編輯/技術(shù)組 公眾號(hào)/空壓機(jī)網(wǎng)
螺桿空壓機(jī)的排氣溫度受到上、下兩個(gè)溫度的限制，本文帶你了解一下螺桿空壓機(jī)溫度控制的關(guān)鍵部件——溫控閥。
1
排氣溫度的上、下兩個(gè)溫度限值
螺桿空壓機(jī)的排氣溫度，其溫度取樣點(diǎn)就在壓縮主機(jī)出口附近，也就是主機(jī)出口油氣混合物的溫度。而控制壓縮主機(jī)的出口溫度，最主要的是控制壓縮主機(jī)的噴油溫度，而擔(dān)此重任的就是溫控閥。 螺桿空壓機(jī)排氣溫度是有特別要求的，既不能過高，也不能過低。即有上下兩個(gè)溫度限值。 螺桿空壓機(jī)的排氣溫度過高，高溫會(huì)引起跳閘、積碳、效率降低甚至損壞零部件。一般排氣溫度控制上限為110 ℃。 但溫度下限值受到環(huán)境溫度、濕度、壓力的影響，是一個(gè)變化值，目的是避免運(yùn)行中產(chǎn)生冷凝水，而冷凝水會(huì)導(dǎo)致潤滑油的乳化，破壞機(jī)組的冷卻潤滑效果，劣化機(jī)組性能。 潤滑油析出水分的溫度值:
2
螺桿空壓機(jī)潤滑冷卻系統(tǒng)
螺桿空壓機(jī)屬于容積式壓縮機(jī)，其冷卻與溫度控制則是通過向氣缸體內(nèi)噴入大量的潤滑油帶走熱量，是一種內(nèi)冷卻方式，冷卻效果更顯著。相對絕熱過程和間接冷卻方式所需的循環(huán)指示功率要少，減少了功率消耗，提高了效率。 表1 所示為不同冷卻方式相對絕熱過程的循環(huán)指示功率對比，可以看出螺桿機(jī)循環(huán)指示功率是絕熱過程的80%，間接冷卻是97%，可以看出，噴油冷卻比一般間接冷卻消耗的功率要低得多。 螺桿機(jī)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)會(huì)產(chǎn)生大量熱量，潤滑油作為冷卻介質(zhì)常設(shè)計(jì)成閉式循環(huán)系統(tǒng)。 圖1為一種常見的螺桿機(jī)潤滑油系統(tǒng)（系統(tǒng)A），配置有冷卻器、溫控閥、油過濾器，在油分離器中帶有一定壓力的潤滑油通過油冷卻器冷卻后，與沒有冷卻的潤滑油混合后再經(jīng)過油過濾器向螺桿機(jī)內(nèi)噴油，用于溫度的控制。 圖2 是將油過濾器和溫控閥設(shè)為一體的螺桿機(jī)潤滑油系統(tǒng)（系統(tǒng)B），潤滑油在閥內(nèi)部混合并過濾后直接噴入螺桿機(jī)，系統(tǒng)管路配置更為簡單，潤滑油在油氣分離器壓力作用下通過溫控閥，根據(jù)負(fù)荷變化調(diào)節(jié)潤滑油需要量，經(jīng)過濾后直接噴入螺桿機(jī)壓縮腔內(nèi)冷卻壓縮產(chǎn)生的熱量。 3
空壓機(jī)溫控閥原理與結(jié)構(gòu)
要保證螺桿空壓機(jī)排氣溫度的精準(zhǔn)可控，溫控閥是潤滑油冷卻系統(tǒng)控制溫度的關(guān)鍵零部件。該閥是一種基于特種感溫石蠟作為閥芯控制流體溫度的閥門，利用石蠟在固液相變過程中的體積線性膨脹特性，實(shí)現(xiàn)將溫度變化信號(hào)轉(zhuǎn)化為閥芯位移變化控制流經(jīng)油冷卻器的潤滑油。 圖3 所示是一種目前螺桿機(jī)應(yīng)用較為普遍的溫控閥結(jié)構(gòu)。閥體共有設(shè)計(jì)4個(gè)閥口，進(jìn)口接收來自油氣分離器中的潤滑油，2個(gè)中間接口R1、R2，接口R1連接油冷卻器進(jìn)口，接口R2連接油冷卻器出口，此時(shí)是將熱油輸至油冷卻器，經(jīng)冷卻后的油流回至閥體，出口將潤滑油經(jīng)過過濾器送往螺桿機(jī)。 經(jīng)感溫的熱動(dòng)力元件在預(yù)定溫度范圍內(nèi)膨脹或收縮。 當(dāng)來自油氣桶的油溫高時(shí)，并上升到控制點(diǎn)時(shí)熱動(dòng)力元件推動(dòng)閥芯克服彈簧力的作用力下移，溫度越高，閥芯的位移就越大，通向油冷卻器的閥開口越大，當(dāng)油溫達(dá)到熱動(dòng)力元溫度范圍上限時(shí)，開口全部打開，這時(shí)油全部通過油冷卻器。 當(dāng)油溫下降時(shí)，熱動(dòng)力元件產(chǎn)生與上述相反的作用，油溫降到熱動(dòng)力元件感溫范圍以下，閥芯回到初始位置，通向油冷卻器的閥開口全部關(guān)閉，油氣桶出來的油不經(jīng)過油冷卻器直接全部流往螺桿機(jī)。 4
溫控閥“分流”、“混流”方式
對于螺桿空壓機(jī)來說，潤滑油的溫度在70~85℃之間最佳。潤滑油 在70~85℃這個(gè)溫度其揮發(fā)性最小。螺桿轉(zhuǎn)子間的間隙一般在5~12um之間，大機(jī)器較大，小機(jī)器較小，其咬合的膨脹溫度一般在130~140 ℃之間，所以需要控制壓縮機(jī)的溫度在此之下，大多上限設(shè)置在110 ℃。同時(shí)，支承軸承一般不允許長時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)在100 ℃以上。 溫控閥采用“分流”控制方式 （這種最為普遍，通常在中、小型螺桿機(jī)上常用，溫控閥芯溫度，據(jù)筆者所知有71℃、76℃） 溫控閥采用“混流”控制方式 （通常在較大型螺桿機(jī)上使用較多，溫控閥芯溫度，據(jù)筆者所知有54℃、43℃） 另外： ①13Bar的螺桿壓縮機(jī)在夏天并且很潮溫的地區(qū)必須特別注意機(jī)組的排氣溫度，最好在95℃以上；
②在南方高溫、潮濕的地區(qū)建議使用合成油；
③在5~9月份的季節(jié)把機(jī)器的排氣溫度提高到95℃~100 ℃之間；
④如果排出溫度偏低，措施如下：對于風(fēng)冷的機(jī)器可以通過阻擋鋁制冷卻器的通風(fēng)面積來達(dá)到，對于水冷的機(jī)器可以減少冷卻水量或水壓來達(dá)到。
參考資料：
“螺桿空壓機(jī)溫度控制與溫控閥的應(yīng)用研究” 流體機(jī)械 2019.7
聯(lián)系客服
