『壹』 空氣壓縮站工作原理、設計標準是什麼
空壓機工作原理簡述
螺桿式單級壓縮空壓機是由一對相互平行齒合的陰陽轉子（或稱螺桿）在氣缸內轉動，使轉子齒槽之間的空氣不斷地產生周期性的容積變化，空氣則沿著轉子軸線由吸入側輸送至輸出側，實現螺桿式空壓機的吸氣、壓縮和排氣的全過程。空壓機的進氣口和出氣口分別位於殼體的兩端，陰轉子的槽與陽轉子的齒被主電機驅動而旋轉。
由電動機直接驅動壓縮機，使曲軸產生旋轉運動，帶動連桿使活塞產生往復運動，引起氣缸容積變化。由於氣缸內壓力的變化，通過進氣閥使空氣經過空氣濾清器（消聲器）進入氣缸，在壓縮行程中，由於氣缸容積的縮小，壓縮空氣經過排氣閥的作用，經排氣管，單向閥（止回閥）進入儲氣罐，當排氣壓力達到額定壓力0.7MPa時由壓力開關控制而自動停機。當儲氣罐壓力降至0.5--0.6MPa時壓力開關自動聯接啟動。
2.壓縮機潤滑油
2.1 旋葉式壓縮機
每種型號的壓縮機對潤滑油的要求都是不同的。旋葉式壓縮機的潤滑油功能是潤滑在壓縮過程中滑入和滑出的葉片。潤滑油也作為葉片與機架間的密封劑使用，使氣體壓縮成為可能。通常ISO68-150產品滿足旋葉式壓縮機的粘度要求。
2.2 往復式壓縮機
往復式壓縮機提供了一個很大的流出壓力容量范圍從1bar g至1000bar g（4）。往復式壓縮機的油潤滑汽缸，曲軸箱部件，線圈，活塞，閥門和裝填桿。曲軸箱部件包括十字頭軸承，十字接頭，十字頭導承和曲柄銷。近來的製冷應用表明操作粘度小於10 cSt的ISO15潤滑油可提供合適的潤滑作用。然而，依靠氣體分子量和流壓操作，加工和碳氫化合物氣體往復式壓縮機的經典使用是ISO68-680產品。
在大多數往復式壓縮機，一種流體作為潤滑劑使用於所有部件。較小的往復式壓縮機使用噴濺潤滑油。較大的裝置通常使用一種油泵系統以潤滑上方的曲軸箱部件。一些大型設備使用兩種不同的潤滑油，一種用於汽缸而另一種用於其它需潤滑的部件。由於汽缸潤滑油須與氣體共存，故必須與向下液流過程兼容。汽缸潤滑油可設計成為特殊氣體或操作條件提供潤滑作用。（2）
2.3螺旋式壓縮機
注滿螺旋式壓縮機通常使用壓縮烴和生產氣體，流壓范圍從1-25 bar g（5）。它們具有許多優點，包括改進壓縮效率，低流出溫度，高可靠性和由於簡單的機械構造所致的較少維護。螺旋式氣體壓縮機必須具備幾種功能。它們潤滑軸承，在螺桿與機架之間提供足夠的密封，移去壓縮過程中的熱量，沖去壓縮機中的任何微粒以及保護系統免於腐蝕。較低的粘度限制是10-20cSt在對軸承的油供溫度以及5cSt在流出條件下以確保合適的密封。上部的潤滑油粘度取決於為軸承提供足夠的潤滑油的能力。典型的上部粘度限制是30-100cSt。通常ISO68-220潤滑油滿足螺旋式壓縮機的粘度要求。准確的粘度級別依賴於操作條件和氣流成分。
由於系統的閉環設計，合成產品特別適用於螺旋式壓縮機（圖表1）。潤滑油與壓縮氣體進入分離器。分離的油經過一個油冷卻器再迴流入壓縮機。在這個過程中潤滑油的降解可導致如軸承故障，密封不夠或腐蝕等壓縮機問題。在許多應用中，合成壓縮機潤滑油的使用能造成有效的烴壓縮和生產氣體（7）。
螺桿空壓機的保養方法
一、保養項目，除三級保養項目外，另需：
1、檢查螺桿空壓機電氣部分的接頭接觸及絕緣阻值；
2、更換電機潤滑脂（每運行8000小時更換一次），如設備說明書有參數則以說明書為准；
3、清洗減荷閥（進氣閥）；
4、清洗最小壓力閥（壓力維持閥）；
5、清洗回油單向閥；
6、清洗溫控閥；
7、清洗冷卻器；
8、清洗水氣分離器；
