迎接我國螺桿壓縮機(jī)發(fā)展的新時代

翁有為

（上海開山氣體壓縮機(jī)銷售有限公司，上海 200040）

近年來，螺桿壓縮機(jī)的各項優(yōu)點，正在被越來越多的人們所認(rèn)知，被廣泛應(yīng)用在低壓、大輸氣量以及氣體中含水、含粉塵、含腐蝕性介質(zhì)和變分子量的工況條件下。但是，對螺桿壓縮機(jī)的設(shè)計、制造技術(shù)的創(chuàng)新，在市場爭奪中經(jīng)常被忽視；對螺桿壓縮機(jī)的一些固有缺陷，在實際使用中被習(xí)以為常。比如：螺桿壓縮機(jī)的低效率和大噪音，對機(jī)組運行事故的不可預(yù)控和二次事故的難于阻止等等。但實際上，這種狀況正在發(fā)生根本性的變化。變化主要來自以下諸方面：

1 核心技術(shù)的形成和掌控

大家都知道，決定螺桿壓縮機(jī)性能的，關(guān)鍵是轉(zhuǎn)子的型線。目前國內(nèi)在用的大都是SRM型線，甚至是最原始的對稱圓弧型線，存在的主要缺陷是效率低、噪音大。但是有一種型線正在中國悄然形成：首先，它誕生在國外，得到國外各著名螺桿品牌公司的認(rèn)可和應(yīng)用，目前全世界的15%螺桿壓縮機(jī)在應(yīng)用它，被命名為“T型線”；然后，跟隨著它的發(fā)明人回到了中國，并根據(jù)中國制造業(yè)的國情，做了進(jìn)一步的優(yōu)化，被命名為“Y型線”。Y型線為世界最新一代雙邊非對稱型線，因為它具有更合理的泄漏三角形、更短的接觸線、更小的排氣封閉容積，轉(zhuǎn)子便于加工，轉(zhuǎn)子的加工精度與設(shè)計要求完美契合，螺桿主機(jī)具有卓越的容積效率和絕熱效率，使得壓縮機(jī)效率大幅提升，機(jī)組比功率居于國際領(lǐng)先水平。中國有了自己的核心技術(shù)，如圖1、圖2。

圖1 430m3／min排氣量國內(nèi)在用的轉(zhuǎn)子外型及尺寸

相比于國內(nèi)通用的對稱圓弧或SRM型線，Y型線具有以下優(yōu)勢：

1）對于同樣排氣量的壓縮機(jī)，Y型線泄露三角形的面積是對稱圓弧或SRM型線的2.6%，具有更高的容積效率；

2）對于同樣排氣量的壓縮機(jī)，Y型線排氣流速比對稱圓弧或SRM型線降低35%，在排氣阻力損失大幅下降而具有更高的效率的同時有效降低排氣噪聲；

圖2 430m3／min排氣量的Y－2轉(zhuǎn)子的外型及尺寸

3）Y型線具備優(yōu)越的加工性能，能確保型線加工的精確性，進(jìn)一步減少齒間泄露；

4）Y型線去除了對稱圓弧或SRM型線齒頂?shù)木匦蚊芊鈼l（筋），同時對于同樣排氣量的壓縮機(jī)，Y型線的齒頂速度大為降低，這些都顯著降低了齒形噪音；

5）對于同樣排氣量的壓縮機(jī)，Y型線的轉(zhuǎn)子更小但具有更大或相當(dāng)?shù)某鲚S軸徑，轉(zhuǎn)子軸剛性更好；

綜上所述，大型氣體螺桿壓縮機(jī)采用最新一代Y型線，在擁有更高主機(jī)效率的同時，振動更小、噪音更低。

2 完善的組合設(shè)計保障核心技術(shù)優(yōu)勢的進(jìn)一步發(fā)揮

俗話說“寶馬配好鞍”，“紅花尚需綠葉扶”。除了轉(zhuǎn)子型線，注重其他方面的技術(shù)跟進(jìn)，也很重要。

1）工藝氣在工藝流程中，經(jīng)常遇到的問題是流量變化。最原始的解決方法是“打回流”，讓電機(jī)白做了氣體的“壓縮功”，浪費電能；其次辦法是采用變頻電機(jī)，增加投資費用不說，自身還得費點電。如果在壓縮機(jī)機(jī)身上采用“流量調(diào)節(jié)閥”，利用轉(zhuǎn)子在閉合壓縮前，把多余的氣體回吐的辦法，來減少排氣量，使被回吐的氣體不參與“壓縮功”，自然達(dá)到了節(jié)能的效果。

