螺桿式壓縮機

螺桿式壓縮機又稱螺桿壓縮機。20世紀50年代，就有噴油螺桿式壓縮機應用在製冷裝置上，由於其結構簡單，易損件少，能在大的壓力差或壓力比的工況下，排氣温度低，對製冷劑中含有大量的潤滑油（常稱為濕行程）不敏感，有良好的輸氣量調節性，很快佔據了大容量往復式壓縮機的使用範圍，而且不斷地向中等容量範圍延伸，廣泛地應用在冷凍、冷藏、空調和化工工藝等製冷裝置上。以它為主機的螺桿式熱泵從20世紀70年代初便開始用於採暖空調方面，有空氣熱源型、水熱泵型、熱回收型、冰蓄冷型等。在工業方面，為了節能，亦採用螺桿式熱泵作熱回收 ^[1]  。

螺桿式壓縮機常見的產品有螺桿式空氣壓縮機俗稱螺桿空壓機，螺桿式製冷壓縮機及螺桿式工藝壓縮機。

螺桿式壓縮機應用越來越廣泛，各種開啓式和半封閉式螺桿壓縮機已形成系列，後來又出現全封閉系列螺桿壓縮機。雙螺桿壓縮機簡稱螺桿壓縮機，由兩個轉子組成，而單螺桿壓縮機由一個轉子和兩個星輪組成，它們製冷和制熱的輸入功率範圍已發展到10-1000KW，基於螺桿式和單螺桿式壓縮機一系列優點，其研究和開發領域十分廣泛，性能優化潛力大。

螺桿壓縮機的優點如下：

1）可靠性高。螺桿壓縮機零部件少，沒有易損件，因而它運轉可靠，壽命長，大修間隔期可達4-8萬h.

2)操作維護方便。

3）動力平衡好。特別適合用作移動式壓縮機，體積小、重量輕、佔地面積少。

4）適應性強。螺桿壓縮機具有強制輸氣的特點，容積流量幾乎不受排氣壓力的影響，在寬廣的範圍內能保持較高的效率，在壓縮機結構不作任何改變的情況下，適用於多種工質。

5）多相混輸。螺桿壓縮機的轉子齒面間實際上留有間隙，因而能耐液體衝擊，可輸送含液氣體、含粉塵氣體、易聚合氣體等。

1）造價高。由於螺桿壓縮機的轉子齒面是一空間曲面，需利用特製的刀具在價格昂貴的專用設備上進行加工。另外，對螺桿壓縮機氣缸的加工精度也有較高的要求。

2）不能用於高壓場合。由於受到轉子剛度和軸承壽命等方面的限制，螺桿壓縮機只能用於中、低壓範圍，排氣壓力一般不超過3MPa。

3）不能用於微型場合。螺桿壓縮機依靠間隙密封氣體，一般只有容積流量大於0.2m3/min時，螺桿壓縮機才具有優越的性能 ^[1]  。

螺桿式壓縮機汽缸內裝有一對互相齧合的螺旋形陰陽轉子，兩轉子都有幾個凹形齒，兩者互相反向旋轉。轉子之間和機殼與轉子之間的間隙僅為5～10絲，主轉子（又稱陽轉子或凸轉子），通過由發動機或電動機驅動（多數為電動機驅動），另一轉子（又稱陰轉子或凹轉子）是由主轉子通過噴油形成的油膜進行驅動，或由主轉子端和凹轉子端的同步齒輪驅動。所以驅動中沒有金屬接觸（理論上）。轉子的長度和直徑決定壓縮機排氣量（流量）和排氣壓力，轉子越長，壓力越高；轉子直徑越大，流量越大。

螺旋轉子凹槽經過吸氣口時充滿氣體。當轉子旋轉時，轉子凹槽被機殼壁封閉，形成壓縮腔室，當轉子凹槽封閉後，潤滑油被噴入壓縮腔室，起密封。冷卻和潤滑作用。當轉子旋轉壓縮潤滑劑+氣體（簡稱油氣混合物）時，壓縮腔室容積減小，向排氣口壓縮油氣混合物。當壓縮腔室經過排氣口時，油氣混合物從壓縮機排出，完成一個吸氣——壓縮——排氣過程。

螺桿機的每個轉子由減摩軸承所支承，軸承由靠近轉軸端部的端蓋固定。進氣端由滾柱軸承支承，排氣端由一以對靠的賀錐滾柱支承通常是排氣端的軸承使轉子定位，也就是止推軸承，抵抗軸向推力，承受徑向載荷，並提供必須的軸向運行最小間隙。

