螺桿壓縮機簡介

+

　　0 螺桿壓縮機的發(fā)展歷程

　　1937年，Alf Lysholm在SRM公司研制成功了兩類螺桿壓縮機試驗樣機，并取得了令人滿意的測試結(jié)果。1946年，位于蘇格蘭的英國James Howden 公司，第一個從瑞典SRM公司獲得了生產(chǎn)螺桿壓縮機的許可證。隨后，歐洲、美國和日本的多家公司也陸續(xù)從瑞典SRM公司獲得了這種許可證，從事螺桿壓縮機的生產(chǎn)和銷售。

　　最先發(fā)展起來的螺桿壓縮機是無油螺桿壓縮機，1957年噴油螺桿空氣壓縮機投入了應(yīng)用，1961年又研制成功了噴油螺桿制冷壓縮機和螺桿工藝壓縮機。經(jīng)過持續(xù)的基礎(chǔ)理論研究和產(chǎn)品開發(fā)試驗，通過對轉(zhuǎn)子型線的不斷改進和專用轉(zhuǎn)子加工設(shè)備的開發(fā)成功，螺桿壓縮機的優(yōu)越性能得到了不斷的發(fā)揮。

　　1 螺桿壓縮機的分類

　　螺桿壓縮機有多種分類方法：按運行方式的不同，分為無油壓縮機和噴油壓縮機兩類。

　　在無油螺桿壓縮機中，氣體在壓縮時不與潤滑油接觸。無油機器的轉(zhuǎn)子并不直接接觸，相互間存在一定的間隙。陽轉(zhuǎn)子通過同步齒輪帶動陰轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)，同步齒輪在傳輸動力的同時，還確保了轉(zhuǎn)子間的間隙。值得指出的是：所謂“無油”，指的是氣體在被壓縮過程中，完全不與油接觸，即壓縮機的壓縮腔或轉(zhuǎn)子之間沒有油潤滑。但壓縮機中的軸承、齒輪等零部件，仍是用普通潤滑方式進行潤滑的，只是在這些潤滑部位和壓縮腔之間，采取了有效的隔離軸封。

　　在噴油螺桿壓縮機中，大量的潤滑油被噴人所壓縮的氣體介質(zhì)中，起著潤滑、密封、冷卻和降低噪聲的作用。噴油機器中不設(shè)同步齒輪，一對轉(zhuǎn)子就像一對齒輪一樣，由陽轉(zhuǎn)子直接帶動陰轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。所以，噴油機器的結(jié)構(gòu)更為簡單。

　　1.1噴油螺桿壓縮機

　　噴油螺桿壓縮機用來壓縮各種工藝流程中的氣體，既包括CO2利N2這樣的惰性氣體，也包括像H2、He這樣的輕氣體，還包括一些化學性質(zhì)活潑的氣體，如HCI、CL2等。由于其要求相似，通常噴油螺桿工藝壓縮機是由噴油螺桿制冷壓縮機改制而成，運行于其設(shè)計工況之內(nèi)。

　　噴油螺桿工藝壓縮機的工作壓力由工藝流程確定，單級壓比可達10，排氣壓力通常小于4.5MPa，但最高可達9.0MPa，容積流量范圍為1~200m3/min。

　　1.2干式螺桿壓縮機

　　干式螺桿壓縮機可用來作為空氣壓縮機或工藝壓縮機，壓縮過程中沒有液體內(nèi)冷卻和潤滑。干式螺桿壓縮機轉(zhuǎn)速往往很高對軸承和軸封要求較高，而且排氣溫度也較高，單級壓比小。目前一般干式螺桿壓縮機的單級壓比為1.5~3.5，雙級比可達 8~10，排氣壓力通常小于2.5MPa，容積流量為3-500m3/min。

　　1.3噴水螺桿壓縮機

　　為了降低干式螺桿壓縮機的排氣溫度，提高單級排氣壓力，發(fā)展了向壓縮腔噴水的無油螺桿壓縮機。由于水不具有潤滑性故這類壓縮機中也設(shè)有同步齒輪，結(jié)構(gòu)基本與干式無油螺桿壓縮機相同。在壓縮腔與軸承、齒輪間，也需有可靠的軸封，以使噴入的水與潤滑油相隔離。

