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一、前言
法國人辛麥恩（B．Zimmern）于1960年提出單螺桿壓縮機的具體方案，1963年推向市場，70年代批量生產(chǎn)，80年代后技術逐漸成熟。單螺桿式空壓機比雙螺桿空玉機問世晚，但因其性能優(yōu)異，目前國際市場上單、雙螺桿大體上平分市場，廣泛應用于國民經(jīng)濟的各個領域。
新型干法水泥生產(chǎn)線根據(jù)生產(chǎn)需要采用四臺FGOG—180A單螺桿水冷型空壓機組成空壓機站，在使用過程中性能良好，與以往接觸過的空壓機型相比，具有噪聲低，排氣穩(wěn)定，振動小，維護方便等優(yōu)點。
二、FHOG—180W空壓機的結構與工作原理
單螺桿空壓機按其工藝流程可分為氣路系統(tǒng)、油路系統(tǒng)和電氣單元。
1．內(nèi)部結構
（1）氣路系統(tǒng) 氣路工藝流程為大氣經(jīng)過過濾后由卸荷閥進入壓縮腔，與潤滑油結合并進行壓縮，與油結合的壓縮氣體經(jīng)過止回閥進入油氣分離桶、油氣分離器、水冷卻器、氣水分離器，出空壓機后經(jīng)儲氣罐、精密過濾器、冷凍式干燥機（以下簡稱冷干機）進入廠區(qū)壓縮空氣管網(wǎng)。
（2）油路系統(tǒng) 油路包括油管、油箱、冷卻器、油濾清器、斷油閥和溫控閥等。當空壓機起動時，空壓機內(nèi)部接近于全密封狀態(tài)，油路首先建立起壓力，在壓力的作用下，對主機工作腔噴油，對設備進行潤滑的同時起到冷卻、密封和降低噪聲的作用。
（3）控制系統(tǒng) 在電氣控制方面根據(jù)客戶的不同需求可以采用PLC或變頻器自動控制，公司采用PLC編程自動控制。每臺設備自帶監(jiān)控裝置，可實時顯示相關工況參數(shù)、運行況態(tài)及故障指示，具有超壓保護、超溫保護、電動機過載保護、斷水保護、斷相及相序保護、油濾氣濾堵塞保護的基本功能和超溫保護、過載保護互鎖功能。并利用PLC輸出端口聯(lián)接中央控制室施行遠程控制和網(wǎng)上監(jiān)控，在沒備本體可調(diào)節(jié)轉換本機控制／遠程控制。空壓機站內(nèi)不用設置崗位工，只需每天進行一次巡檢。
2．工作原理
（1）外部空氣由卸荷閥進入主機，主機由一個圓柱螺桿和兩個對稱配置的平面星輪組成，嚙合副裝在機殼內(nèi)蝸桿蝸槽，機殼和星輪面構成封閉空氣的齒間容積，螺桿運轉時帶動星輪旋轉，星輪的作用相當于往復式壓縮機的活塞，星輪在蝸槽內(nèi)相對移動，蝸槽內(nèi)的氣體相應地壓縮和排出，如圖所示，帶有壓力的氣體排出主機后，在設備內(nèi)部經(jīng)過析出油和水分，再經(jīng)過冷卻后進主壓縮空氣管網(wǎng)使用。
三、單螺桿空壓機的性能特點
1．振動小
星輪在螺桿兩側配置，運行中作用于螺桿上的徑向力相互抵消，作用于螺槽內(nèi)的氣體軸向負荷也相互抵消，再加上螺桿的兩端有引氣通道，故螺桿和星輪齒上受的氣體力很小。較以往用的老式空壓機相比，在振動方面有較強的優(yōu)越性能。

2．噪聲小
設備上下與四周采用隔聲罩與消聲海綿又重隔離，加上設備自身振動的微小和空壓機站的合理設計，空壓機組在滿負荷運行時，站在空壓機站外幾乎聽不到空壓機運行產(chǎn)生的噪聲。
3．獨立控制
此空壓機組具有獨立的控制系統(tǒng)，自動負載卸載轉換，自動停機與起動功能，適當調(diào)整卸載與負載轉換的壓力控制點可起到節(jié)能節(jié)電的作用。
4．自動控制
每臺設備均有人機界面板，機組的起動、聯(lián)鎖、潤滑油狀況、排氣壓力、溫度、冷卻水、過濾器等狀態(tài)均可顯示，各監(jiān)測點發(fā)生故障會以紅色報警信號顯示或設備跳停。
超溫保護、過載保護等功能互相聯(lián)鎖，故障排除復位，把報警信號指示燈消除以后方可開機運行，內(nèi)部油路采用雙溫度傳感器監(jiān)控，與主機互鎖，運行中更安全。
5．日常維護