工作循環可分為吸氣、壓縮和排氣三個過程。隨着轉子旋轉，每對相互齧合的齒相繼完成相同的工作循環。

螺桿壓縮機與活塞壓縮機相同，都屬於容積式壓縮機。就使用效果來看螺桿空壓機有如下優點：

1）可靠性高。螺桿壓縮機零部件少，沒有易損件，因而它運轉可靠，壽命長，大修間隔期可達4-8萬小時。

2）操作維護方便。螺桿壓縮機自動化程度高，操作人員不必經過長時間的專業培訓，可實現無人值守運轉。

3）動力平衡好。螺桿壓縮機沒有不平衡慣性力，機器可平穩地高速工作，可實現無基礎運轉，特別適合作移動式壓縮機，體積小、重量輕、佔地面積少。

4）適應性強。螺桿壓縮機具有強制輸氣的特點，容積流量幾乎不受排氣壓力的影響，在寬闊的範圍內能保持較高效率，在壓縮機結構不作任何改變的情況下，適用於多種工況。

螺桿式壓縮機和往復的重型水冷卻式壓縮機相比，每單位馬力的原始投資要低30%。這自然 在操作上，螺桿壓縮機是壓縮機中最簡單的類型之一。用噴油來控制壓縮機排氣温度是如此地有效，使得壓縮機的負荷允計在寬廣的範圍內變化。

這種壓縮機能用於壓縮潮濕冷凍劑，甚至在偶然出現帶液的情況也對壓縮機無絲毫影響。這種壓縮機沒有易損壞的氣閥，沒有需要用潤滑劑冼淨的滑動表面，也沒有任何部件受到過度的負載。

在開車時，壓縮機的油系統中不會產生泡沫。和往復式壓縮機不同，油箱內保持壓縮 機的排氣壓力，因此在開車時，油壓力的升高抵消油與冷凍劑形成泡沫的傾向。

油輸送到壓縮機內的温度應保持在製造廠推薦的範圍內。對壓縮機而言，這個範圍很寬，要求並不嚴格。但是，如果油温過低，由於油的粘度較高會使濾油器壓降增加到超過正常數值，從而影 響濾油器的壽命。如果油温過高，壓縮機的排氣温度可能超過允許範圍，而且油温每升高10℃，壓縮機容量也將相應降低 1%～1.5%。當然，利用手動閥或恆温閥調節油冷卻的給水是非常容易控制油温的。

在正常操作中，對於這種類型壓縮機唯一需要經常注意的是控制油的温度（可用自）、動閥門控制檢查濾油器的壓降，並在必要時更換濾油的元件，以及檢查油位高低。由此出發，大多數螺桿壓縮機操作者已經發現並不需要全日操作工，因此就大量地減少了設備的操作費用。

噴油螺桿壓縮機是一種牢固而簡單的機器，它所有的工作參數都具有較大的安全儲備能力。壓縮機系統一般都配置有保護裝置，當出現油壓、壓縮機的排氣壓力和壓縮機的排氣温度方面的事故時都能保證壓縮機的安全。 對於其他方面如低的吸入壓力和油温，可裝設保護裝置，以適應有關設備的特性。是由於螺桿式壓縮機每單位馬力的體型較小，轉速較高，而且要製造加工的部件較少 ^[1]  。

壓縮機一旦發生故障，對壓縮機原理和結構有比較熟悉的瞭解，那麼對故障原因的分析及排除是不困難的。對故障的分析應從最容易、最方便的地方着手。以下介紹幾種常見故障的分析及處理方法。

螺桿式空壓機高温的檢修

前提是機房温度在許可的範圍內，油位是在正常狀態（請參考隨機説明）。

首先確認是否機器測温元件有故障，可以用另外的測温儀器進行校對，如果確認測温元件無問題，然後檢查油冷卻器進出口的温差，正常在5~8度之間。

温度如果大於此範圍，説明機油流量不足，油路有堵塞，或温控閥未完全開啓，請檢查機油濾清器（用替代油濾要考慮是否流量不足），有前置初濾的請檢查。有些機型有機油流量調節的請先調節到最大，檢查温控閥是否正常，可以取下閥芯，封閉温控閥的一端，強迫機油全部通過冷卻器，如果以上方式未能解決，就要考慮油路是否有異物堵塞。

