螺杆空压机在锌冶炼系统中的应用

螺杆空压机在锌冶炼系统中的应用

曾晓萍

白银有色集团股份有限公司西北铅锌冶炼厂 甘肃白银 730900

摘要：西北铅锌冶炼厂在整个锌冶炼生产工艺过程中，需要压缩空气来服务生产。建厂以来，压缩设备一直采用的是活塞式空压机。由于活塞式空压机结构复杂，效率低，噪音大，年久磨损使得机械、电气故障点多，工艺已经落后，不能很好的服务生产。针对我厂节能技术改造项目的深入展开，压缩机设备由活塞式空压机陆续更新为螺杆式空压机。螺杆空压机设备在使用过程中，我们不断学习专业理论知识，解决实际运行问题，总结维护、维修及节能经验，为螺杆空压机安全生产运行提供了有力的保障依据。

关键词：螺杆空压机；原理；维护保养；常出故障及原因；节能及效益

1. 螺杆空压机

螺杆空压机是利用改变压缩容积来提升气体压力的的机械，与传统的活塞空压机相比，螺杆空压机最突出的优点是可靠性高，此外无振动，噪音易消除，排气纯净。

螺杆空压机组为箱式结构，其集气、油、电、冷却系统及仪控为一体。无需作专门的基础来安装机组，也无需用地脚螺栓来固定，机组只需一平整的混凝土平地，能承受负荷即可。在设计中坚持低音设计原则，噪音水平较低。最新设计确保系统温度及压缩空气温度低，保证所有部件均达到最佳冷却效果及最高使用寿命。特有的V形皮带、轴连接自动张紧装置确保皮带松紧度始终合适，在空载及启动时降低皮带负荷，大大减少打滑现象，并在正常操作期间完全无需维护。大尺寸的入口筛检程式、油筛检程式和精细分离器确保最佳压缩空气质量。可以根据用户系统的生产需要情况自动加载、卸载，起到了良好的节能作用。根据保养时间定时进行维护，方便、可靠。

螺杆空压机均装有本体控制器，通过控制器的操作面板，操作人员可以就地控制单台压缩机的起停、查看运行状况、设置运行参数等。控制器实际上就是一个将物理量（包括电压、电流、温度、压力等）采集、分析、处理、反馈的模数转换集成控制器，电路板实现免维护，体积小、重量轻、性能稳定可靠、使用寿命长。另外，控制器留有一个RS-485通信接口，支持Modbus RTU协议，为实现压缩机组的集中监控提供了条件。根据集成需要，可以将所有空压机站整体进行PLC集中监控，实现远程自动化操作运行。

2. 原理

1、压缩原理

螺杆空压机的压缩过程分为吸气过程、压缩过程、压缩气体与喷油过程、排气过程四个过程。

(1) 吸气过程：电机驱动转子，主从转子的赤沟空间在转至进气端壁开口时，其空间大，外界的空气充满其中，当转子的进气侧端面转离了机壳进气口时，在齿沟间的空气被封闭在主、从转子与机壳之间，完成吸气过程。

　　(2) 压缩过程：在吸气结束时，主、从转子齿峰与机壳形成的封闭容积随着转子角度的变化而减少，并按螺旋状移动，此为“压缩过程”。

　　(3) 压缩气体与喷油过程： 在输送过程中，容积不断减少，气体不断被压缩，压力提高，温度升高，同时，因气压差而变成雾状的润滑被喷入压缩腔，从而达到压缩、降低温度、密封、润滑的作用。

　 （4）排气过程：当转子的封闭齿峰旋转到与机壳排气口相遇时，被压缩的空气开始排放，直到齿峰与齿沟的吻合面移至排气端面，此时齿沟空间为零，即完成排气过程。与此同时，主从转子的另一对齿沟已旋转至进气端，形成最大空间，开始吸气过程，由此开始一个新的压缩循环。

三、维护保养

为了使得螺杆空压机安全、可靠、经济、高效的运行，维护保养是极其重要的一项工作，通过实际工作所结，我们将维护保养分为日常维护和定期维护。

日常维护内容：

1、开机前检查油位是否合适，吸气软管、油气分离器、管路接头等有无跑、冒、滴、漏现象，安全阀的状态，皮带磨损情况(目测)及检查产气回路、控制气路、油路、电气连接线有无松动、脱开。