9、校正所有參數。
註：以上保養應在設備確認無電、無壓力後方可進行。
二、操作方法：
1、檢查螺桿空壓機電氣部分的接頭接觸及絕緣阻值：
空壓機的電氣部分分為主電路、控制電路和信號變送（溫度、壓力感測器）電路。空壓機由於運行時產生的震動，常時間後部分電線接頭會出現松動現象，電線接頭松動輕則引起機組不能起動，重則引起保護功能失效、電弧短路、觸電等嚴重性災害。因此，電氣部分應定期檢查。
檢查時可用手逐個擺動電線，感覺線頭的松緊度，松動的線頭則應緊固；
另外，需用搖表檢測電動機、設備與地的絕緣，絕緣電阻應控制在500兆歐以上，否則應做烘乾或維修處理。
2、更換電機潤滑脂適當的潤滑下才能保證壽命
3、螺桿空壓機清洗減荷閥（又稱進氣閥）：
3.1減荷閥組成：減荷閥由閥體、閥芯（活塞）、氣路集成塊、電磁閥及比例閥（容調閥）等部件組成。
3．2減荷閥作用：減荷閥主要控制空壓機的載入（螺桿空壓機重車）、卸載（空車）、比例（容調）控製作用，另外可防止空壓機停機時潤滑油從主機噴出
3．3減荷閥拆卸：1拆下減荷閥與空氣過濾器連接的軟管；2拆除其它所有部件與減荷閥相連的氣管；3拆除電磁閥線圈；4拆除減荷閥與主機組裝的螺母並取下；5將減荷閥移至鋪有潔凈紙皮或相關潔凈鋪設的地面。
3．4清洗減荷閥：（螺桿空壓機清洗劑應選用肥皂水、柴油、清潔汽油、天納水等，應根據污垢的程度選用上述清洗劑，一般推薦使用肥皂水或柴油進行清洗）
3．4．1拆電磁閥：拆下電磁閥並檢查電磁閥內的O型圈及密封片是否需要更換（提醒：如果不熟悉進氣閥還請記下所拆卸的該元件位置，以免裝回時出錯），如無須更換的將拆卸的螺絲、O型圈、密封片、電磁桿、芯等元件放入事先准備好的容器內，並放入適當清洗劑浸泡（註：在選用汽油和天納水作清洗劑時請不要將O型圈等橡膠製品浸泡過久，以免腐蝕）；
3．4．2拆比例閥：將比例閥從閥體上拆下，然後擰出調節螺母（擰前最好在螺母上做一下記號，以免裝回時比例值偏差太大），取出閥芯、O型圈、U型圈、彈簧並檢查O、U型圈是否需要更換（螺桿空壓機拆下的所有密封圈和彈簧都須做該項檢查，在下面的講述中就不重復說了），將拆下的元件放入清洗劑中浸泡。
3．4．3拆氣路集成塊：將集成塊從閥體上拆下，在集成塊的四側有氣孔（螺桿空壓機該孔是在集成氣路出現堵塞時起到疏通的作用），將氣孔上的密封螺母擰出並將集成塊一起放入清洗劑中浸泡。
3．4．4拆減荷閥閥芯：用卡簧鉗取下位於閥芯與閥體連接處的卡簧，再用管鉗擰出閥芯，取出裡面的氣缸、閥片、O型圈、U型圈、彈簧並放入清洗劑中浸泡，再拆出閥體上的進氣口，將整個閥體放入浸泡，此時，減荷閥的拆卸過程已完成。
3．4．5清洗：如進氣閥的污垢較嚴重時，則清洗時換一份新的清洗劑，清洗過程中應先洗較干凈的部件後洗污垢多的部件，清洗過的部件應用清水再次沖洗，以免腐蝕而縮短部件的使用壽命，用清水洗干凈的部件應放到干凈的地方晾乾，以免含鐵的部件生銹。
在清洗閥片和閥體與閥片接觸的地方時應注意該表面的平整性，並應清洗干凈，必要時更換，否則會引起空壓機帶負載起動（螺桿空壓機大機組帶負載起動時會產生無法起動現象）。
3．4．6安裝組件：組件安裝則按拆卸的反步驟進行，應提出的是，在安裝組件時，裝密封圈的位置和活動的組件應塗上適量機油，可使密封圈更好安裝、活動的部件更靈活。
說明：由於減荷閥的零件較多，如果沒有把握記住每個零件位置時可以每拆一個部件清洗後再裝上該部件，但部件先不要裝到閥體上，待所有部件都清洗後再一起組裝到閥體。
3．4．7減荷閥整個清洗過程完成後放到一旁待裝入空壓機。