如果温差小於正常範圍，證明是散熱不良，水冷機請檢查是否進水量不足，進水水温是否過高，是否冷卻器結水垢（水路部分），是否冷卻內有油垢（油路部分），風冷請檢查是否散熱器太髒，是否散熱風扇異常，風量不足，有風管的是否風管堵塞，是否風管太長，未加接力風扇，接力風扇未開啓或者接力風扇故障。是否散熱器內有油垢。

如果温差在正常範圍，機器依然高温，説明機頭的發熱量超出正常範圍，應檢查是否超壓運行，是否油品不對，是否油質老化，是否機頭軸承問題甚至端面摩擦。

另外，有斷油閥（也有人稱供油閥、停油閥）的，要檢查是否有故障，斷油閥故障一般會開機就跳，温度直線上升。

1.故障現象：機組排氣温度高（超過100℃）

· 機組潤滑油液位太低（應該從油窺鏡中能看到，但不要超過一半）；

· 油冷卻器髒，需採用專用清洗劑進行除油垢處理；

· 油過濾器芯堵塞，需更換；

· 温控閥故障（元件壞）， 清洗或更換；

· 風扇電機故障；

· 冷卻風扇損壞；

· 排風管道不暢通或排風阻力（背壓）大；

· 環境温度超過所規定的範圍（38℃或46℃）；

· 温度傳感器故障；

· 壓力錶是否故障（繼電器控制機組）。

2.故障現象：機組油耗大或壓縮空氣含油量大

· 潤滑油量太多，正確的位置應在機組加載時觀察，此時油位應不高於一半；

· 回油管堵塞；

· 回油管的安裝（與油分離芯底部的距離）不符合要求；

· 機組運行時排氣壓力太低；

· 油分離芯破裂；

· 分離筒體內部隔板損壞；

· 機組有漏油現象；

· 潤滑油變質或超期使用。

3.故障現象：機組壓力低

· 實際用氣量大於機組輸出氣量；

· 放氣閥故障（加載時無法關閉）；

· 進氣閥故障，無法完全打開；

· 最小壓力閥卡死，需清洗、重新調整或者更換新件；

· 用户管網有泄漏；

· 壓力開關設置太低（繼電器控制機組）；

· 壓力傳感器故障；

· 壓力錶故障（繼電器控制機組）；

· 壓力開關故障（繼電器控制機組）；

· 壓力傳感器或壓力錶輸入軟管漏氣。

4.故障現象：機組排氣壓力過高

· 進氣閥故障，需要清洗或更換；

· 壓力開關設置太高（繼電器控制機組）；

· 壓力傳感器故障；

· 壓力錶故障（繼電器控制機組）；

· 壓力開關故障（繼電器控制機組）。

5.故障現象：機組電流大

· 電壓太低；

· 接線鬆動，檢查有無發熱燒焦的痕跡；

· 機組壓力超過額定壓力；

· 油分離芯堵塞，需更換；

· 接觸器故障；

· 主機故障（可拆下皮帶用手盤車數轉檢查 ）；

· 主電機故障（可拆下皮帶用手盤車數轉檢查 ），並且測量電機的啓動電流。

6.故障現象：機組無法啓動

· 熔斷絲壞；

· 温度開關壞；

· 檢查主電機或者主機是否有卡死的現象，以及電機是否反轉；

· 主電機熱繼電器動作，需復位；

· 風扇電機熱繼電器動作，需復位；

· 變壓器壞；

· 故障未消除（PLC控制機組）；

· PLC 控制器故障。

7.故障現象：機組啓動時電流大或跳閘

· 用户空氣開關問題；

· 輸入電壓太低；

· 星三角轉換間隔時間太短（應為 10—12秒）；

· 進氣閥故障（開啓度太大或卡死 ）；

· 接線鬆動，檢查有無發熱的痕跡；

· 主機故障（可拆下皮帶用手盤車數轉檢查）；

· 主電機故障（可拆下皮帶用手盤車數轉檢查）並且再次開機測量啓動電流。

8.故障現象：風扇電機過載

· 風扇變形；

· 風扇電機故障；

· 風扇電機熱繼電器故障（老化），需重新調整或更換新件；

· 接線鬆動；

· 冷卻器堵塞；

· 排風阻力大。

9.故障現象：主機卡死，造成機組跳機

· 機組採用了劣質的潤滑油，在高温高壓下使主機摩擦阻力加大，造成主機咬死；

· 主機的軸承長時間使用，需要更換；

· 皮帶或者對輪的安裝不正確 ^[1]  。