无油螺杆空压机的简介： 无油螺杆空压机分为无油单螺杆空压机及无油双螺杆空压机，公元一九六九年法国的B.zimmern先生从发明第一台高密封高效率的无油螺杆空压机开始就意味着无油水润滑螺杆空压机技术的诞生。这种先进的技术一经发掘就立刻被发达的西方国家定性为军工技术而长期对发展中国家进行技术封锁。进而广泛的被利用于军工制造和舰船配套。美、英、德、法等国的舰载军用无油水润滑螺杆空压机一直在采用此项技术，这使 B.zimmern的无油螺杆空压机技术得到了快速而又成熟的发展。 无油螺杆空压机特点 模块化设计：通过更换不同的尺寸的标准缸径，花费很少的费用，得到不同的性能要求。 空压机密封设计绝对防止有害气体泄漏。 可提供六种工况的活塞环和填料函材料适应不同具体气体的应用。 可提供风冷和水冷。 压力润滑轴承延长轴承寿命，加大轴承尺寸。 隔离汽缸段避免油蒸汽进入汽缸，无需加装后过滤装置 [...]
作为一种回转空压机，螺杆空压机具有结构简朴、体积小、无气阀组件等一般回转空压机的特点，另外还有其独特的长处，如力平衡性好、摩擦损失小、容积效率高和排气脉动小等，因此其在石油化工、船舶及制冷等领域得到广泛的应用。 向活塞式空压机压缩腔中喷入适量的润滑油，能够有效冷却和密封压缩腔内气体，并在螺杆和星轮之间形成良好的润滑。喷入压缩腔的部门润滑油因雾化而大大增加油气之间换热面积，对压缩后的高温气体具有强烈冷却作用，使排气温度大幅度降低，压缩功也大大减小，使空压机运行可靠性明显进步；润滑油喷入压缩腔后，会进入压缩腔的各个泄漏间隙内，有效堵塞了高压气体的泄漏，从而减少气体压缩过程中的能量损失；因为油的良好润滑特性，喷入压缩腔的润滑油进入螺杆-星轮啮合副，使其之间形成润滑油膜，降低摩擦和磨损，进步星轮寿命。但是另一方面，油的存在增加了粘性剪切、摩擦、搅拌和吸气预热等方面的损失，增加了空压机的耗功，影响了空压机的机能。 因此，喷入空压机的润滑油的量应该存在最优值。另外，排气压力和空压机转速不同，气体的相对泄漏量就不同，因此也影响空压机的机能。本文由德斯奈尔空压机公司（https://www.dsneair.com）编辑转载请注明。
离心式压缩机中气压的提高，是靠叶轮旋转、扩压器扩压而实现的。根据排气压力的高低，可将其分为三类：离心通风机，风压在10-15kPa范围或小于此值；离心鼓风机，风压在15~350kPa范围；离心压缩机，风压在350kPa以上。叶轮对气体作功使气体的压力和速度升高，完成气体的运输，气体沿径向流过叶轮的压缩机。离心压缩机又称透平式压缩机：主要用来压缩气体，主要由转子和定子两部分组成：转子包括叶轮和轴，叶轮上有叶片、平衡盘和一部分轴封；定子的主体是气缸，还有扩压器、弯道、回流器、迸气管、排气管等装置。离心式压缩机的工作原理是：当叶轮高速旋转时，气体随着旋转，在离心力作用下，气体被甩到后面的扩压器中去，而在叶轮处形成真空地带，这时外界的新鲜气体进入叶轮。叶轮不断旋转，气体不断地吸入并甩出，从而保持了气体的连续流动。与往复式压缩机比较，离心式压缩机具有下述优点：结构紧凑，尺寸小，重量轻；排气连续、均匀，不需要中间罐等装置；振动小，易损件少，不需要庞大而笨重的基础件；除轴承外，机器内部不需润滑，省油，且不污染被压缩的气体；转速高；维修量小，调节方便。与往复式压缩机不同，离心式压缩机中气压的提高，是靠叶轮旋转、扩压器扩压而实现的。根据排气压力的高低，可将其分为三类：离心通风机，风压在10-15kPa范围或小于此值；离心鼓风机，风压在15~350kPa范围；离心压缩机，风压在350kPa以上。离心压缩机主要由转子和定子两大部分组成。转子包括叶轮和轴。叶轮上有叶片，此外还有平衡盘和轴封的一部分。定子的主体是机壳（气缸），定子上还安排有扩压器、弯道、回流器、迸气管、排气管及部分轴封等。离心压缩机的工作原理为，当叶轮高速旋转时，气体随着旋转，在离心力作用下，气体被甩到后面的扩压器中去，而在叶轮处形成真空地带，这时外界的新鲜气体进入叶轮。叶轮不断旋转，气体不断地吸入并甩出，从而保持了气体的连续流动。