煤礦井下空氣壓縮機的選擇與應用分析

付勇

（國家能源集團公司神東柳塔煤礦，內蒙古 鄂爾多斯 017209）

在機械、礦山、化工等行業中空氣壓縮機都得到了廣泛應用，空氣壓縮作為一種僅次于電力的動力能源，為礦山企業安全生產與發展提供了有力的支撐，當下的空氣壓縮機設備多種多樣，對于礦山企業而言，如何正確選擇空氣壓縮機顯得非常重要，因此，有必要針對煤礦井下空氣壓縮機的選擇與應用進行相應研究和分析，為礦山企業安全生產運營提供有力的保障。

1 空氣壓縮機類別分析

空氣壓縮機有很多種類，一般情況下，從壓縮空氣的形式來看可將其種類分為3種，分別為螺桿式空氣壓縮機、活塞式空氣壓縮機、離心式空氣壓縮機。如果從供氣控制方式的角度來劃分，很多都是采用加、卸載控制方式的空氣壓縮機，盡管供氣控制方式的空氣壓縮機工作原理比較簡單，操作起來也非常方便，但使用時的能耗比較高，并且供氣的壓力也并不穩定，進氣閥門的質量穩定性較差，非常容易損壞。

如果從工作原理對空氣壓縮機進行劃分，則可分為以下2種：①容積型空氣壓縮機。其通過體積變化來產生壓縮空氣。②速度型空氣壓縮機。通過氣體動能變化來產生壓縮空氣。其中，容積型空氣壓縮機的代表有活塞式空氣壓縮機與螺桿式空氣壓縮機，速度型空氣壓縮機的代表是離心式空氣壓縮機。以下是對其具體的介紹。

1.1 活塞式空氣壓縮機

該壓縮機在工作過程中通過借助曲軸帶動活塞的往復運動對空氣直接壓縮，從而使氣缸內的氣體在不斷的被壓縮下產生壓縮空氣。當空氣被壓縮到一定程度之后會產生一定壓力排出。屬于容積型壓縮機的一種，活塞式空氣壓縮機為了確保供氣能夠更加穩定，會為其配備儲氣罐。

1.2 螺桿式空氣壓縮機

該壓縮機在工作過程中通過借助陰陽螺桿轉子的相互咬合，促使齒間的容積不斷減小，使得單位體積的氣體密度不斷的增加，氣體的壓力自然隨之提高，從而產生連續的壓縮空氣。螺桿式空氣壓縮機也屬于容積式壓縮機。但從上述的工作原理來看，螺桿式空氣壓縮機與活塞式空氣壓縮機雖同屬于一種類型的空氣壓縮機，但螺桿式空氣壓縮機的供氣更加穩定，因此，其工作時不需要配備儲氣罐。

1.3 離心式空氣壓縮機

離心式壓縮機作為速度式壓縮機，工作運行原理與上述2種壓縮機截然不同，其在工作過程中主要是借助葉輪帶動氣體做高速旋轉，讓氣體產生離心力，并且氣體在葉輪里經過擴壓流動，使通過葉輪后的氣體的流速得到迅猛提升，從而使氣體分子的動能逐漸增強，并將這氣體動能在葉輪快速轉動下轉化為空氣壓力，從而能夠提供源源不斷的壓縮空氣。

2 煤礦井下空氣壓縮機的選擇與應用分析

2.1 煤礦井下空氣壓縮機的選擇

2.1.1 活塞式空氣壓縮機

在煤礦井下，選擇這種活塞式空氣壓縮機主要優勢為壓力范圍比較大，且無論流量是大是小都能達到所需要的壓力值；具有很高的熱效率，在進行氣量調節時，幾乎不會對氣體壓力產生任何影響；在投資方面，初期投資比較低，并且操作難度也不高，機器服役期限也更長。

