螺杆压缩机的能级控制

螺杆压缩机的能级控制高翔摘要：通过介绍螺杆压缩机的滑阀的内部结构，处理压缩机能级控制出现的问题。

关键词：螺杆、滑阀、能量调节一、概述：螺杆式压缩机是一种高速回转的容积式压缩机，通过工作容积缩小进行气体压缩，除了两个高速回转的螺杆转子外，没有其它运动部件，具有回转式压缩机（如离心式压缩机）和往复式压缩机（如活塞式压缩机）各自的优点，如体积小、重量轻、运转平稳、易损件少、效率高、单级压比大、能量无级调节等，在压缩机行业得到迅速发展及应用。

由于螺杆制冷压缩机单级有较大的压缩比及宽广的容量范围，故适用于高、中、低温各种工况，特别在低温工况及变工况情况下仍有较高的效率，这一优点是其它机型（如吸收式、离心式等）不具备的。

因此，螺杆式制冷压缩机被广泛用于空调、冷冻、化工、水利等各个工业领域，是制冷领域特别是工业领域的最佳机型。

由于螺杆制冷压缩机属于容积式压缩机，它利用一对相互啮合的阴阳转子在机体内作回转运动，周期性地改变转子每对齿槽间的容积来完成吸气、压缩和排气过程。

适用于NH3（氨）、R22（氟利昂）等各种制冷工质，不需要对机器结构作任何改变，所以一般认为螺杆式制冷压缩机不存在困扰制冷界的CFCs工质替代问题。

二、结构分析：螺杆式制冷压缩机常用滑阀调节能量，即在两个转子高压侧，装上一个能够轴向移动的滑阀，来调节能量和卸载启动。

滑阀调节能量的原理，是利用滑阀在螺杆的轴向移动，以改变螺杆的有效轴向工作长度，使能量在100%和10%之间连续无级调节。

能量调节主要与转子有效的工作长度有关。

图一为滑阀的移动与能量调节的原理图。

图A示出全负荷时滑阀的位置。

当滑阀尚未移动时，滑阀的后缘与机体上滑阀滑动缺口的底边紧贴，滑阀的前缘则与滑动缺口的剩余面积组成径向排气口。

此时，基元容积中充气最大。

由吸入端吸入的气体经转子压缩后，从排气口全部排出，其能量为100%，如图B实线所示。

当高压油推动油活塞和滑阀向排出端方向移动时，滑阀后缘随之被推离固定的滑动缺口的底边，形成一个通向径向吸气口的、可为压缩过程中气体的泄逸通道，如图C所示，减少了螺杆的工作长度，即减少了吸入气体的基元容积，如图B中虚线所示，排出气体减少，一旦吸入的气体，未进行压缩（此时接触线尚未封闭）就通过旁道口进入压缩机的吸气侧，因此减少了吸气量和制冷剂的流量，起到了能量调节的作用。

泄逸通道的大小取决于所需要的排气量大小。

滑阀前缘与滑动缺口形成的排气口面积（即径向孔口）同时缩小，达到改变排气量的目的。

此时，调节指示器指针指出相应的改变排量的百分比。

当滑阀继续向排出端移动时，制冷量随排量的减少而连续地降低。

因而能量便可进行无级调节。

当泄逸孔道接近排气孔口时，螺杆工作长度接近于零，便能起到缷载启动的目的。

能量调节采用油驱动调节，一个能量调节电磁阀组是由四个电磁阀与相应油路连接而成的，选用四个电磁阀可控制供油的流向，从而达到控制油活塞在油缸内的前后移动，这样即可完成滑阀的正反移动从而达到增载、减载的作用。