与往复式压缩机比较，离心式压缩机具有下述优点：1、结构紧凑，尺寸小，重量轻；2、排气连续、均匀，不需要级间中间罐等装置；3、振动小，易损件少，不需要庞大而笨重的基础；4、除轴承外，机件内部不需润滑，省油，且不污染被压缩的气体；5、转速高；6、维修量小，调节方便。离心式压缩机通过高速旋转的叶轮，把原动机的能量传送给气体，使气体压力和速度提高，气体在压缩机内固定元件中将速度能转换为压力能。主要用来压缩和输送气体。一、定子定子是压缩机的关键部位，由气缸、隔板、气封和轴承组成。气缸是压缩机的壳体，由壳身和进排气室构成，内装有隔板、密封体、轴承等零部件。要求气缸有足够的强度以承受气体的压力，法兰结合面应严密，保持气体不向机外泄漏，有足够的刚度，以免变形。隔板形成固定元件的气体通道，根据隔板所处的位置，分为进气隔板、中间隔板、段间隔板和排气隔板等。气封装在隔板或轴瑞气缸上，防止气体在缸内的泄漏或向外泄漏。轴承则安装在缸体的两端，起支承的作用。二、转子转子是压缩机的做功部件，通过旋转对气体作功，使气体获得压力能和速度能。转子主要由主轴、叶轮、平衡盘、推力盘和定距套等元件组成。转子在装配前，所有叶轮应做超速试验。转子要有足够的强度和刚度。叶轮和转子上的所有零部件都必须紧密装在轴上，在运行过程中不允许有松动，以免运行时产生位移，造成摩擦、撞击等故障。离心式压缩机的工作原理是气体进入离心式压缩机的叶轮后，在叶轮叶片的作用下，一边跟着叶轮作高速旋转，一边在旋转离心力的作用下向叶轮出口流动，并受到叶轮的扩压作用，其压力能和动能均得到提高，气体进入扩压器后，动能又进一步转化为压力能，气体再通过弯道、回流器流入下一级叶轮进一步压缩，从而使气体压力达到工艺所需的要求。
压缩机种类很多，按照工作原理可分为容积式和速度式：容积式包括：往复式和回转式。往复式包括：活塞式和膜片式回转式包括：螺杆式、滑片式和转子式？速度式包括：离心式、轴流式和混流式。容积式压缩机：指气体直接受到压缩，从而使气体容积缩小，压力提高的机器。一般这类压缩机具有容纳气体的气缸。以及压缩气体的活塞。按容积变化方式的不同，有往复式和回转式两种结构。往复式压缩机有活塞式和膜片式两种式。在圆筒形气缸中有一个可做往复运动的活塞，气缸上有可控制进、排气阀。当活塞做往复运动时，气缸容积便周期性的变化，借以实现气体的吸进、压缩和排出。一、往复式压缩机的特点1、往复式压缩机与离心式压缩机比较（1）无论流量大小都能达到所需压力，一般单级終压可达0、3至0。5MPa，多级压缩可达到100MPa。（2）效率较高。（3）气量调节时排气压力几乎不变。（4）在一般压力范围内，对材料的要求不高，可用普通的金属材料。2、主要缺点（1）转速底，排气量较大时机器显得笨重。（2）结构复杂，易损件多，日常维修量大。（3）动平衡性差，运转时有振动，噪音大。（4）排气量不连续，气流不均匀。3、各类压缩机的使用范围活塞式适用于中小输气量，排气压力可由低压到超高压；离心式和阻流式适用于输送大气量，中低压情况；回转式适用于中小输气量、中低压情况。二、往复式压缩机的工作原理：依靠气缸工作容积周期性的变化来压缩气体，以达到提高工作压力的目的。（活塞在气缸内的往复运动造成减压将气体吸入，继而将气体压缩至一定压强而将它送出）活塞式压缩机的工作原理。压缩机是用以将低压力的气体压缩至高压力的机器，在完成这项任务时，多采用逐次的多级压缩，每级气缸中都有相同的吸气、压缩和排气过程。1、压缩机的理论循环气体在气缸内的理论循环，具有以下特点，即压缩机在吸气、排气时，不存在进排气阀处的压力损失，进排气过程压力处保持恒压，压缩过程指数量是一个定值，故气体在压缩时与气缸壁等处皆不发生热脚换，缸内不存在余隙容积以贮留小部分高压气体，全部气体均能排出气缸外。2、压缩机的实际循环有余隙容积，在压力比和膨胀指数相同的条件下，相对余隙容积增大，容积减小。一般为了提高容积效率，余隙容积要尽量减小些。三、活塞式压缩机的基本结构及工作过程活塞式虽然种类繁多、结构复杂、但是基本原理大致相同，具有十字头的活塞式压缩机，主要有机体、工作机构[气缸、活塞、气阀等]及运动机构[曲轴、连杆、十字头等]。