準(zhǔn)為IS01217,Ed3,Annex C-1996,負責(zé)任的生產(chǎn)廠商會在樣本的參數(shù)表下標(biāo)明,但有部分廠商有意無意的省略該標(biāo)準(zhǔn),隨意加大參數(shù)的數(shù)值,或者用GB標(biāo)準(zhǔn)來代替,意圖混淆視聽。缺少測試標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)人工痕跡明顯,毫無理論根據(jù);而標(biāo)明GB標(biāo)準(zhǔn)的參數(shù)值折算到IS01217標(biāo)準(zhǔn)僅為原值的90%左右,這在空分制氧制氮這個需要精確參數(shù)值的行業(yè)中得到充分驗證,用戶需要謹(jǐn)慎對比。
2、噪聲聲壓級
噪聲是綜合反映設(shè)計、制造水平的重要參數(shù),其標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)為Pneurop/Cagi PN8NT C2,測量點為距噪聲源1米距測量。有部分廠商會采用1.5米的測量距或者干脆不標(biāo)注參數(shù)標(biāo)準(zhǔn),可想而知其數(shù)值上將會有多少水分,用戶需要謹(jǐn)慎查證。
工作效率及能耗
空氣壓縮機是耗能大戶,空氣壓縮機的工作效率及能耗并不取決于機組裝機電機功率,而應(yīng)當(dāng)是比功率(實際釉功率/捧氣量)這一唯一數(shù)據(jù),即單位產(chǎn)氣量所需耗費的電能,其值越小越好。舉例說明:某型空氣壓縮機,電機裝機功率250kkw,電機服務(wù)系數(shù)1.O,在lObar時排氣量為37.8m3/min,其比功率=250*l.0/37. 8=6.61;另一生產(chǎn)商產(chǎn)品電機裝機功率250kW,電機服務(wù)系數(shù)1.15,在lObar時捧氣量為40m5/Ⅲin,其比功率=250×l. 15/40=7.19。可以看出,雖然后者從捧氣量數(shù)值上來看是較大的,但因其電機的服務(wù)系數(shù)較高,其軸功率也偏高,反而使比功率偏高,單位產(chǎn)氣量將比前者多耗能。如上所比較的兩種,若空氣壓縮機以日運行24小時計算,比功率高的后者全年將比前者多耗費電能(7.19-6. 61) *40 *24*365=203,232kwh。每年二十萬多度電能的額外支出,是非?捎^的超支費用,用戶需要謹(jǐn)慎對比參考。
主機轉(zhuǎn)子型線
全球螺桿型線的三大主流型線為Atlas copco SAP與GHH和SIGMA,均為精密磨削加工,特點是穩(wěn)定、可靠、技術(shù)成熟,這在我國目前高等院校教科書中作為典型來說明。三者是螺桿空氣壓縮機行業(yè)核心技術(shù)的掌握者,其他生產(chǎn)商的技術(shù)多來源于此。雖然有部分生產(chǎn)商目前也已具備轉(zhuǎn)子加工設(shè)備,但多數(shù)是銑削加工而成,制造精度還有相當(dāng)差距。
轉(zhuǎn)子布局
提高螺桿空氣壓縮機排氣量的方法是:1、螺桿長度加長;2、增大螺桿直徑;3、提高轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)數(shù)。加長螺桿長度將降低轉(zhuǎn)子剛性,提高轉(zhuǎn)數(shù)是以大幅犧牲軸承使用壽命為代價的,均不可取。故大多數(shù)生產(chǎn)商均采取增大轉(zhuǎn)子直徑的方法來提高空氣壓縮機系列的捧氣量,但是理論及實際顯示螺桿線速度有一最佳范圍:15-30m/s,在這個范圍內(nèi)效率最佳,損耗最小,而線速度等于轉(zhuǎn)速和螺桿半徑之積,這決定了螺桿直徑也不宣過大,這也就是雙螺桿空氣壓縮機單機氣量適用中小氣量(一般小于30m3);另外,雙螺桿空氣壓縮機的軸向力對主機壽命影響也較大。捧氣量超過30m3的合理做法是采用兩對標(biāo)準(zhǔn)螺桿并聯(lián),這樣可以確保較長的壽命及較高的工作效率(這正如大捧量汽車由多缸發(fā)動機組成,而每缸是標(biāo)準(zhǔn)捧量一樣)。
主機使用壽命
由于螺桿本身互不接觸(油膜隔離),主機壽命實際取決于軸承壽命。各種各樣的所謂主機保用時間都沒有實際意義,因為一般情況下,著名的螺桿空氣壓縮機生產(chǎn)廠商采用的都是SKF等著名軸承產(chǎn)品,其設(shè)計壽命100,000小時以上。如空氣壓縮機生產(chǎn)商未對軸承的生產(chǎn)商及設(shè)計壽命加以說明,用戶倒是要認(rèn)真推敲,