4、清洗最小壓力閥（螺桿空壓機又稱壓力維持閥）：
4．1最小壓力閥組成：最小壓力閥由閥體、閥芯、調節螺母、彈簧、密封元件等組成. 4．2最小壓力閥的作用：最小壓力閥主要起建立機組內壓，促使潤滑油循環、滿足減荷閥的工作壓力等作用，另外最小壓力閥也起單向閥的作用，防止機組在卸載運行時儲氣罐中的壓縮空氣倒流至空壓機。
4．3最小壓力閥的拆卸：最小壓力閥的結構非常簡單，擰開閥芯與閥體間螺桿空壓機的螺母即可取出裡面的元件了，小機組的最小壓力閥閥芯內置於閥體，其拆開閥體蓋即可取出內部所有元件。
4．4清洗最小壓力閥：按清洗減荷閥的方法清洗最小壓力閥。
4．5最小壓力閥的組裝：按拆卸的反步驟組裝元件，由於最小壓力閥的結構非常簡單，組裝過程就不一一講述了，但需注意，如內部有U型圈時，需注意U型圈的方向。
4．6螺桿空壓機最小壓力閥整個清洗過程完成後放到一旁待裝入空壓機。
5、清洗回油單向閥
5．1單向閥的組成：單向閥由閥體、鋼珠、鋼珠座、彈簧等元件組成. 5．2回油單向閥的作用：主機壓縮出的油氣混合體首先在油氣罐通過離心力初步分離，因於油的重量大於空氣，固油氣混合體中大部分的油通過離心力而落到油罐，螺桿空壓機再在內壓的作用下返回到主機作一下個潤滑循環過程，而含有少量油的壓縮空氣經油氣分離器再次分離，此時油氣分離器所分離出的潤滑油將落到油氣分離器的底部，為了不讓這部分油隨壓縮空氣帶走，機組在設計時用一油管插入油氣分離器的底部，通過內壓作用，將這部分油直接引入到主機潤滑，而該油管上有一單向閥，螺桿空壓機稱謂回油單項閥，它的作用就是將油氣分離器的油順利回收到主機而不讓主機的油倒流到油氣分離器。
5．3回油單項閥的拆卸：在閥體有一連接處，從該處擰開，取出彈簧、鋼珠、鋼珠座。
5．4清洗回油單向閥：用清洗劑清洗閥體、彈簧、鋼珠、鋼珠座，部分單向閥內部還有濾網，如有則一起清洗。
5．5回油單向閥的組裝：按拆卸的反步驟安裝單向閥。
5．6單向閥整個清洗過程完成後放到一旁待裝入空壓機。
6、螺桿空壓機清洗溫控閥
6．1溫控閥的組成：溫控閥由閥體、閥芯、感溫元件、彈簧等組成
6．2溫控閥的作用：溫控閥起恆溫控製作用，當溫控閥感溫元件所測的油溫低於動作值時（感溫元件動作值一般為71度），則潤滑油直接從油氣桶回到主機，當溫控閥感溫元件所測的油溫高於動作值時，溫控閥感溫元件頂針動作，推動閥芯打開自身裝備的旁通閥，使潤滑油進入冷卻器冷卻（若感溫元件測的溫度越高，旁通閥開啟的越大），冷卻後的潤滑油再回到主機。
6．3溫控閥的拆卸：螺桿空壓機溫控閥的則面有一則蓋，則蓋上有螺絲孔，找個合適的螺母擰入則蓋，然後用卡簧鉗取出固定則蓋的卡簧，再用鉗具拉剛才擰入的螺母，即可拿下則蓋及內部的所有部件。
6．4清洗溫控閥：按清洗減荷閥的方法清洗溫控閥所有部件。
6．5溫控閥的組裝：按拆卸的反步驟安裝溫控閥。
6．6螺桿空壓機溫控閥整個清洗過程完成後放到一旁待裝入空壓機。
7、清洗冷卻器：
7．1冷卻器分風冷式和水冷式兩種.7．2冷卻器的清洗：
7．2．1風冷型冷卻器
1 、打開導風罩清理蓋板，或拆下冷卻風扇。
2 、用壓縮空氣反吹將污物吹下，再把污物拿出導風罩；如果較臟，應噴一些
除油劑再吹。螺桿空壓機當無法用以上方法清理時，需要將冷卻器拆下，用清洗液浸泡或噴沖並藉助刷子（嚴禁使用鋼絲刷）清洗。
3 、裝好蓋板或冷卻風扇
7．2．2水冷型冷卻器
1 、拆開冷卻水進出水管。
2 、注入清洗溶液浸泡或用泵循環沖刷（反沖效果較好）。
3 、用清水沖洗。