日常運行中僅需定期清吹或更換空氣濾芯，油濾芯、油氣分離濾芯壓縮機油按照說明書上面要求時間定期更換。若使用循環(huán)冷卻水質(zhì)較硬、雜質(zhì)較多，需定期檢查清理水冷卻器內(nèi)部積垢及冷卻器在使用中卡積的雜物。
四、單螺桿空壓機近年的技術改進
蝸桿式空壓機問世較晚，近年來不斷針對單螺桿空壓機運行期常出的問題及節(jié)能降耗方面進行技術改進。
1．主機星輪片改進
單螺桿空壓機在90年代初期采用“酚醛樹脂”材質(zhì)作為星輪片，但在使用中效果不太理想，特別是在空壓機初運行的磨合期間星輪片易磨損或松動。針對于這一現(xiàn)象，采取技術改進，選用PEEK材質(zhì)作為星輪片材質(zhì)，在目前此材質(zhì)的使用情況來看，一般運轉30000h后才可能出現(xiàn)星輪片磨損的現(xiàn)象。
2．控制系統(tǒng)的改進
單螺桿空壓機電氣控制系統(tǒng)隨著科技和自動化的發(fā)展也在不斷改進和完善，目前空壓機可根據(jù)用戶的需求實行遠程監(jiān)測和控制，也可以采用變頻調(diào)速控制，變頻控制只是在初期資金投入時偏大，但在運行中電氣及設備本體的節(jié)能效果顯著，使用單位可以根據(jù)本單位的具體情況對設備進行選型。
五、使用體會
積累一些空壓機的使用經(jīng)驗，了解空壓機的性能之后根據(jù)實際情況對設備進行針對性合理維護，對延長設備的使用壽命和工況的優(yōu)化起到了明顯的作用。
1．空壓機油的使用
空壓機的生產(chǎn)過程中，鍛造、鑄件的加工面可能會存在未處理干凈的型砂和氧化皮。在磨合期運轉過程中受到潤滑油的沖刷落于潤滑油中，所以第一次更換空壓機油必須徹底，否則會降低主機的耐久性和使用壽命。
空壓機在第二次換油之后可以根據(jù)運行環(huán)境對設備換油的時間作適當調(diào)整，環(huán)境良好污染小，運行中油溫正常可以延長使用時間，必須從巡檢停機時檢查油質(zhì)，若生產(chǎn)連續(xù)運轉沒有停機時間，可以從排氣壓力和排力量是否有減少現(xiàn)象來定，不可過多地延長周期，防止空壓機油變質(zhì)結碳而引起壓縮空氣管道爆炸。
2．機組的工藝布置
采用空壓機—儲氣罐—精密過濾器—冷干燥機—壓縮空氣管網(wǎng)的工藝流程。壓縮空氣經(jīng)儲氣罐穩(wěn)定氣流析出部分水分再進入冷干機，對壓縮空氣進一步的冷卻和干燥，用氣點壓縮空氣質(zhì)量良好。曾有廠家未按此工藝流程施工，將冷干機與儲氣罐位置調(diào)換，在生產(chǎn)中經(jīng)常出現(xiàn)冷干機內(nèi)部結冰堵塞和用氣點壓縮空氣中含水量大的現(xiàn)象，特別是在新生產(chǎn)線投產(chǎn)初期此系統(tǒng)的不穩(wěn)定會給生產(chǎn)帶來很大麻煩，在壓縮空氣系統(tǒng)的設計和施工中需注意此設備的工藝布置。
3.故障排除
（1）溫度高 油氣溫度偏高，甚至溫度升到上限空壓機跳停，OPR或COP指示燈亮。出現(xiàn)此現(xiàn)象應首先檢查空壓機油是否存在油位低、油過濾器堵塞或斷油閥故障，若排除以上幾點仍不能正常開機，則需檢查空壓機水冷卻器內(nèi)部是否有水垢、纖維等雜物堵塞而影響正常熱交換，如有雜物則需對冷卻器對內(nèi)部清理，在控制面板上按復位鍵消除超溫信號再起動空壓機。
（2）排氣量小 在正常生產(chǎn)中有時會出現(xiàn)忽然間壓縮空氣管網(wǎng)壓偏小的現(xiàn)象，可分析為兩個原因，一是空壓機故障，使排氣量減小，不能滿足生產(chǎn)；二是管網(wǎng)用氣點控制閥存在控制失靈現(xiàn)象，出現(xiàn)內(nèi)漏。這種排氣量突然減小的情況在生產(chǎn)中內(nèi)漏的可能性偏大，需要排查用氣點閥門控制情況并處理以后才可以正常生產(chǎn)。
六、結束語
單螺桿空壓機具有獨特的優(yōu)點，隨著單螺桿技術的不斷改進和設計技術的持續(xù)提高，單螺桿空壓機的油耗、密封、氣量調(diào)節(jié)及自動控制等性能將會進一步改善，可靠性和經(jīng)濟性不斷增強，應用領域會進一步擴展。