但它的缺點也顯而易見，比如，活塞式空氣壓縮機具有較高的質量與較大的體積，看起來比較笨重，因此，很難對其實施戰略性移動；在單機排氣量方面，活塞式空氣壓縮機單機排放量較小，且內部結構較為復雜、很多零部件也都容易造成損壞，比如活塞、氣閥、活塞環、閥片、彈簧、填料組件等，因此，維護工作量比較大；活塞式空氣壓縮機進行空氣壓縮時還存在力矩大且不平衡、震動較大等問題，活塞式空氣壓縮機在安裝方面也比較復雜，需要的安裝基礎非常高，難以實現連續穩定的輸氣，整體工作效率低也并不高。

2.1.2 螺桿式空氣壓縮機

煤礦井下選擇螺桿式空氣壓縮機具有以下優點：螺桿式空氣壓縮機具有較輕的質量與較小的體積，并且該機內部結構也比較簡單，易損的零部件應用也比較少；排氣時產生的振動小，具有良好的連續輸氣功能，壓力產生的脈動也比較小，對安裝基礎幾乎沒有要求；螺桿式空氣壓縮機在工況點范圍內進行工作時，可以保持較高的工作效率，排氣量也可以自由調節，機組的運行壓力也可以通過壓力傳感器進行連續精確的測量，在氣量流量范圍控制方面也較為靈活，可實現 0%～100%范圍的氣量流量控制；在耗能方面，螺桿式空氣壓縮機與活塞式空壓機相比具有更小的耗能，并且工作效率也比活塞式空壓機高。

2.2 煤礦井下空氣壓縮機應用分析

復盛螺桿式空氣壓縮機作為螺桿式空氣壓縮機的一種，具有以下特點：①具有完善的自我保護功能。在電源逆相、缺相保護功能方面，由于復盛螺桿式空氣壓縮機的電動機所用的電源是三項電源R，S，T，因此，如果出現相序錯誤，就會導致電動機出現反轉現象，致使主機轉子抱死，最終導致電動機被燒毀。為了解決這一問題，復盛公司在該機上裝設了逆相保護器，每當出現相序錯誤或缺相時，逆相保護器啟動保護作用讓電動機無法啟動，避免了電動機出現燒毀現象。此外，該機還有另一種自我保護功能，即排氣高溫保護功能，每當空氣壓縮機的排氣溫度上升到境界值時，相應保護功能會自動啟動，使得空氣壓縮機自動停止工作。排除故障后，只需再次啟動壓縮機即可。②自我診斷功能。該功能在空氣壓縮機消耗品更換上得到了充分體現，通過在三濾使用點上裝設壓差開關，并與控制面板與IC板相連接，在更換三濾時可以直接通過控制面板來查看三濾更換狀態，為壓縮機質量提供了必要的保護。③控制面板的顯示功能，在對復盛螺桿式空氣壓縮機使用過程中，可以直接通過控制面板的顯示功能來查看油細分離器堵塞指示、空氣過濾器堵塞指示、主機排氣溫度指示等一系列指示。④良好的降噪功能。主、副轉子之間用潤滑油進行密封，采用的是不接觸無摩擦技術，有效實現了轉子無磨損的同時，還降低了噪聲污染，為廣大職工創造了一個良好的工作環境。

3 結束語

空氣壓縮機的選擇對于礦山企業而言至關重要，與礦山企業的平穩、順利、安全生產具有密切的聯系，因此，在礦井下空氣壓縮機的選擇過程中，一定要結合礦井安全需要及礦井實際生產情況來確定，使空氣壓縮機的選擇與煤礦企業實際的煤礦生產工藝要求相符，為煤礦企業的安全連續生產與應急救援奠定有力的基礎。

［1］章之燕，李衛東.煤礦井下空氣壓縮機的選擇與應用分析［J］.煤礦機電，2014（01）：101-103.

［2］李劍峰.煤礦地面空氣壓縮機自動控制技術的應用［J］.鑿巖機械氣動工具，2015（03）：59-60.