运动过程：曲轴由电机带动做旋转运动，曲轴上的曲柄带动连杆大头回转并通过连杆小头做往复运动，活塞由活塞杆通过十字头与连杆小头连接，从而做往复直线运动。工作过程由若干连续的循环组成。当活塞在z*高点向下运动时吸气阀打开，气体从吸气阀进入气缸，充满气缸与活塞端面之间的整个容积，直到活塞运行到z*低点，吸气过程结束。当活塞从z*低点向上运动时吸气阀关闭，气体被密封在空间。活塞继续向上运动，迫使空间越来越小，因而使气体压力升高，当压力达到工作要求的数值时，压缩过程完成，这时排气阀被迫打开，气体在该压力下排出，直到活塞运行到z*高点为止，排气过程完成。活塞处于z*高点称上止点（前止点），z*低点时称下止点（后止点）。活塞从上止点开始运动又回到上止点的整个过程称为一个循环，上止点到下止点之间的距离称为行程。1、活塞式压缩机的分类？（1）按达到的排气压力分类立式压缩机：气缸中心线与地面垂直。卧式压缩机：气缸中心线与地面平行，气缸只布置在机身一侧。对置式压缩机：气缸中心线与地面平行，气缸布置在机身两侧。如果相对列活塞相向运动又称对称平衡式。角度式压缩机：气缸中心线成一定角度，按气缸排列的所呈现的形状。有分L型、V型、W型和S型。（4）按气缸达到终了压力所需压级数分类单级压缩机：气体经过一次压缩到终压。两级压缩机：气体经过二次压缩到终压。多级压缩机：气缸经三次以上压缩到终压。（5）按活塞在气缸内所实现气体循环分类单作用压缩机：气缸内仅一端进行压缩循环。双作用压缩机：气缸内两端进行同一级次的压缩循环。
气体压缩机被用于许多应用场合，例如制冷循环、燃气轮机、燃烧过程、内燃机中的涡轮增压机和增压器、民用燃气的管道输送、气力输送系统，以及喷射与航空服务（气动工具、工厂装备、设备驱动、清洁、雾化、干燥和填充/清空）。在工业领域，压缩机在化工、石化和精炼工艺中也起着相当重要的作用。本系列文章旨在向负责挑选压缩机的工程师以及其他读者阐明与压缩机设计有关的基本定律、应用不同类型压缩机的原则，以及选择z*佳压缩机配置和辅助装置的工作步骤。压缩过程从热力学观点来看，压缩过程可以通过几种不同的方式发生，即等温、等熵或者多方过程，如表1.1中所示。等熵指数“K”是定压比热与定容比热之比。其值可方便地从气体性质表或者合适的软件中查找。与之相比，多方指数值“n”受到多个因素的影响，相当难以计算。用p-V图来表现表1中所描述的压缩过程，如图1所示。压缩机压头除了流量，压缩机压头也是影响压缩机性能的重要参数。它代表着压缩机处理每单位重量流体所做的功。用米或者英尺（kg·m/kg或lb·ft/lb）为单位来表示，定义如下：H=101,972∫vdp(1.1)其中，H是压头，以米为单位（m），v是比容（m3/kg），p是绝对压力（MPa）。比容（v）能够从气体表中直接获得，或者通过密度（ρ）的倒数计算得到。在代入相关参数并进行公式变换之后，得到以下等式：Hp=101,972[n/(n-1)]p1v1[(p2/p1)(n-1/n)-1](1.2)Hp=101,972[n/(n-1)]ZRT1·[(p2/p1)(n-1/n)-1](1.3)其中，Hp是多方压头（m）；R是气体常数（kJ/kg·K）；T1是吸入温度（K）；Z是平均压缩系数。R=8.3142/MW，其中MW是气体的分子量。当压缩系数的值为1时，应该使用等式1.2。当平均压缩系数的偏差不大时，可将其用于等式1.3中，并且容许有可忽略的误差。也就是说，平均值Z在0.95到1.02之间变化，或者在压缩范围内保持一定的恒定。在其他情况下，应该使用下列公式：Hp=101,972log(p2/p1)·[(p2v2-p1v1)/log(p2v2/p1v1)](1.4)等式1.4专门用于适度压力或者高压以及/或者低温下的烃类气体。若要顺利地应用等式1.2和1.3，必须确定多方指数的值，这是一个极为重要的前提条件。为了达到这个目的，应用以下等式来确定压缩机的液压或者多方效率：η=1000∫vdp/Δh(1.5)其中，η是液压或者多方效率；Δh是焓差（kJ/kg）。