4 、裝好冷卻水進出水管。
當油冷卻器結垢較嚴重，用以上方法清理不理想時，可以單獨拆下油冷卻器，打開兩頭端蓋，用專用清理鋼刷或其他工具清除水垢。當清理冷卻器介質側不能有效降低溫度時，螺桿空壓機需要對油側進行清理，方法如下：
1 、拆開進出油管。
2 、注入清洗溶液浸泡或用泵循環沖刷（反沖效果較好）。
3 、用清水沖洗。
4 、用干空氣吹乾或用脫水油除水。
5 、裝好進出油管
8、清洗水氣分離器
螺桿空壓機水氣分離器的結構類似油氣罐，進氣口靠壁設計，固型成離心力，由於水和氣的重量因素，因此可以有效分離壓縮空氣中的水份。
水氣分離器的清洗：拆開水氣分離器蓋，即可用清洗劑侵泡清洗。
9、校正所有參數
以上部件全部清洗完並晾乾後開始安裝到空壓機，所有部件安裝到空壓機後應再次檢查有無疏漏並清理安裝時所使用過的工具等物品。
空壓機的運行參數可按以下數據調整：
1、 螺桿空壓機開機前的准備：
1．1皮帶（聯軸器）校正：如空壓機是採用皮帶傳動，則皮帶的松緊度應為10~20毫米之間.如空壓機是聯軸器傳動，安裝好後應手盤動電機及主機並查看聯軸器轉動時的平衡度。螺桿空壓機聯軸器基本都採用彈性聯軸器，固平衡度偏差不大時可忽略。
1．2螺桿空壓機主機轉向校正：如在保養過程中拆除過主電源，電源接回後應注意電機的正反轉，電機的轉向應根據主機的轉向，主機的正確轉向請查看標示在主機上的轉向圖標.
校正方法：交換三相電中的任意兩條電源線即可。
2、載入、卸載、比例值效正：設置該三種參數時，應首先確定卸載值，卸載值應根據空壓機的額定壓力和用氣端所需的壓力結合確定，確定好卸載值後，再設定載入值，兩者的壓差應為0.1~0.2Mpa之間，設置好卸載和載入值後，最後設定比例值，比例值應設在卸載值與載入值中間，螺桿空壓機舉例說明：如某工廠需要空壓機的供氣壓力0.8Mpa，並且供氣要求相對穩定，則應如下設置三種參數：卸載壓力設定0.8Mpa，載入壓力設定0.65Mpa，比例控制壓力設定0.73~0.75Mpa之間。
螺桿空壓機校正方法：在微電腦控制器中設置該參數（如空壓機的控制採用按扭控制的，則載入與卸載參數應從壓力開關調節，比例值應在減荷閥上的比例閥的調節螺母處調節該值）。
3、機組內壓效正：機組內壓應在0.2~0.45Mpa之間。
校正方法：該壓力值應在機組卸載運行時進行，值的大小在最小壓力閥的調節螺母上調節，為了方便讀取所調定的值，應在最小壓力閥之前取壓力檢測點並安裝壓力表（部分微電腦控制器有內壓參數顯示功能，如沒有該功能的應在最小壓力閥之前裝設壓力表）。
4、高溫保護值效正：螺桿式空壓機正常工作時，其溫度應在65~98℃之間。溫度過高保護的自動停機溫度不得超過105℃。
校正方法：在控制器中調節高溫自動停機溫度值。
結構及工作原理
1、活塞式無油潤滑空氣壓縮機
活塞式無油潤滑空氣壓縮機由壓縮機主機、冷卻系統、調節系統、潤滑系統、安全閥、電動機及控制設備等組成。壓縮機及電動機用螺栓緊固在機座上，機座用地腳螺栓固定在基礎上。工作時電動機通過連軸器直接驅動曲軸，帶動連桿、十字頭與活塞桿，使活塞在壓縮機的氣缸內作往復運動，完成吸入、壓縮、排出等過程。該機為雙作用壓縮機，即活塞向上向下運動均有空氣吸入、壓縮和排出。
2、螺桿式空氣壓縮機
