空气压缩机的原理及维护.doc

空压机结构及工作原理 ：1、活塞式无油润滑空气压缩机 活塞式无油润滑空气压缩机由传动系统、压缩系统、冷却系统、润滑系统、调节系统及安全保护系统组成。压缩机及电动机用螺栓紧固在机座上，机座用地脚螺栓固定在基础上。工作时电动机通过连轴器直接驱动曲轴，带动连杆、十字头与活塞杆，使活塞在压缩机的气缸内作往复运动，完成吸入、压缩、排出等过程。该机为双作用压缩机，即活塞向上向下运动均有空气吸入、压缩和排出。 2、螺杆式空气压缩机 螺杆式空气压缩机由螺杆机头、电动机、油气分离桶、冷却系统、空气调节系统、润滑系统、安全阀及控制系统等组成。整机装在1个箱体内，自成一体，直接放在平整的水泥地面上即可，无需用地脚螺栓固定在基础上。螺杆机头是1种双轴容积式回转型压缩机头。1对高精密度主(阳)、副(阴)转子水平且平行地装于机壳内部，主(阳)转子有5个齿，而副（阴）转子有6个齿。主转子直径大，副转子直径小。齿形成螺旋状，两者相互啮合。主副转子两端分别由轴承支承定位。工作时电动机通过连轴器(或皮带)直接带主转子，由于2转子相互啮合，主转子直接带动副转子一同旋转。冷却液由压缩机机壳下部的喷嘴直接喷入转子啮合部分，并与空气混合，带走因压缩而产生的热量，达到冷却效果。同时形成液膜，防止转子间金属与金属直接接触及封闭转子间和机壳间的间隙。喷入的冷却液亦可减少高速压缩所产生的噪音。 螺杆式空压机的主要部件为螺杆机头、油气分离桶。螺杆机头通过吸气过滤器和进气控制阀吸气，同时油注入空气压缩室，对机头进行冷却、密封以及对螺杆及轴承进行润滑，压缩室产生压缩空气。压缩后生成的油气混合气体排放到油气分离桶内，由于机械离心力和重力的作用，绝大多数的油从油气混合体中分离出来。空气经过由硅酸硼玻璃纤维做成的油气分离筒芯，几乎所有的油雾都被分离出来。从油气分离筒芯分离出来的油通过回油管回到螺杆机头内。在回油管上装有油过滤器，回油经过油过滤器过滤后，洁净的油才流回至螺杆机头内。当油被分离出来后，压缩空气经过最小压力控制阀离开油气筒进入后冷却器。后冷却器把压缩空气冷却后排到贮气罐供各用气单位使用。冷凝出来的水集中在贮气罐内，通过自动排水器或手动排出。 三晶变频器在空压机上的节能改造应用空气压缩机在国民经济和国防建设的许多部门中应用极广，特别是在纺织、化工、动力等工业领域中已成为必不可少的关键设备，是许多工业部门工艺流程中的核心设备。提供自动化生产所需的压缩空气足够的供气压力，是生产流程顺畅之要素，瞬间的压降，即会影响产品品质。随着变频技术的成熟,变频器在电气传动领域中应用越来越广泛。其控制方式的多样性、完善的电机保护功能以及其特有的优点是目前在工控领域其它无可比拟的。 一螺杆式空压机的工作原理 螺杆式空气压缩机的工作过程分为吸气、密封及输送、压缩、排气四个过程。当螺杆在壳体内转动时，螺杆与壳体的齿沟相互啮合，空气由进气口吸入，同时也吸入机油，由于齿沟啮合面转动将吸入的油气密封并向排气口输送；在输送过程中齿沟啮合间隙逐渐变小，油气受到压缩；当齿沟啮合面旋转至壳体排气口时，较高压力的油气混合气体排出机体。 二压缩气供气系统组成及空压机控制原理 压缩气供气系统组成： 工厂空气压缩气供气系统一般由空气压缩机、冷干机、过滤器、储气罐、管路、阀门和用气设备组成。 空气压缩机的控制原理： 在工厂的空气压缩机控制系统中，普遍采用后端管道上安装的压力继电器来控制空气压缩机的运 行。空压机启动时，加载阀处于不工作态，加载气缸不动作，空压机头进气口关闭，电机空载启动。当空气压缩机启动运行后，如果后端设备用气量较大，储气罐和后端管路中压缩气压力未达到压力上限 值，则控制器动作加载阀，打开进气口，电机负载运行，不断地向后端管路产生压缩气。如果后端用气设备停止用气，后端管路和储气罐中压缩气压力渐渐升高，当达到压力上限设定值时，压力控制器发出卸载信号，加载阀停止工作，进气口关闭，电机空载运行。 三螺杆式空气压缩机变频改造 空压机工频运行和变频运行的比较： 空压机电机功率一般较大，启动方式多采用空载（卸载）星-三角启动，加载和卸载方式都为瞬时。这使得空压机在启动时会有较大的启动电流，加载和卸载时对设备机械冲击较大；不光引起电源电压波动，也会使压缩气源产生较大的波动；同时这种运行方式还会加速设备的磨损，降低设备的使用年限。由于一般空气压缩机的拖动电机本身不能调速，因此就不能直接使用压力或流量的变动来实现降速调节输出功率的匹配，电机不允许频繁启动，导致在用气量少的时候电机仍然要空载运行，电能浪费巨大。 对空压机进行变频改造，能够使电机实现软起软停，减小启动冲击，延长设备使用年限；同时由于电机运行频率可变，实现了空压机根据用气量的大小自动调节电机转速，减少了电机频繁的加载和卸载，从而较大幅度减小电动机的运行功率，使得供气系统气压维持恒定，便可以实现节能的目的。 