2）工藝氣根據(jù)其流程的不同，排氣壓力（或壓比）差異各不相同。針對用戶的實際應(yīng)用工況，優(yōu)化氣體壓縮機(jī)的排氣孔口，設(shè)計并加工匹配項目實際工況的排氣孔口，獲得最佳的容積比Vi，使得壓縮機(jī)壓縮終了壓力與用戶需求壓力匹配，避免了過壓縮及欠壓縮工況的發(fā)生，杜絕不必要能耗的同時有效降低因設(shè)計不當(dāng)產(chǎn)生的振動及噪聲。

同時，Y型線的設(shè)計充分考慮了排氣通道的通流面積，在中、低壓力工況下同時設(shè)立軸向排氣孔口及徑向排氣孔口，進(jìn)一步加大了排氣通流面積，顯著降低排氣流速，大大減少排氣流動損失，提高了氣體壓縮機(jī)的效率。

3）改變了國內(nèi)一般采用的，轉(zhuǎn)子尺寸固定，以變速改變輸氣量的方法。其好處在于：轉(zhuǎn)子可系列設(shè)計，在任意氣量下，實行電機(jī)和壓縮機(jī)的直聯(lián)，避免了齒輪箱，沒有由此而帶來的機(jī)械損耗、噪音源和故障點；工藝氣體螺桿壓縮機(jī)的噪聲主要由進(jìn)氣噪聲、排氣噪聲及齒形噪聲等組成。

3 排除一切不可控因數(shù)保障機(jī)組運轉(zhuǎn)的高可靠性

大型設(shè)備運行的高可靠性是首要條件。然而來自自然環(huán)境、突發(fā)事件等不可控因數(shù)，時時給機(jī)組的生產(chǎn)、運行、維護(hù)等過程帶來不利，甚至事故。防患于未然必須放在源頭。

1）按國際氣體螺桿壓縮機(jī)的制造慣例，轉(zhuǎn)子采用整體鍛造的制造工藝，從根本上杜絕鑲軸工藝中不可掌控的人為缺陷（裝配精度、焊接質(zhì)量、保溫溫度等方面偏差），有效防止轉(zhuǎn)子變形、斷軸事故的發(fā)生。轉(zhuǎn)子采用整體鍛造，整體加工，轉(zhuǎn)子性能穩(wěn)定性及一致性更好，對于惡劣工況及變工況具備更強(qiáng)的適應(yīng)性。

2）按國際氣體螺桿壓縮機(jī)的制造慣例，壓縮機(jī)組安裝運行安全的檢測、報警系統(tǒng)。如：轉(zhuǎn)子的軸振動、軸位移檢測，可在第一時間對高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子細(xì)微變化做出及時反應(yīng)，防止轉(zhuǎn)子走位事故的發(fā)生，更可防止轉(zhuǎn)子間碰、咬等二次事故的發(fā)生。舍棄了用檢測軸承溫度的變化來判斷轉(zhuǎn)子走位的不夠科學(xué)的方法。

3）推力軸承改變傳統(tǒng)的球面結(jié)構(gòu)，采用先進(jìn)的可傾瓦結(jié)構(gòu)，減少人工拂刮的誤差，使得安裝、調(diào)試更方便，機(jī)組運行更可靠。

4）按國際氣體螺桿壓縮機(jī)的制造慣例，壓縮機(jī)采用整體撬裝形式交貨，盡可能減少和避免到用戶現(xiàn)場拼接儀表、連接線路；裁焊、排接、酸洗管道等環(huán)節(jié)，方便安裝、調(diào)試。

世界在進(jìn)步，中國的裝備制造業(yè)也在進(jìn)步。開發(fā)和掌控螺桿壓縮機(jī)的核心技術(shù)，“為民族工業(yè)造芯”，必將成為中國螺桿壓縮機(jī)制造企業(yè)的核心使命。