该系统由三部分构成：供油、控制和执行机构。

供油机构有油泵及压力调节阀；控制机构有四通电磁阀；执行机构有滑阀、油活塞和油缸等。

其控制系统见图二所示。

减荷时，电磁阀1和4开启，由油泵来的高压油，经电磁阀4被送到油活塞左侧，推动活塞向右移动，带动滑阀向排气端移动，达到减少负荷的目的。

同时，油活塞右移，油缸内的油经电磁阀1被排回油箱。

增荷时，电磁阀2和3开启，油活塞右侧获得高压油，活塞左移，得到增荷调节。

需要滑阀停留在某一定位置时，只要在此位置不接通电磁阀或油分配阀即可。

油缸两边的油即不能流进，也不能流出，滑阀此时不会左右移动而处在一定位置上，即相应某一固定的能量。

滑阀的移动可以调节压缩机的吸气量，从而调节了排气量，滑阀的移动是靠专门设置的油缸、油活塞来推动的。

压缩机运转过程中，通过滑阀向压缩机腔内喷入大约占体积流量0.5～1%的润滑油，这部分润滑油起着冷却、密封、润滑的作用。

三、设备现状：整个机组由单机双级螺杆压缩机、电动机、油路系统、底座等组成，油路系统主要由油分离器、油冷却器、油过滤、器油泵与油泵电动机、油分配总管组成。

气路系统由吸气过滤器、吸气上回阀、压缩机、经济器、油分离器、气止回阀等组成，控制系统由控制台和启制冷量-40℃～+40℃205KW 工质R22主电机型号Y315M2－2主电机功率132KW电源380V3P50HZ润滑油N46冷冻油同步转速2960ｒ/ｍｉｎ机组重量3600Kｇ四、故障及处理：冰机按正常程序开机，低压级能级会很快的自动增载至100%，且高、低压级的能级不能正常增载和减载，造成冰机由于吸气压力过低而跳停，现场分析和处理如下：1、能级不能进行调节，通常情况下是由于“电脏”造成的，原因是冰机油路系统不干净，脏东西将电磁阀阀芯卡住或者是阀体内弹簧卡在阀体内腔，使电磁阀不能正常工作，阀芯始终处于常开状态，电磁阀在未动作时油路上不断有油进入油活塞推动其作用，使增载油路始终处于打开状态，能级不断上升直至100%。

此时可将冰机系统内部进行泄压至零，拆卸低压级增减载电磁阀（共四只），将阀芯、阀体、弹簧清洗吹扫，密封面检查清理，检测四组电磁阀是否正常，然后重新装配好后即可。

发生“电脏”现象后，可将油泵前过滤器进行吹扫清洗，定期检测冰机润滑油的油品，如发现油品指标已超范围，则必须更换油品。

2、经现场对电磁阀组的拆检和清洗重新装回，开机运行后，仍然出现低压级能级自动增载现象。

将油分配总管上供电磁阀组的总供油阀和回压缩机组的回油阀关闭，切断油路的进出，压缩机仍能自动增载，根据以上现象，判定是机组滑阀内部的泄漏。

3、经确认后“O”型密封圈有损伤，拆缷程序如下：A、放尽机组内部了气体压力，拆下指示计、缷载盖和相应的控制线，拆下联轴器；B、拆下固定缷载活塞的锁紧螺母，平衡活塞和缷载油缸将同时被拆下（注意不要将平衡活塞与缷载油缸分开拆，为了避免再装进的麻烦）；C、拆下低压级的吸气口盖，低压级的喷油管，低压级的排气口盖和主机侧的联轴器，用两只M8螺栓拆出轴封、固定环和骨架油封；D、更换卸载推杆的“O”型密封圈。

通过以上的处理后，冰机现能正常运行。

通过这次的检修，对能级的失灵的处理有了进一步的认识：如果发现能级不能正常增减载的时候，首先判断电磁阀组电脏，关闭油路的进出口阀门，对电磁阀组进行清洗，清洗完毕后重新安装即可；当发现能级产生“飘”的现象时，通过拆检油路系统，从气体的压力来进行判断问题的所在，总之，判断问题要认真仔细。

安全、环保、高效的液氯输送技术于静杰，武,邹立莉1）屏蔽泵的工作原理屏蔽泵的泵头和电机都被封闭在一个被泵送介质充满的压力容器内，此压力容器只有静密封。

屏蔽泵的叶轮和电动机的转子固定在同一根轴上，利用屏蔽套将电动机的转子和定子隔开，转子在被输送的介质中运转，支撑转子的是两个滑动轴承，靠输送的介质冷却润滑轴承和带走电机产生的部分热量，其动力通过定子磁场传递给转子。

2）结构特点及工艺流程屏蔽泵在结构上只有静密封而无动密封，因此输送液体时能保证一滴不漏。

和所有的普通离心泵一样，泵选好后，把泵的入口同液氯储槽用合适尺寸管线（比泵入口大一至两个规格）连接上，只要装置的有效汽蚀余量NPSHa大于泵的必须汽蚀余量NPSHr，泵即可工作输送液体。