連接傳動方式
1、目前螺桿空氣壓縮機主機軸與電機軸的連接傳動方式主要有皮帶連接、直接連接和聯(lián)軸器連接三種方式:a皮帶連接對主機沖擊小,能減少沖擊扭矩,保護主機,但效率低,大功率也不適合;b直接連接效率較高,但啟動沖擊力和磨損不容忽視,會影響主機壽命;c彈性聯(lián)軸器連接則結(jié)合了二者的優(yōu)點。
2、空氣壓縮機主機與電機的連接方式有兩類:a主機和電機外體剛性法蘭止口連接,可以保證永久對中,用戶維護的可操作性高;b主機與電機分別坐落在底扳上,永久對中性差,生產(chǎn)商裝配方便,但用戶的可維護性降低。
傳動齒輪
空氣壓縮機傳動齒輪及齒輪箱制造標(biāo)準(zhǔn)為AGM(美國齒輪制造商協(xié)會標(biāo)準(zhǔn),同航空標(biāo)準(zhǔn))。最高等級為AGV13.一般空氣壓縮機齒輪采用的標(biāo)準(zhǔn)都低于AGM11。
電機分析
作為原動機,電機是最主要的能量轉(zhuǎn)換機構(gòu),而電機的性能主要由防護等級(IP表示,防水防塵能力,越高越好)溫升限制及絕緣等級來表示。并主要有全封閉強制風(fēng)冷式TEFC (IP54或IP44)和開啟式ODP (IP23)兩種.TEFC電機要比ODP電機壽命更長。紡織行業(yè)粉塵較大,電機的全封閉至關(guān)重要。同規(guī)格上開啟式ODP (IP23)電機的采購成本要遠小于全封閉強制風(fēng)冷式TEFC(IP54或IP44)電機,這就是部分生產(chǎn)商采用并回避標(biāo)明的主要原因,用戶需要謹(jǐn)慎對比。
油氣分離器
三級油氣分離器(離心、重力、過濾)保證了壓縮空氣品質(zhì),捧氣殘油量一般為2~5ppm,若分離器內(nèi)芯采用兩層過濾可以達到1ppm。但如用戶的系統(tǒng)終端殘油量需要小于1ppm,例如0.1ppm,則雙層過濾并不理想,因為雙層過濾是以犧牲管路壓力為代價的。無論2~5ppm還是lppm,其機組后都要添加精密過濾器,每一種過濾器芯都有壓降,額外的壓降意味著增加電能損耗。
氣量控制
傳統(tǒng)方式是節(jié)流式控制,主要有蝶閥、滑閥及其變形方式。由于這種方法在部分供氣時,主機壓縮比升高,而功率并不同比例下降,所以較耗能,并且氣量變化時閥一直處于動作狀態(tài),伺服機構(gòu)部件的增多將增加故障點。目前較多采用的是滿載/空載的調(diào)節(jié)方式,這種方式在部分供氣時采用同頻率的關(guān)閉進氣閥,使主機在滿載/空載兩種狀態(tài)下工作,較節(jié)流法節(jié)能很多。
空氣壓縮機系統(tǒng)布局
空氣壓縮機內(nèi)的系統(tǒng)布局,實際上可以反映出制造商的設(shè)計制造理念,同時也可以看出自主生產(chǎn)商和購件組裝生產(chǎn)商的不同,大多數(shù)非自主生產(chǎn)的生產(chǎn)商是無法作到部件的良好布局,僅僅是部件的簡單堆砌,各部件混裝于同一個空間中。好的布局應(yīng)當(dāng)是:螺桿空氣壓縮機內(nèi)部分冷室和熱室,使電機、電腦部分、空氣吸口處于冷室,以保證電機、電腦處于較好的工作環(huán)境,而空氣吸口可盡量保持吸到新鮮的冷卻空氣,以保證高的效率(吸入溫度每升高5℃,效率下降2%);主機和油分離器處于熱室,使得潤滑油中的水蒸汽不易冷凝成水,防止乳化,以保證良好的潤滑性能,同時在冬季機組也可以較快的預(yù)熱起來。主機中可以合理的冷熱交換氣流。
內(nèi)部管路聯(lián)接系統(tǒng)
主要有法蘭連接及管螺紋連接兩種。相對而言,采用法蘭連接可以多次拆裝無影響;而管螺紋連接多次拆裝后易產(chǎn)生泄漏。
潤滑油的用量及使用周期
潤滑油的用量反映機組的換熱效率的好壞;推薦使用周期取決于潤滑油的添加成分、油的本質(zhì)、機組冷卻效果的高低等等。一般采用礦物油的換油周期推薦為不大f4000小時,合成油為8000小時。油作為傳動、換熱、降噪、污染物的承載體,其使用周期不宣選擇過長(因為油本體壽命可能較長,但油品添加劑的壽命都有限);但過短的周期會為用戶的維護制造麻煩。
冷卻方式
1、風(fēng)冷與水冷在機器運行參數(shù)上沒有明顯區(qū)別,均適合長期連續(xù)運轉(zhuǎn)。
2、傳統(tǒng)觀念有水冷冷卻效果優(yōu)于風(fēng)冷的情況,這有兩方面原因:
