編者按:此文所提到的水基潤滑螺桿空壓機新理念,是本刊編輯在與一位行業內的資深工程師交流時,他所主張和力推的。或許,這并不是一個完美的設計,也或許,在實現的過程中會有這樣或那樣的困難,但行業技術的發展,甚至人類的進步,不正是在這樣的探索和求證中實現的嗎?!這其實也是本刊編輯編發此文的初衷!如果您對此文中所提到的“水基潤滑螺桿空壓機”感興趣,可以與《壓縮機》雜志聯系,我們會提供給您這位資深工程師的聯系方式,我們只希望行業內的廣大同仁間能夠真誠交流、共同探索,攜手打造出一片螺桿空壓機的新天地!
水基潤滑螺桿空壓機的由來
螺桿空壓機分為干壓縮機和噴液壓縮機,噴液壓縮機有噴油、噴水、噴柴油等種類。
噴油螺桿壓縮機是噴液螺桿壓縮機中比例最大的一部分,占噴液壓縮機的90%以上,是最為普遍的螺桿壓縮機。噴水螺桿壓縮機多限于單螺桿壓縮機,價格是噴油螺桿壓縮機價格的3倍。噴柴油螺桿壓縮機主要用于煉油廠。
螺桿空壓機有一個最低排氣溫度限制:考慮到工況的穩定,為了保證空氣中所含水蒸汽絕對不能冷凝成水,排氣溫度應高出壓力露點溫度10℃左右。一旦在系統中出現冷凝水,會使壓縮機油進水乳化,使壓縮機銹蝕,軸承快速磨損。
噴油螺桿空壓機排氣溫度不得高于110℃,又應高出壓力露點溫度10℃左右,即必須在這兩個溫度之間運行。螺桿空壓機油在這個溫度范圍內氧化速度快,歷史上不乏由于螺桿空壓機油燃燒導致爆炸的事故。
水基潤滑螺桿空壓機是基于用含高效濃縮潤滑劑加10倍的蒸餾水取代壓縮機油,實現潤滑、冷卻、密封、清洗和降噪功能,使螺桿空壓機在40~50℃范圍內運行,
水基潤滑螺桿空壓機優點
1.排氣溫低,安全,不會像噴油螺桿空壓機那樣燃燒爆炸;
2.省電,壓縮過程是接近理想的等溫壓縮,耗電節省15%左右;
3.比油潤滑支持費用低(壓縮機油的費用+油過濾器+油氣分離器);
4.壓縮空氣含油很小,后處理除油簡單;
5.水基潤滑劑的抗磨功能和防銹功能不低于油基潤滑劑;
6.水基潤滑螺桿空壓機成本較低,適用范圍比水潤滑螺桿空壓機寬廣得多,可改造在使用的螺桿空壓機,使之節能運行。
2011年全國螺桿空壓機產量約20萬臺,功率約1000萬千瓦,年耗電400億千瓦時。若改水基潤滑后可節電40億千瓦時,相當于節省160萬噸標準煤。
水基潤滑螺桿空壓機是一個新的系統技術
其不同于一般的純水潤滑單螺桿螺桿空壓機,比其完善之處在于:
1.采用水基潤滑冷卻劑;
2.潤滑劑量的自動調整,水基潤滑劑在螺桿空壓機工作循環中隨被壓縮的空氣流動、混合、分離,水基潤滑劑中的蒸餾水會隨之因蒸發減少或因冷凝增加。雖然水在排氣壓力下的沸點較高(7Bar時162℃),由于壓縮空氣與潤滑劑的流動速度高,蒸發速度也較高。當因蒸餾水蒸發潤滑劑減少時,液位會低于整定液位,補水器會接受液位電信號自動補水。當因冷凝水增加,潤滑劑液位高出整定值,系統會自行調低冷卻風扇轉速,適當提高排氣溫度,使水蒸氣不再冷凝,蒸發作用加大,潤滑劑液位會降到正常整定高度。一般情況下,系統會把排氣溫度調整到油氣分離器內壓力露點以下運行,使冷凝水的增加速度與潤滑劑蒸餾水的蒸發速度持平,不需補水。當空氣干燥,相對濕度很低時,冷凝水的補充滿足不了蒸餾水的蒸發,補水器會自動補水。