螺桿式空氣壓縮機由螺桿機頭、電動機、油氣分離桶、冷卻系統、空氣調節系統、潤滑系統、安全閥及控制系統等組成。整機裝在1個箱體內，自成一體，直接放在平整的水泥地面上即可，無需用地腳螺栓固定在基礎上。螺桿機頭是1種雙軸容積式回轉型壓縮機頭。1對高精密度主(陽)、副(陰)轉子水平且平行地裝於機殼內部，主(陽)轉子有5個齒，而副（陰）轉子有6個齒。主轉子直徑大，副轉子直徑小。齒形成螺旋狀，兩者相互嚙合。主副轉子兩端分別由軸承支承定位。工作時電動機通過連軸器(或皮帶)直接帶主轉子，由於2轉子相互嚙合，主轉子直接帶動副轉子一同旋轉。冷卻液由壓縮機機殼下部的噴嘴直接噴入轉子嚙合部分，並與空氣混合，帶走因壓縮而產生的熱量，達到冷卻效果。同時形成液膜，防止轉子間金屬與金屬直接接觸及封閉轉子間和機殼間的間隙。噴入的冷卻液亦可減少高速壓縮所產生的噪音。
螺桿式空壓機的主要部件為螺桿機頭、油氣分離桶。螺桿機頭通過吸氣過濾器和進氣控制閥吸氣，同時油注入空氣壓縮室，對機頭進行冷卻、密封以及對螺桿及軸承進行潤滑，壓縮室產生壓縮空氣。壓縮後生成的油氣混合氣體排放到油氣分離桶內，由於機械離心力和重力的作用，絕大多數的油從油氣混合體中分離出來。空氣經過由硅酸硼玻璃纖維做成的油氣分離筒芯，幾乎所有的油霧都被分離出來。從油氣分離筒芯分離出來的油通過回油管回到螺桿機頭內。在回油管上裝有油過濾器，回油經過油過濾器過濾後，潔凈的油才流回至螺桿機頭內。當油被分離出來後，壓縮空氣經過最小壓力控制閥離開油氣筒進入後冷卻器。後冷卻器把壓縮空氣冷卻後排到貯氣罐供各用氣單位使用。冷凝出來的水集中在貯氣罐內，通過自動排水器或手動排出。
特點
1、活塞式無油潤滑空氣壓縮機
無油潤滑空氣壓縮機氣缸內的活塞環和填料裝置內的填料均採用具自潤滑特性的填充聚四氟乙烯作為密封元件。因此，氣缸和填料裝置無須注入潤滑油潤滑，正常情況下經過壓縮後的氣體基本純凈不含油污，無需增加除油裝置。該機的缺點為電機功率偏大，排氣壓力不夠穩定，排氣溫度高，噪音偏大，檢修工作量大，維修費用偏高。
2、螺桿式空氣壓縮機
螺桿式空氣壓縮機陰、陽轉子間以及轉子與機體外殼的精密配合減小了氣體迴流泄漏，提高了效率；只有轉子的相互嚙合，無氣缸的往復運動，減少了振動和噪音源。獨特的潤滑方式具有以下優點，憑借自身所產生的壓力差，不斷向壓縮室和軸承注冷卻液，簡化了復雜的機械結構；注入冷卻液可在轉子之間形成液膜，副轉子可直接由主轉子帶動，無需藉助高精密度的同步齒輪；噴入的冷卻液可以增加氣密的作用，減低因高頻壓縮所產生的噪音，還可吸收大量的壓縮熱，因此，單級壓縮比即使高達16也可使排氣溫度不致過高，轉子與機殼之間不會因熱膨脹系數不同而產生磨擦。因此，螺桿式空氣壓縮機具有振動小，無需用地腳螺栓固定在基礎上，電機功率低、噪音低、效率高、排氣壓力穩定、且無易損件等優點。該機的缺點為所壓縮出來的空氣含油，其含油量為1～3×10-6，對壓縮氣含油量要求嚴格的工序需增加除油裝置。該廠的壓縮空氣系統就增加了兩級除油裝置。由於ADC工序的壓縮空氣直接與產品ADC發泡劑接觸，因此對空氣的質量要求更加高，ADC工序用氣增加了三級除油裝置。壓縮機性能參數對照情況見表1。
主要故障
1、活塞式無油潤滑空氣壓縮機
該機活塞環和填料裝置均無需注油潤滑。正常情況下經過壓縮後的氣體基本純凈不含油污，但由於刮油環經常刮油不徹底，密封不好，導致常常有油跑到填料裝置甚至活塞環上，以致壓縮氣含油。另外，排氣溫度高，有時高達200℃；冷卻器堵塞，以致冷卻效果不好；活塞環沾到油污，特別容易磨損；閥拍漏氣；缸套磨損等。
2、螺桿式空氣壓縮機
螺桿式空壓機的故障很少，只要定期保養油氣分離器、空氣及油過濾器等，就能保證其正常運行。使用的2台10m3螺桿機保養外的檢修為排污管堵塞、控制面板故障，2年來，主機系統運行一直正常。