(1)能夠在犬排量空氣壓縮機上采用風(fēng)冷方式的只有少數(shù)一些技術(shù)完備,工藝一流的國際大公司方能做到,故眾多不具備這方面能力的生產(chǎn)廠家長期在客戶認(rèn)識中灌輸水冷優(yōu)于風(fēng)冷的觀念,形成思維慣性。
(2)忽略用水冷方式對循環(huán)水質(zhì)的長期要求。
3、采用風(fēng)冷方式優(yōu)勢:
(1)無水冷卻循環(huán)系統(tǒng)的設(shè)備前期投資、維護以及對循環(huán)系統(tǒng)及水質(zhì)的長期依賴性。
(2)不需要定期為空氣壓縮機的水冷卻器進行清洗與維護,減少了因維護而停產(chǎn)的風(fēng)險。
(3)降低了前期投資及設(shè)備運行中的費用。
4.采用風(fēng)冷方式應(yīng)注意的事項:風(fēng)冷有對空氣的依賴,前期工作是要制作導(dǎo)風(fēng)罩,將空氣壓縮機的進捧風(fēng)導(dǎo)出機房室外,可避免高溫天因冷卻空氣在機房內(nèi)循環(huán)而造成的超溫停機。
換熱冷卻系統(tǒng)
1、空氣壓縮機的冷卻換熱系統(tǒng)是保證空氣壓縮機長期運行可靠性的重要分系統(tǒng),其系統(tǒng)效能的高低反映在捧氣溫度的高低,以及冷卻介質(zhì)的單位時間用量。若達到同等排氣溫度,而冷卻介質(zhì)的用量少,則意味著換熱效率高,用戶在循環(huán)介質(zhì)使用費用上的節(jié)約。
2、換熱器的材質(zhì)也是用戶需要考慮的,銅質(zhì)冷卻器的單位面積換熱效率較高,但不耐酸洗(水冷冷卻器長期使用有水垢的沉積,需要定期酸洗反沖除垢),易穿孔。現(xiàn)代比較優(yōu)秀的換熱器的材質(zhì)是不銹鋼。
電腦控制及空壓機聯(lián)網(wǎng)和中央遠程控制系統(tǒng)
真正意義上的專業(yè)控制器(可編程控制器PLC)應(yīng)當(dāng)具備有CPU、顯示器、完整輸入/出設(shè)備,具備現(xiàn)場編程功能,同時由模擬信號輸出轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號輸出,使聯(lián)機綜合控制具備真正意義。
有部分生產(chǎn)商的控制器,實際上是PC控制板,為模擬信號輸出,不具備現(xiàn)場編程功能,并非PLC可編程控制器,其內(nèi)部控制仍然用機械式壓力控制器來控制。所謂聯(lián)機控制也僅為模擬信號綜合應(yīng)用而已。表征之一就是大量的發(fā)光二極管。
用戶維護便利性
用戶維護上的便利性應(yīng)當(dāng)反映在:1、維護點是否集中在一處,維護者是否容易接近:2、各維護點上是否有方便用戶自主維護的措施。
分系統(tǒng)零件配置
空氣壓縮機是復(fù)雜的諸多分系統(tǒng)的綜合,其機組的好壞取決于各系統(tǒng)均能良好的運行,外在表征的特性主要由噪聲及運行可靠性兩項指標(biāo)反映。而各分系統(tǒng)的零件配置將起決定作用。“木桶效應(yīng)”——水桶能裝多少水,并不取決于最長的木片,而是取決于最短的木片。空氣壓縮機是個復(fù)雜的綜合系統(tǒng),其性能的好壞并不取決于采用了某種著名生產(chǎn)商的部件,而是設(shè)備中所采用的性能最不穩(wěn)定部件及設(shè)備各部件的總體布局。
商務(wù)及售后服務(wù)
1、產(chǎn)品的任何特殊質(zhì)保條款都應(yīng)當(dāng)是由產(chǎn)品制造商自己出具方有效力,在這方面代理是不可能代表生產(chǎn)商的。實際上國際空氣壓縮機行業(yè)約定質(zhì)保期為調(diào)試后12個月。
2、特殊的質(zhì)保條款都是暗含著大量對使用者的嚴(yán)格要求(有許多條款客觀上是客戶不容易做到的,例如:機組若出現(xiàn)故障,用戶不可以觸動任何部件),客戶應(yīng)當(dāng)確認(rèn)是否可以完全嚴(yán)格作到,否則毫無意義。因為用戶未來約束生產(chǎn)商的依據(jù)仍然是契約,這和合同在法律上是同等效力的,并不代表多一份契約就多了一份約束。實際上用戶在緊張的日常生產(chǎn)中是不可能去等待鑒定和維修的,用戶不但需要得到設(shè)備的所有權(quán),更應(yīng)當(dāng)?shù)玫阶灾魇褂脵?quán)、自主維護權(quán)等等。用戶在這方面需要謹(jǐn)慎,切不可掉進文字陷阱中。
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