焓在压缩期间的变化为：Δh=1000[k/(k-1)]p1v1·[(p2/p1)(n-1/n)-1](1.6)从而得到：η=[(k-1)/k]/[(n-1)/n](1.7)通过等式1.7以及已知或假设的多方效率，即可计算出多方指数。对于给定的压缩机，其多方效率通常是抽吸状态下压缩机输气量的函数，可以通过试验来确定。使用2D叶轮的中型离心压缩机的多方效率可达72%到80%。使用3D叶轮的大型压缩机的多方效率可达83%，而大型轴流压缩机的多方效率可达85%。针对装有2D叶轮的多级离心式压缩机，图2显示了其多方效率作为吸气能力函数的近似值。显然，这些值会随着压缩机的特定设计及结构的变化，尤其是叶轮的变化而改变，所以图2中所示的曲线仅能用于指导计算程序的开始阶段。当进行长期的经济性分析时，应该将图2中得到的效率值减去几个百分点，这主要是因曲径密封垫片磨损所带来的影响。为了便于计算，在输入与不同吸气能力或者多方效率所对应的等熵指数“k”之后，图表通常会给出(n-1)/n的值。在文章之中，将展示这样的一个例子。对于正排量压缩机，压缩过程几乎是等熵的，可以应用相应的等式得到相当好的结果。使用冷却隔膜的离心压缩机亦如此。Ha=101,972[k/(k-1)]P1V1[(P2/P1)(k-1/k)-1](1.8)Ha=101,972[k/(k-1)]ZRT1[(P2/P1)(k-1/k)-1](1.9)其中，Ha是以米为单位的等熵压头。以上给出的等式均假设压缩气体为单相气体。如果压缩机入口气流中含有气体和液体（例如湿气），则这些等式必须修改。应用等式1.8和1.9时，有一些与压缩因数的值相关的约束条件，它们与应用等式1.2和1.3时的约束相同。此外，当处理非理想气体时，等熵指数会随着压缩过程的进展而变化。若压缩过程开始和结束时的k值变化很小，就可以取这两个数值的平均值。对于其他情况，需要选取合适的状态方程，或者通过运用莫利尔图计算z*终温度，并使用以下方程，来确定压缩指数（γ）。γ=ln(p2/p1)/[ln(p2/p1)-ln(T2/T1)](1.10)负责挑选压缩机的工程师们在选择压缩过程的类型、效率类型（例如等熵、等温或者多方），以及性能计算所用的公式时可能会有不同意见。有些人偏爱等熵过程，它适合于任何类型的空气压缩机、单级离心式压缩机，以及干螺杆式压缩机。有些工程师则选择等温压缩，其计算涉及带有强冷却的活塞式压缩机或者喷油螺杆压缩机。有些制造商在其离心压缩机全系列产品中全部采用等熵循环。无论哪种情况，效率类型必须与所选择的压缩过程相对应。多方过程比假设为等熵的系统更难分析。难点在于热量会出入系统，并且，这种额外的能量会改变一些基本的气体性质，特别是比热比。对于多方过程，每一次新的计算都需要一个新的比热比值。但是，针对转子动力压缩机的分析，常常选择多方压缩过程，因为它更适合用于处理工业领域中所用到的各类气体，而在计算正排量压缩机的性能时，应用的则是等熵循环。所需功率通过下述表达式来计算压缩气体所需要的功率：GKW=wΔh/3600(1.11)其中，GKW是气体功率（kW），w是质量流量（kg/h）。对于多方压缩，代入相关参数变换得到：GKWp=wHp/(367,200η)(1.12)对于等熵压缩：GKWa=wHa/367,200(1.13)同样通过代入相关参数，可以分别得到多方和等熵压缩过程所需气体功率的常规表达式：GKWp=[n/(n-1)]·[wZRT1/(3,600η]·[(p2/p1)(n-1/n)-1](1.14)GKWa=[k/(k-1)]·[wZRT1/3,600]·[(p2/p1)(k-1/k)-1](1.15)代入状态方程得到：GKWp=0.2777[n/(n-1)]·[p1Q1/η]·[(p2/p1)(n-1/n)-1](1.16)GKWa=0.2777[k/(k-1)]·[p1Q1]·[(p2/p1)(k-1/k)-1](1.17)其中Q1是吸入状态下的气体体积流量（m3/h）。