迎接我國(guó)螺桿壓縮機(jī)發(fā)展的新時(shí)代

翁有為

（上海開山氣體壓縮機(jī)銷售有限公司，上海 200040）

近年來，螺桿壓縮機(jī)的各項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)，正在被越來越多的人們所認(rèn)知，被廣泛應(yīng)用在低壓、大輸氣量以及氣體中含水、含粉塵、含腐蝕性介質(zhì)和變分子量的工況條件下。但是，對(duì)螺桿壓縮機(jī)的設(shè)計(jì)、制造技術(shù)的創(chuàng)新，在市場(chǎng)爭(zhēng)奪中經(jīng)常被忽視；對(duì)螺桿壓縮機(jī)的一些固有缺陷，在實(shí)際使用中被習(xí)以為常。比如：螺桿壓縮機(jī)的低效率和大噪音，對(duì)機(jī)組運(yùn)行事故的不可預(yù)控和二次事故的難于阻止等等。但實(shí)際上，這種狀況正在發(fā)生根本性的變化。變化主要來自以下諸方面：

1 核心技術(shù)的形成和掌控

大家都知道，決定螺桿壓縮機(jī)性能的，關(guān)鍵是轉(zhuǎn)子的型線。目前國(guó)內(nèi)在用的大都是SRM型線，甚至是最原始的對(duì)稱圓弧型線，存在的主要缺陷是效率低、噪音大。但是有一種型線正在中國(guó)悄然形成：首先，它誕生在國(guó)外，得到國(guó)外各著名螺桿品牌公司的認(rèn)可和應(yīng)用，目前全世界的15%螺桿壓縮機(jī)在應(yīng)用它，被命名為“T型線”；然后，跟隨著它的發(fā)明人回到了中國(guó)，并根據(jù)中國(guó)制造業(yè)的國(guó)情，做了進(jìn)一步的優(yōu)化，被命名為“Y型線”。Y型線為世界最新一代雙邊非對(duì)稱型線，因?yàn)樗哂懈侠淼男孤┤切巍⒏痰慕佑|線、更小的排氣封閉容積，轉(zhuǎn)子便于加工，轉(zhuǎn)子的加工精度與設(shè)計(jì)要求完美契合，螺桿主機(jī)具有卓越的容積效率和絕熱效率，使得壓縮機(jī)效率大幅提升，機(jī)組比功率居于國(guó)際領(lǐng)先水平。中國(guó)有了自己的核心技術(shù)，如圖1、圖2。

圖1 430m3／min排氣量國(guó)內(nèi)在用的轉(zhuǎn)子外型及尺寸

相比于國(guó)內(nèi)通用的對(duì)稱圓弧或SRM型線，Y型線具有以下優(yōu)勢(shì)：

1）對(duì)于同樣排氣量的壓縮機(jī)，Y型線泄露三角形的面積是對(duì)稱圓弧或SRM型線的2.6%，具有更高的容積效率；

2）對(duì)于同樣排氣量的壓縮機(jī)，Y型線排氣流速比對(duì)稱圓弧或SRM型線降低35%，在排氣阻力損失大幅下降而具有更高的效率的同時(shí)有效降低排氣噪聲；

圖2 430m3／min排氣量的Y－2轉(zhuǎn)子的外型及尺寸

3）Y型線具備優(yōu)越的加工性能，能確保型線加工的精確性，進(jìn)一步減少齒間泄露；

4）Y型線去除了對(duì)稱圓弧或SRM型線齒頂?shù)木匦蚊芊鈼l（筋），同時(shí)對(duì)于同樣排氣量的壓縮機(jī)，Y型線的齒頂速度大為降低，這些都顯著降低了齒形噪音；

5）對(duì)于同樣排氣量的壓縮機(jī)，Y型線的轉(zhuǎn)子更小但具有更大或相當(dāng)?shù)某鲚S軸徑，轉(zhuǎn)子軸剛性更好；

綜上所述，大型氣體螺桿壓縮機(jī)采用最新一代Y型線，在擁有更高主機(jī)效率的同時(shí)，振動(dòng)更小、噪音更低。

2 完善的組合設(shè)計(jì)保障核心技術(shù)優(yōu)勢(shì)的進(jìn)一步發(fā)揮

俗話說“寶馬配好鞍”，“紅花尚需綠葉扶”。除了轉(zhuǎn)子型線，注重其他方面的技術(shù)跟進(jìn)，也很重要。

1）工藝氣在工藝流程中，經(jīng)常遇到的問題是流量變化。最原始的解決方法是“打回流”，讓電機(jī)白做了氣體的“壓縮功”，浪費(fèi)電能；其次辦法是采用變頻電機(jī)，增加投資費(fèi)用不說，自身還得費(fèi)點(diǎn)電。如果在壓縮機(jī)機(jī)身上采用“流量調(diào)節(jié)閥”，利用轉(zhuǎn)子在閉合壓縮前，把多余的氣體回吐的辦法，來減少排氣量，使被回吐的氣體不參與“壓縮功”，自然達(dá)到了節(jié)能的效果。