四变频改造方案设计原则 根据原工况存在的问题并结合生产工艺要求，空压机变频改造后系统应满足以下要求： 电机变频运行状态保持储气罐出口压力稳定，压力波动范围不能超过0.02Mpa。 系统应具有变频和工频两套控制回路。 根据空压机的工况要求，系统应保障电动机具有恒转矩运行特性一。 为了防止非正弦波干扰空压机控制器，变频器输入端应有抑制电磁干扰的有效措施。 在用电气量小的情况下，变频器处在低频运行时，应保障电机绕组温度和电机的噪音不超过允许的范 围。 生产工艺要求，变频改造后，适当降低压缩气供气系统的供气压力，将原来的高压变流量供气改变为 变频恒压变流量供气方式。 五变频器的选型 根据上述原则，选择广州三晶电气SAJ系列通用型变频器，装有工变频切换装置，只需加一只压力变送器即可组成闭环控制系统。传感器反馈的气压信号直接送入变频器自带的PID调节器输入口，而压力设定可以使用变频器的键盘设定，使该系统能够满足上述工况要求。 SAJ变频器特点： 采用32位电机控制专用微处理器，高精度频率输出 新颖的功率累计功能，观察节能效果更直观方便。 内置RS-485接口，可计算机联网控制。多信号输入，内置简易PLC，自动化控制更方便。 载波频率可调，静音运行。 控制方式多样化，通用性强。 内置PID调节功能，闭环控制简单低速额定转矩输出，运行稳定。 键盘操作方便，可在运行时在线调整和设定有关参数。 低频转矩输出180%.低频运行特性良好. 输出频率最大600HZ,可控制高速电机 全方位的侦测保护功能(过压、欠压、过载）瞬间停电再起动， 加速、减速、动转中失速防止等保护功能 减速停止成自然停止，自动复归，直流制动 多样的变频器运行状态参数显示，对控制信号和负载运行状况一目了然。在进行变频改造时我们将尽量保持原有设备主电路和控制电路的完整性，对其电路不作改动；这有利于在变频器发生故障或是检修时，空压机可以很方便地改动回到原有的控制方式上去，这保证了空压机在变频和工频状态下都可以运行。 接线原理图： 接线原理图大型空压系统常见配件故障解决方法一、维护保养及措施（1）空气过滤器滤网脏是经常出现的问题，原因是大气尘埃被滤网过滤下来。当空压机连续运行几天就可能积满灰尘，必须及时监测积尘情况。一般在气体进入空压机前的管道上安装压差计，监测入口气压相对大气压的压差，压差达到T 英寸时说明滤网已经很脏，必须处理。为了减少运行成本，其处理办法是把滤网拆下来，用压缩空气吹扫干净后再装回去使用。但多次吹扫后滤网容易坏不能再使用，必须更换新滤网。由于新滤网是进口产品，价格昂贵，经常更换运行成本高。因此改用国内生产的同类型的滤网产品，结果与进口产品过滤效果一样，且价格便宜几倍。大大降低了生产成本从而又实现了滤网设备国产化。（2）气体冷却效果降低问题。空压机内部气体冷却采用水冷式，在投入使用初期，接入的冷却水是自来水，运行一段时间后，气体冷却效果就会下降。这主要原因是冷却水系统管壁结垢或堵塞。解决方法是：!用高压水正向、反向冲洗，有一定效果，但仍然不理想。用除垢剂反复冲洗后，使用效果很好。但除垢剂具有很强的酸性，会腐蚀冷水系统管壁，频繁冲洗会使管壁变薄，影响管的耐压性和使用寿命，因而治标不治本。#最有效的方法是从结垢和堵塞原因上处理。由于自来水容易结垢，所以把冷却水改为使用不容易结垢的软化水，并在冷却水接入口处装上过滤网，定期清理滤网。这样维护起来简单方便，同时降低了设备故障率，延长了系统使用寿命。（3）冷却用油温度过高。空压机系统内部轴承用润滑油润滑并作冷却，油温不能过高和过低，油温过低起不到润滑作用，油温过高又使机器内部过热而烧坏部件，在运行过程中由于轴承产生热而使油温升高，而润滑油是用水来冷却，所以油温过高有两方面的原因：一方面是冷却水的问题，这与上面气体冷却问题的解决方法一样；另一方面是润滑油循环系统的问题，解决方法是：使用合格的润滑油；定期清洗油过滤器；调节好油路旁通阀，使流过轴承的润滑油量充足；定期对油温探测装置校核，发现误差大或损坏就更换。（4）转轴振动值过大。空压机系统内每级转轴都装有振动探头，实时监测其径向振动情况。若轴振动值增大，主要原因是轴承磨损严重，或叶轮损坏造成转动不平衡。预防措施为：严格按照空压机操作规程进行操作，这对保护轴承很重要；使用合格的润滑油，禁止让轴承过热运转；严禁杂物进入空压机体内；定期作听、看、摸检查，提前消除隐患。（5）喘振是速度型空压机特有的现象。其原因是：在一定的叶轮转速下，如果空压机排气流量下降到低于或等于一定数值，排气口的气体就会倒灌进空压机，与空压机排气形成对顶而来回波动，产生喘振。喘振产生的冲击力会极大地损坏空压机组件，必须严格预防。空压机设计时已经采用控制进气阀和旁通阀的开度来有效控制喘振的发生，即用旁通阀开度来控制气体的流量，而为了节能又同时控制进气阀的开度，以免做功太多而浪费