对于离心式压缩机，压缩机主轴的额定功率（kW）为：KW=GKW/ηm(1.18)其中，ηm是机械效率。对于往复式压缩机，机械效率应该乘以气缸效率（ηc），引入该参数是出于对增量气缸尺寸和允许活塞杆载荷的考虑，旨在修正理想条件：KW=GKW/(ηmηc)(1.19)机械效率的典型范围如表2所示。运用图3中的曲线，可以得到与一定压力比值所对应的气缸效率的近似值。压缩机功率还受气体比重和进气压力的影响。在文献资料中可以找到相关的修正系数。排气温度出口气体温度通过以下等式来计算：T2=T1(p2/p1)(n-1/n)适用于多方压缩(1.20)T2=T1(p2/p1)(k-1/k)适用于等熵压缩(1.21)其中T1和T2分别是进气温度和排气温度，单位为K。从设计的观点来看，排气温度通常受到如下限制：◆往复式：150℃◆离心式和轴流式：195℃◆整体啮合式：250℃◆干螺杆式：288℃但是，z*大排气温度会受到几个因素的限制。对于往复式压缩机，z*大预测排气温度必须低于150℃，而且，对于压缩富氢气体的工作（12MW或更少），必须不超过135℃。如果压缩机气缸的排气温度保持在118℃以下，则气缸零部件的耐磨寿命会更长。一般建议排气温度应远低于这些极限值。可以利用几种设计解决方案来降低排气温度，例如，使用多级压缩，在压缩期间对气体进行级间冷却或者强冷却。气体的标准条件常规条件或标准条件（Nm³/h：常规每小时立方米；sm3/h：标准m3/h；scfm：标准每分钟立方英尺）根据行业的不同以及权威机构的规定而异。根据ISO/CAGI/PNEUROP的规定，z*常用的标准条件的值为：压力1bar，温度293K，相对湿度0%（干燥）。但是，由API确定的值为：压力1.014bar（1ata），温度288.5K，相对湿度0%（干燥）。实际条件（m3/h；am3/h：实际m3/h；acfm：实际每分钟立方英尺）指的是在压缩机入口处的气体压力和温度。对于工作在给定速度下的给定压缩机，无论温度、大气压力或者高度如何，其流量一直保持恒定。由于未考虑到这种惯例，导致了数个错误的出现。必须了解应用于这种气体状态的条件，才能通过理想气体的特征方程进行必要的修正。此外，还应该记住一点，对于同一个地理区域，高度越高，大气压力越低，因此压缩机内的有效气体量（质量流量）就越低。输气量与容积效率压缩机输气量指的是在入口压力和温度下测得的实际气体输送量，用每单位时间的体积量来表示（通常为m3/h或者cfm）。容积效率被定义为压缩机的实际输气量（Q）与活塞排量（vd）之比。ηv<=Q/vd(1.22)活塞式压缩机的输气量由以下两个等式给出，其中等式1.23适用于单作用气缸，等式1.24适用于双作用气缸。Q=15πD2LNηv(1.23)Q=15π(2D2-d2)LNηv(1.24)其中，Q是压缩机输气量（m3/h）；D是气缸内径（m）；d是活塞杆直径（m）；L是活塞冲程（m）；N是转速（rpm）。多级压缩通过对性能进行公式化的表达和优化，并对压缩机和级间设备进行投资，能够获得z*佳的级间压力。认为级间压力仅与压缩机有关而不考虑级间设备的这种想法不合理。多级压缩（图4）具有以下优点：◆容积效率比具有相同间隙和相同全压比的单缸压缩机更高。◆z*终温度更低。◆能够使用中冷器降低各级之间的气体温度，从而节省能量。这是因为整合了所有级的综合压缩过程近似于一条等温线（由图4中的蓝色线表示）。当每个气缸所做的功等量时，压缩一定量气体所需的功能达到z*小。在理想条件下，任何数量的压缩级都能达到z*佳级间压力。(pd/ps)=(pf/pi)1/z(1.25)其中，pd和ps分别是各级的排气压力和吸气压力。pf和pi是压缩机的z*终压力和初始压力；z是级数。在两级压缩的特例中，级间压力px为：px=(pfpi)1/2(1.26)显然，中冷器内的压降应该分布在由这些等式得到的理想值的两侧。实际条件下的z*佳级间压力有别于通过理想方法得到的压力值。初始z*佳压降值为：◆中冷器：0.045-0.075MPa◆脉动消除器和抑制装置：总压降小于进气压力的1%。
