螺桿式空氣壓縮機在鶴煤三礦的應用

李勇（河南煤化集團鶴壁煤業公司八礦，河南 鶴壁 458020）

1 壓縮機的安裝

機組安裝機房必須有足夠空間和良好的通風，機組上方的凈高應大于2.5m，四周應大于2m的凈空間。機組運轉時振動小，不需要做基礎，其放置的地面應平整，地下應為硬質土壤，地面應用混凝土抹平。壓縮機主管路應有有1-2°的坡度，最低處應裝設自動泄水閥，以利于管路中凝結水排出，支線管路必須從主管路的頂端接出，避免管路中冷凝水沿管路下流至機組中。

1.1 壓縮機的安裝

壓風機房是嚴格按照標準化建設的，原3臺活塞式壓縮機基礎是高出地面200mm的混凝土平臺基礎，現只需將原地基拆除，按新壓縮機尺寸用20#槽鋼做成架子作為基礎，在架子與四周之間開兩條400mm×500mm的溝槽，用以出風管、冷卻管敷設及方便機組停車、換油或檢修時油、水能從溝槽流出。為了保證有兩臺壓縮機運行，先將3#壓縮機拆除，并將4#壓縮機基礎做好。基礎做好后，用吊車將3#、4#壓縮機放置在各自基礎上并找正。4#壓縮機自配風包，壓縮機與主管路間設止回閥，當3#、4#壓縮機安裝好并試運轉正常后，用3#、4#壓縮機給井下供風，1#、2#再按3#、4#的方法做基礎、安裝、試車。

1.2 高壓電源柜的安裝

將原電源柜更換為具有“五防”功能的電源柜，在壓風機房重新挖電纜溝并硬化，按二回路進線柜—3#、4#壓風機電源柜—母線聯絡柜—母線隔離柜—1#、2#壓風機電源柜—一回路進線柜的順序把6面開關柜排列整齊安裝到位，并裝上真空手推式斷路器小車，各開關柜處于斷開狀態。將4面啟動柜按順序安裝一排。連接二回路內二路進線柜、3#、4#壓風機電源柜間相互連接的母線段，將3#、4#啟動柜與3#、4#電源柜連接。根據負荷大小對各開關進行整定，整定后再對各開關進行一次全面檢查，無問題后，安裝即可結束。

2 壓縮機系統構成及特征

機組主要由壓縮機、電動機、氣路系統，電氣控制調節系統及安全保護系統構成，所有部件均安裝在高強度結構的底架上，組成一個動力、控制一體的完整空氣壓縮機箱式機組。

2.1 壓縮機特征

FHOG-480W型空氣壓縮機長3500mm，寬2250mm，高2150mm；容積流量60.0m3/min；工作壓力0.8MPa；壓縮機級數為單級；環境溫度為-5-+45℃；冷卻方式為水冷；進水溫度≤20℃；進水壓力為0.35-0.40MPa；排氣溫度≤40℃；潤滑油量200L；噪音80-82dB(A)；電源為6000V，3相，50HZ；電機功率355KW；啟動方式為Y-△啟動；出口管徑6寸；冷卻水進出口管徑4寸。

2.2 氣路系統

氣路系統包括：空氣濾清器、卸載閥、壓縮機、單向閥、油氣分離器、最小壓力閥、冷卻器、氣水分離器、排氣管、排氣閥、安全閥。

2.3 油路系統

油路系統包括：油箱、油冷卻器、機油濾清器、斷油閥、溫控閥等。油氣分離器的下部容積起油箱作用，并有加油孔、放油塞和油位計。借助濾芯的當前壓力與主機噴油口所產生的壓力差來實現潤滑油的循環。

2.4 電氣控制調節系統

電氣系統基本上由低壓電器元件組成，電器元件在一個預制金屬電控箱內，電控箱檢修方便。控制方式分為PLC控制電路和常規控制電路。主電路（包括主控制回路），用Y-△啟動控制。另一部分與其他機械部分組成調節系統。調節系統的功能是通過電動器件和機械器件的組合作用，并按用氣量多少實現對機組的啟動、負載、卸載、停機以及再啟動的調節控制，并對壓縮機油氣超溫、氣超壓、電氣故障、電氣接線、缺相反相、電機過載、風機過載、斷油、水冷失水自動停機等進行保護。

2.5 安全保護系統

安全保護是壓縮機控制線路中的重要部分，保證壓縮機在非正常情況下及時停機，對主機起到安全保護作用。在非正常情況下，下列保護傳感開關中的任何一個都可以觸發安全系統動作停機。主要有下列保護：