2、开机后检查有无异常声音；

3、运行过程中注意观察最终温度、最重压缩压力及总管压力的变化。

4、卸、负载时注意观察压差的变化范围。

5、每天用压缩风吹扫空气冷却器及油冷却器，保持冷却器清洁、畅通。

6、停机后，打开放油阀排放冷凝水，防止油乳化。

定期维护内容：

1、空气过滤器芯的保养

空气过滤器芯是滤除空气尘埃污物的部件，过滤后的干净空气进入螺杆转子压缩腔压缩。如果空滤芯堵塞破损，大量的颗粒物进入螺杆机内循环，不仅大大缩短油过滤器芯、油分离器芯的使用寿命，还会导致大量颗粒物直接进入轴承腔，加速轴承磨损，使转子间隙增大，压缩效率降低，温度升高，甚至转子咬死。对于空气过滤器芯的保养，要根据环境情况2000h定期吹扫或者更换。

2、油过滤器芯的保养

油过滤器其功能是除去油中的杂质。如金属微粒、灰尘、油之劣化物等，保护轴承及转子的正常运行。需要每2000小时更换油过滤器芯，若油过滤阻塞，则可能导致喷油量不足影响主机轴承使用寿命，机头排气温度升高（甚至停机）。

3、油气分离器芯的维护更换

油气分离器芯是将油与压缩空气分离的部件，正常运行下，油气分离器芯的使用寿命在4000小时左右，但润滑油的品质及空气的过滤精度对其寿命有巨大的影响。油气分离器芯在到期或者前后压力差超过0.1Mpa后必须予以更换，否则会造成电机过载，温度升高，油气分离器芯破损、跑油。

4、换油

螺杆空压机油的好坏对喷油螺杆机的性能具有决定性的影响，良好的油品具有抗氧化、稳定性好、密封、换热、防腐性能。每运行4000小时更换新油。空压机油在使用过程中必须经常检查，发现油位线太低时应及时补充新油，油使用中也必须经常排放冷凝水。 润滑油严禁不同品牌油混合使用，也不能超期使用，否则油品质下降，润滑性不良，闪点降低，极易造成高温停机，引起油品自燃。

四、节能及效益

供风设备在我厂技术改造创新中由活塞式空压机更新为螺杆空压机，螺杆空压机在投入使用的过程中，得到了良好的节能效益和经济效益，具体对比情况如下：

1、原活塞式空压机冷却方式采用水循环冷却，螺杆空压机采用自然风冷却，相比较，每个季度节约用水453吨，每个季度节约用电23万度，大大降低了生产成本。

2、原活塞式空压机持续产气，螺杆空压机根据用户需求量自动卸、负载，相比较，节约风源21%，减少资源浪费。

3、原活塞式空压机持续带负荷做功，螺杆空压机卸载时空载，相比较，节约电能3%左右，一定程度上降低电耗。

4、原活塞式空压机产气效率在80%左右，多开设备才能满足用户需求，螺杆空压机产气效率在90%以上，易满足用户需求。

5、原活塞式空压机采用同步机拖动，转子需加直流励磁电流激磁，螺杆空压机采用异步机拖动，转子无需激磁，维护、维修方便，故障率降低。

6、原活塞式空压机维修量大而复杂，螺杆空压机备件更换简易方便。

7、原活塞式空压机检测采用物理表计，螺杆空压机采用智能控制器，将物理量（包括电压、电流、温度、压力等）采集、分析、处理、反馈的集成控制器，具有自测功能，将检测结果及运行情况直观反映在控制面板上，电路板实现免维护，体积小、重量轻、性能稳定可靠、使用寿命长。

8、螺杆空压机的油气分离系统比活塞式空压机设计更科学、合理，产出的压缩空气含水量、含油量在2mg/m³以下，提高了用户的使用质量。

9、螺杆空压机的工艺连锁保护功能比活塞式空压机强大，提高了设备运行的稳定、安全、可靠性。

结束语

遵循“节能减排”、“挖潜增效”、“低碳经济”、“绿色环保”宗旨，是企业持续、稳定发展的立根之基；技术创新是企业发展的动力之源。我厂的生产经营依托于“基”和“源”,更在于铅、锌人的敬业、实干，更要积极推进技术改造，勇于创新，不断引进新技术、新工艺，全面完成我厂各项生产经营任务，实现产业升级，提升企业核心竞争力！