3.濃縮潤滑劑ZLW與蒸餾水形成潤滑液(可加10倍純凈水,抗腐蝕性能,抗磨性能仍高于一般合成壓縮機油)。潤滑劑中的部分成分會產生一種化學吸附作用;或進而發生螯合作用從而形成一層致密而牢固的保護膜,使金屬得到良好的保護;特殊的合成油可使潤滑劑形成水包油和油包水的納米級、亞納米級微小團粒,使摩擦偶件的材料隔開,不直接接觸摩擦,使摩擦零件的摩擦面得到保護。潤滑劑的高抗磨功能機理就在于此。
4.水基潤滑螺桿空壓機與冷凍干燥機串聯,提供無油壓縮空氣;
5.冷凍干燥機的排水經過濾盒,部分引回
到補水容器,實現水的平衡。多余的冷凝水排走,在空壓機中揮發的水分得以回補,免去添加新蒸餾水的操作。
水基潤滑螺桿空壓機經濟效益極佳,配置新機可以提高空壓機的功能和性價比。改造在用的螺桿空壓機,節能和安全作用顯著。
水基螺桿空壓機是介于噴油螺桿空壓機和噴水螺桿空壓機之間的一種技術,具備兩者的優點,應用范圍寬廣,即將開創一個螺桿空壓機的新局面。
螺桿空壓機要走出電耗高,費用高的不足之處,水基潤滑螺桿空壓機幾乎是一個唯一的選擇。單螺桿做出了水潤滑螺桿空壓機,雙螺桿壓縮機的水潤滑,柴油潤滑只在工藝壓縮機方面有一些案例,但沒有形成氣候。為了降低雙螺桿空壓機電耗,筆者做了在動力空壓機領域用兩級壓縮取代單級壓縮的嘗試,但收效不大。用水基潤滑螺桿空壓機會使螺桿空壓機效率接近于離心和活塞空壓機。
水基潤滑螺桿空壓機配置蒸餾水回收系統,還可免去添加新蒸餾水的操作。
附:文中所提到資深工程師簡歷
周震賢,1942年生人,1961年就讀于西安交通大學動力工程系壓縮機專業,1967年分配到山東省濰坊生建機械廠工作,歷任技術員、裝配試車工、調度員、產品研究開發副工程師、工程師、高級工程師、設計室主任、研究所長、總工程師、山東省人事廳批準授予應用技術研究員資格(教授級)。1999年8月應聘于中德合資天津梅塞爾氣體工程公司,任技術總監。2001年8月應聘于中石化新星公司德州石油機械廠,任高級技術顧問。2002年8月應聘于中外合資石家莊國祥精密機械公司,任高級技術顧問。
其在壓縮機和往復泵方面,有獨到的研究方法和技術成果,是國內知名度較高的壓縮機專家。曾被國家技術監督局聘任為國家壓縮機標準技術委員會二、三、四屆委員,被國家科委認定為《國家級科技成果評審專家》列入《國家級科技成果評審專家數據庫》。是我國《壓縮機技術手冊》第六篇“壓縮機使用”的作者,該部分詳細論述了壓縮機的安裝、試運行、運行、維護修理及故障診斷,約10萬字。
研究工作涉及:1、 提高機車用空壓機可靠性研究;2 、解決DF11G用TSA-330A出廠前發現的異音問題;測03B056噪聲頻譜;與GHH談判,確定異音是軸系共振;3 、編寫螺桿壓縮機設計計算程序;4 、鑄鋁油氣筒研究及其應用點等。并在2005年建立濰坊節能潤滑技術有限公司,專門研究壓縮機節能與潤滑技術,有壓縮機用節能氣閥,專利號:ZL 2010 2 0143870.1。
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