1、溫度保護；2、壓力保護；3、過電流保護；4、斷相與相序保護；5、斷水保護；6、機油濾清器堵塞保護。

3 壓縮機工作原理

壓縮機主機由一個圓柱螺桿和兩個對稱布置的平面星輪組成的嚙合副裝在機殼內部組成。螺桿螺旋槽，機殼內壁和星輪片齒面構成封閉的基元容積。

3.1 吸氣過程：壓縮機運轉時，螺桿帶動星輪齒依次循環與螺旋槽嚙合，于此同時空氣由吸氣腔進入螺桿槽空間，螺桿吸氣端的齒槽均與吸氣腔相通，此時各齒槽均處于吸氣過程，當螺桿轉到一定位置時，齒槽空間被與之相嚙合的星輪片齒所擋住，與吸氣腔斷開，吸氣過程就此結束。

3.2 壓氣過程：吸氣過程結束后，螺桿繼續轉動，當星輪齒進入螺桿槽相互嚙合后，隨著星輪齒在蝸桿槽內與之相對滑動，壓縮空氣的同時噴出霧化的潤滑油，隨著星輪片齒沿螺桿齒槽的持續推進，基元容積開始逐漸縮小，實現了空氣的壓縮過程，直到基元容積與排氣口連通的瞬時為止壓氣過程才結束。

3.3排氣過程：當基元容積與排氣口相通后，星輪齒運行到設計壓力的位置時，隨著螺桿的繼續回轉，進行氣體的排出過程，將壓縮后，具有一定壓力氣體開始從殼體上的三角口排氣至排氣管。

4 壓縮機應用效果

4.1 運行穩定可靠。螺桿式空壓機比活塞式空壓機在技術上有很大的進步，在壓縮過程中，利用自身產生的壓力差，可不斷地向壓縮室及軸承注入潤滑油，注入的潤滑油可在轉子之間形成油膜，起到密封作用，運行穩定性、可靠性較高。

4.2 能耗低，效率高。螺桿式空壓機設計加工精細化程度高，保證了其合理的電能消耗，保證了其較高的效率。活塞式空壓機因設計原理的因素使得其實際消耗的電能比技術參數偏高，

4.3 智能化、低成本管理。螺桿式空壓機完全智能化控制，使用的高精度電子傳感器可準確地采集各種數據，使機器按照合理壓力要求、溫度要求，各種保護要求進行智能化管理。采用微電腦控制，操作簡單，各種保護齊全可靠，管理成本遠遠低于活塞式空壓機。

4.4 噪音低。螺桿式空壓機采用了降噪音外殼箱體，其噪音大部分被吸收，從而機組整體噪音較低。

4.5 出氣質量高。螺桿式空壓機的出氣含油量遠遠低于活塞式空壓機，使后端氣源設備使用壽命大大延長，保護了井下氣動設備和工具。

4.6 安裝、移動方便。螺桿式空壓機采用箱式結構，整體安裝，安裝簡便，結構緊湊，無需做基礎，移動方便。活塞式壓縮機安裝需做水泥基礎，安裝成本較高。

4.7 動平衡較好。陰陽轉子相互嚙合，動力平衡較好，振動小。

4.8 維修簡便、維修量少。日常運行中僅需定期更換空氣濾清器濾芯、油過濾器濾芯、油氣分離器濾芯和壓縮機油，整機箱式罩殼能快速拆卸，更換零件方便。

5 存在的缺點

冷卻方式為水冷，用水量較大，必須保證可靠的供水；壓縮機無水溫指示，需增加水溫指示；備件更換周期短，備件價格昂貴，使用成本較高；水冷卻器對水質要求高，使用中易堵塞，需經常清洗。

6 結語

該壓風機為單螺桿式壓縮機，采用先進的技術設計和制造工藝，投入使用以來，應用情況良好，運行狀態平穩，日常運行中僅需定期更換空氣濾清器濾芯、油過濾器濾芯、油氣分離器濾芯和壓縮機油，整機箱式罩殼能快速拆卸，更換零件方便，機組采用PLC控制，有LED顯示，控制系統操作簡明易懂，方便對機組進行操作控制，減少了設備維護工作量，為設備的安全連續運轉提供了，及時滿足了井下生產、壓風自救用風需求，保證了鶴煤三礦能及時由三水平進入四水平生產。

[1]鄭雷飛.單螺桿壓縮機[J].上海飛和實業集團有限公司.

[2]王建亮.單螺桿式空氣壓縮機在煤礦的應用[J].煤礦機電,2009(9).