　　在其它場合，有時也使用向壓縮機內(nèi)噴入液體這一方法。例如，有些氣體在壓縮時，由于溫度或壓力的改變，可能發(fā)生聚合反應(yīng)，會在轉(zhuǎn)子和機殼上沉積一層塑料狀的薄層。在壓縮機運行的時候，這也許不會產(chǎn)生問題，但當壓縮機停止運行時，它就會將轉(zhuǎn)子“粘”在一起，從而造成壓縮機不能再次起動，另外，有些氣體混合物中含有像瀝青類的化合物時，也會產(chǎn)生同樣的問題，在這些情況下，可以向壓縮機人門噴入適當?shù)娜軇?，以沖掉這些化合物。溶劑的噴入可以是連續(xù)的，也可以在壓縮機停機前噴入。

　　2.《API 619-2004 石油、化工和氣體工業(yè)用螺桿壓縮機》定義

　　干式螺桿壓縮機：無需使用液體來密封轉(zhuǎn)子間隙和驅(qū)動從動轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)螺旋葉片壓縮機。

　　注1：轉(zhuǎn)子與轉(zhuǎn)子之間依靠每根轉(zhuǎn)子上的同步齒輪進行聯(lián)結(jié)，從動轉(zhuǎn)子由主動轉(zhuǎn)子通過同步齒輪驅(qū)動。

　　注2：干式螺桿壓縮機中轉(zhuǎn)子與轉(zhuǎn)子之間不發(fā)生接觸。

　　濕式螺桿壓縮機：在螺旋線封閉后向轉(zhuǎn)子空間噴入潤滑劑(與工藝氣兼容)的旋轉(zhuǎn)螺旋葉片壓縮機。

　　注1：該潤滑劑有利于密封轉(zhuǎn)子間隙并在轉(zhuǎn)子間建立油膜潤滑。在沒有同步齒輪的情況下，由一根轉(zhuǎn)子(陽轉(zhuǎn)子)直接驅(qū)動另一根轉(zhuǎn)子(陰轉(zhuǎn)子)。

　　注2：噴油螺桿壓縮機可能需要相對較高的進油溫度以防工藝氣冷凝。若無法維持適當油溫，可能導致潤滑油的乳化或污染。

　　3.干式螺桿壓縮機的應(yīng)用

　　噴液螺桿壓縮機由干式螺桿壓縮機發(fā)展而來，本質(zhì)上仍是一種無油壓縮機，適合作為工藝氣壓縮機使用。噴液螺桿壓縮機通過向壓縮腔內(nèi)噴人工藝水、工藝凝液等不污染工藝介質(zhì)的液體,克服了干式螺桿壓縮機排氣溫度高、單級壓比低、耗功大的缺點;低壓縮溫度還可以有效防止易聚合工藝介質(zhì)丁二烯等的聚合，提高螺桿壓縮機的適用性;同時噴入的液體也能對轉(zhuǎn)子起到一定的密封、潤滑和降噪作用，進一步改善機組性能。近年來，隨著對噴液螺桿壓縮機結(jié)構(gòu)設(shè)計和理論原理的深人研究，其工作性能得到了較大提升,在火炬氣回收、苯乙烯尾氣回收等工藝流程中得到了廣泛應(yīng)用。

　　4.《API 619-2004 石油、化工和氣體工業(yè)用螺桿壓縮機》其他要求

　　5.10.2 干式螺桿壓縮機

　　5.10.2.1 在由一個公用系統(tǒng)向兩臺或多臺機器(例如壓縮機，齒輪箱或電動機)供油的場合，負有機組責任的賣方需保證該公用系統(tǒng)向所有設(shè)備所供潤滑油的型號、等級、壓力和溫度是親和性的。

　　注：公用油系統(tǒng)中所用的潤滑油是通常是符合ISO3448 32級或46級的礦物油。潤滑油的親和性需要伸用者和公用系統(tǒng)供油的所有設(shè)備供應(yīng)商的一致同意。在一些情況中，可能有個別部件的要求有很大的差別。

　　5.10.2.2除非另有規(guī)定，軸承和軸承箱應(yīng)使用符合ISO3448的礦物油進行潤滑

　　5.10.2.3除非另有規(guī)定，干式螺桿壓縮機的壓力油系統(tǒng)應(yīng)遵照API614第1、2章的要求

　　5.10.2.4如有規(guī)定，與底座為整體的油箱應(yīng)符合API614第3章的要求

　　5.10.2.5如有規(guī)定，滿負荷功率的軸驅(qū)動油泵應(yīng)按API614的要求提供。

　　注：這個油泵通常由齒輪箱的低速軸驅(qū)動。

　　5.10.3 濕式螺桿壓縮機

　　5.10.3.1 通則

　　5.10.3.1.1 濕式螺桿壓縮機應(yīng)使用承壓油箱和分離罐。濕式螺桿壓縮機油系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)考慮下列因素：