2）工藝氣根據(jù)其流程的不同，排氣壓力（或壓比）差異各不相同。針對(duì)用戶的實(shí)際應(yīng)用工況，優(yōu)化氣體壓縮機(jī)的排氣孔口，設(shè)計(jì)并加工匹配項(xiàng)目實(shí)際工況的排氣孔口，獲得最佳的容積比Vi，使得壓縮機(jī)壓縮終了壓力與用戶需求壓力匹配，避免了過壓縮及欠壓縮工況的發(fā)生，杜絕不必要能耗的同時(shí)有效降低因設(shè)計(jì)不當(dāng)產(chǎn)生的振動(dòng)及噪聲。

同時(shí)，Y型線的設(shè)計(jì)充分考慮了排氣通道的通流面積，在中、低壓力工況下同時(shí)設(shè)立軸向排氣孔口及徑向排氣孔口，進(jìn)一步加大了排氣通流面積，顯著降低排氣流速，大大減少排氣流動(dòng)損失，提高了氣體壓縮機(jī)的效率。

3）改變了國(guó)內(nèi)一般采用的，轉(zhuǎn)子尺寸固定，以變速改變輸氣量的方法。其好處在于：轉(zhuǎn)子可系列設(shè)計(jì)，在任意氣量下，實(shí)行電機(jī)和壓縮機(jī)的直聯(lián)，避免了齒輪箱，沒有由此而帶來的機(jī)械損耗、噪音源和故障點(diǎn)；工藝氣體螺桿壓縮機(jī)的噪聲主要由進(jìn)氣噪聲、排氣噪聲及齒形噪聲等組成。

3 排除一切不可控因數(shù)保障機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)的高可靠性

大型設(shè)備運(yùn)行的高可靠性是首要條件。然而來自自然環(huán)境、突發(fā)事件等不可控因數(shù)，時(shí)時(shí)給機(jī)組的生產(chǎn)、運(yùn)行、維護(hù)等過程帶來不利，甚至事故。防患于未然必須放在源頭。

1）按國(guó)際氣體螺桿壓縮機(jī)的制造慣例，轉(zhuǎn)子采用整體鍛造的制造工藝，從根本上杜絕鑲軸工藝中不可掌控的人為缺陷（裝配精度、焊接質(zhì)量、保溫溫度等方面偏差），有效防止轉(zhuǎn)子變形、斷軸事故的發(fā)生。轉(zhuǎn)子采用整體鍛造，整體加工，轉(zhuǎn)子性能穩(wěn)定性及一致性更好，對(duì)于惡劣工況及變工況具備更強(qiáng)的適應(yīng)性。

2）按國(guó)際氣體螺桿壓縮機(jī)的制造慣例，壓縮機(jī)組安裝運(yùn)行安全的檢測(cè)、報(bào)警系統(tǒng)。如：轉(zhuǎn)子的軸振動(dòng)、軸位移檢測(cè)，可在第一時(shí)間對(duì)高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子細(xì)微變化做出及時(shí)反應(yīng)，防止轉(zhuǎn)子走位事故的發(fā)生，更可防止轉(zhuǎn)子間碰、咬等二次事故的發(fā)生。舍棄了用檢測(cè)軸承溫度的變化來判斷轉(zhuǎn)子走位的不夠科學(xué)的方法。

3）推力軸承改變傳統(tǒng)的球面結(jié)構(gòu)，采用先進(jìn)的可傾瓦結(jié)構(gòu)，減少人工拂刮的誤差，使得安裝、調(diào)試更方便，機(jī)組運(yùn)行更可靠。

4）按國(guó)際氣體螺桿壓縮機(jī)的制造慣例，壓縮機(jī)采用整體撬裝形式交貨，盡可能減少和避免到用戶現(xiàn)場(chǎng)拼接儀表、連接線路；裁焊、排接、酸洗管道等環(huán)節(jié)，方便安裝、調(diào)試。

世界在進(jìn)步，中國(guó)的裝備制造業(yè)也在進(jìn)步。開發(fā)和掌控螺桿壓縮機(jī)的核心技術(shù)，“為民族工業(yè)造芯”，必將成為中國(guó)螺桿壓縮機(jī)制造企業(yè)的核心使命。