由于很多液氯生产厂家的液氯储槽刚好放在地面上或比地面高一点，而每种规格泵的汽蚀余量NPSHr是一定的，要想提升装置的汽蚀余量NPSHa以满足使用要求，就必须拉开泵与液氯储槽间的垂直距离，而要抬高所有储槽的高度是比较麻烦的。

修一个3~4米深左右的坑，把泵安装在坑里，问题就可以解决了（文后附图四：液氯包装及工艺用屏蔽泵安装系统图）。

为了提高运转的安全性，液氯屏蔽泵通常都须设有监控装置：如德国进口的液位监控器N30（监测泵中有无液氯）和温度监控器T30（监测泵转子腔温度）（专利号02211201.4）等。

3）海密梯克屏蔽泵及其使用特点a全封闭，无动密封，绝对零泄漏，安全可靠；b海密梯克泵独特的高压内循环结构（专利号：02211205.7），保证液氯在泵转子腔内不汽化c德国进口的哈氏合金屏蔽套，涡流损失小，滚压成型，性能可靠；d纯晶体碳化硅滑动轴承SSIC（无压烧结的α级碳化硅）（专利号：02211204.9）。

碳化硅滑动轴承承载能力高，且具有极强的耐冲蚀、耐化学腐蚀、耐磨损和良好的耐热性，使用寿命长；e轴向力自动平衡，零轴向运转力；f欧洲优秀的水力模型和高性能电机保证了整机的高效运转；g设备投资小，无辅助设施，安装费用低；h结构简单，拆卸维修方便，长期可靠运转，维护费用低；i适于连续操作，操作简单，流量、压力范围广；k基本无废气、废渣排放；l无液氯汽化过程，消除了因NCl3的富集而发生爆炸的隐患；m海密梯克泵为免维护泵，连续运转寿命一般均在5年以上，无须经常更换备件；n泵启动前应充分预冷。

屏蔽泵输送液氯，工艺管线很简单、屏蔽泵无动密封（绝对零泄漏）、滑动轴承无需其它介质润滑（靠输送介质，此为液氯）、寿命长、操作和维护很简单、价格相对又比较低等，诸多优点让我们有理由说屏蔽泵输送液氯是目前最好的，尤其是新建和改造项目，旧的液氯输送工艺方法正逐步被替换。

大连海密梯克泵业有限公司作为德国海密梯克公司的合资子公司，秉承了其世界领先的屏蔽泵技术及生产经验，成立近十年以来，已经为近40家氯碱企业提供70余台液氯屏蔽泵及完善的安全保护系统，使用效果都非常好（如：青岛海晶化工集团有限公司、山东恒通化工股份有限公司、无锡格林艾普化工有限公司、山东诸城泰盛化工有限公司、山东东岳集团、山东农药化工集团、江西星火有机硅厂、陕西神府北元化工有限公司、河北黄骅市金华化工有限公司、湖南南天股份有限公司、陕西省化工总厂、济宁金威煤电有限公司、江苏南通江山农药化工股份有限公司、河南洛阳新安电力集团金属钠有限公司、吉化集团公司四氯化硅厂、吉林化学工业公司电石厂、江苏苏龙化工有限公司、山东新汶矿业有限公司等等）。

从液氯输送的使用情况来看，其一般要求液氯流量为5~20m3/h，扬程为90m左右，温度为-10 ~ -20℃。

大连海密梯克屏蔽泵性能范围如下：流量Qmax=800m3/h扬程 Hmax=600m系统压力Pmax=10Mpa温度T=-120~400℃轴功率P2max=135KW泵效率ηmax=80%磁力驱动泵是无泄漏泵的一种，也可以用于液氯的输送。

国内这些年来只有几家企业使用过磁力驱动泵，但效果不很理想。

原因是：（1）其安全可靠性不如屏蔽泵。

磁力驱动泵一般只有一层隔离套（单层保护），一旦因机械问题或隔离套自身质量问题而导致其损坏，液氯将直接泄露到大气中。

而屏蔽泵除屏蔽套外还有一层电机外壳静密封（双层保护），一旦屏蔽套损坏，液氯将进入电机腔体内而不会直接露向大气。