1、天津市阿特普科螺杆压缩机有限公司压缩机原理COMPRESSOR TYPES压缩机种类压缩机种类压缩机种类 空气和气体压缩机的基本原理分类 压缩机压缩机容积式容积式动力式动力式喷射式喷射式径向式径向式(离心式离心式)轴流式轴流式往复式往复式旋转式旋转式滑片式滑片式 液环式液环式 螺杆式螺杆式 罗茨式罗茨式 直联式直联式十字头式十字头式 活塞式活塞式迷宫式迷宫式膜片式膜片式WORKING PRINCIPLES工作原理工作原理工作原理容积式压缩机往复式压缩气体体积从而提高气体压力双作用气缸设计双作用气缸设计 活塞速度低 更长的活塞环、轴承、密封和填料的寿命 更低的转速 更低的运行温度 P 系系 列列
2、 活活 塞塞 压压 缩缩 机机高高 可可 靠靠 性性 超长双倍中间隔离段保证了绝对无油的空气P 系系 列列 活活 塞塞 压压 缩缩 机机刮油环 完全无油的压缩腔完全无油的压缩腔高高 可可 靠靠 性性 和和 长长 寿寿 命命轻载(350g/cm2)PTFE活塞环设计，保证长寿命运行 工作原理工工 作作 原原 理理 利 用 一 对 互 相 啮 合 的 阴 阳 螺 杆 在 不 断 回 转 的 过 程 中， 阴 阳 螺 杆 啮 合 所 密 封 住 的 几 个 空 间 体 积 的 变 化， 从 而 连 续 地 完 成 吸 气、 压 缩 和 排 气 的 过 程。 是 利 用 容 积 的 变 化 来 压 缩
3、 气 体， 是 典 型 的 容 积 式 压 缩 机。阴转子阴转子阳转子阳转子正位移式压缩机螺杆式压缩气体体积从而提高气体压力喷油喷油螺杆压缩机螺杆压缩机-压缩腔内喷油，压缩腔内喷油，阳转子直接带动阴转子啮合阳转子直接带动阴转子啮合(螺杆接触螺杆接触)无油无油螺杆压缩机螺杆压缩机-压缩腔内无其它介质压缩腔内无其它介质(无油无油),由同步齿轮带动阴阳转子啮合由同步齿轮带动阴阳转子啮合(转子不接触转子不接触)无油和喷油螺杆压缩机无油和喷油螺杆压缩机 特特 点：点： 高 内 压 比 更 低 的 比 功 率 SER 收收 益：益： 低 能 耗新 一 代 专 利 螺 杆 型 线螺 杆 表 面 磨 削 加
4、工GA 系 列 喷 油 螺 杆 压 缩 机 新 一 代 螺 杆Atlas Copco 新一代的螺杆型线新一代的螺杆型线阳转子阳转子阴转子阴转子6 6条槽条槽4 4个齿个齿新一代不对称型线的设计, 螺杆表面磨削加工；4/6齿结合， 转子直径相等，阴转子刚度高， 因此有更小弯曲和更小内部泄漏和损失；转子间的密封线几乎均有最小的间隙；无“敲击”，传送无脉冲的压缩空气排气端的出气孔最小( 漏气三角形小),更小内部泄漏和损失 型型 线线 设设 计计 要要 求求 轴 向 气 密 性 和 横 向 气 密 性 高 接 触 线 长 度 尽 量 短 面 积 利 用 系 数 大 减 少 和 避 免 漏 气 三 角
5、形 重 量 轻 ， 刚 性 好 良 好 的 工 艺 性螺螺 杆杆 齿齿 数数 选选 择择 螺 杆 齿 数 可 选 择 24，33，34，44，45，46，56，57，68 等。 46方 案 具 有 良 好 的 刚 度 ，并 能 使 阴 阳 螺 杆 的 刚 度 接 近 相 等 ，因 而 是 现 代 螺 杆 的 标 准 齿 数 。螺螺 杆杆 型型 线线 的的 演演 变变Atlas Copco 的 最 新 螺 杆 型 线标标 准准 Atlas Copco 型线型线 (SAP)Atlas Copco 的 最 新 螺 杆 型 线SAPSigma SAP型 线: 4/6 齿 结 合 ，转 子 直 径 相
6、等 相 对 于 5/6 齿 (Sigma)或 4/5 齿 (Cyclon) 结 合，阴转 子 有 更 高 的 刚 度 因 此 不 易 变 形 内 部 泄 漏 损 失 小 Sigma 型 线 (Kaeser): 5/6 齿 结 合 阴 转 子 直 径 小Atlas Copco 的 最 新 螺 杆 型 线SAP 型 线 : 由 于 压 缩 力 的 原 因 ，接 触 在 齿 侧 的 后 缘 转 子 密 封 线 的 间 隙 已 达 到 最 小 化 无“敲 击”，无 噪 音 排 气 端 的 出 气 孔 最 小 (漏气 三 角 形 小 ) 最 小 内 部 泄 漏 和 损 失Atlas Copco 的 最
7、新 螺 杆 型 线 SAPSAP 型 线 能能 磨磨 削削 加加 工工 表表 面面 光光 洁洁 度度 高、间高、间 隙隙 小小 最最 小小 内内 部部 泄泄 漏漏 和和 损损 失失Atlas Copco 的 最 新 螺 杆 型 线 较 高 的 内 压 比 (10 bar) 提 高 了 效 率 ，尤 其 在 10和13bar 机 型 有 更 大 的 转 子 直 径 齿 顶 速 度 (tip-speed）低 ，且 接 近 最 佳 速 度Atlas Copco 的 最 新 螺 杆 型 线SAP重重 量量 因因 子子 100Sigma重重 量量 因因 子子 140 SAP型 线: 4/6 齿 结 合
8、，转 子 直 径相 等 同 等 功 率 时 ，设 计 更 为 紧 凑 Sigma 型 线 (Kaeser): 5/6 齿 结 合 大 量 不 必 要 的 设 计 重量(多 余 重 量) 同 等 功 率 时 ，重 量 增 加 40% 高高 效效 ，可，可 靠靠 和和 紧紧 凑凑 的的 设设 计计 七七 大大 理理 由由 4/6 齿 结 合，转 子 直 径 相 等 ， 刚 度 高 转 子 接 触 在 后 缘 漏 气 三 角 形 小 , 轴 向 气 密 性 好 SAP 型 线 能 磨 削 加 工 表 面 精 度 高 ，齿 间 间 隙 小 较 高 的 内 压 比 (10 bar ) 最 佳 齿 顶 速
9、 度 (tip-speed ) 最 佳 重 量 比Atlas Copco 的 最 新 螺 杆 型 线 螺杆压缩机特点 兼有往复压缩机和离心压缩机的特点 单位排气量的体积、重量、占地面积以及排气脉动均远比往复压缩机小 没有气阀、活塞环等易损件，因而运转可靠，寿命长，易于实现远距离控制 不存在不平衡惯性力和力矩，所以螺杆压缩机基础小，甚至可以无基础运转 由于阴阳螺杆齿间实际上留有间隙，因而能耐液体冲击，可以压送含液气体、脏气体 螺杆压缩机有强制输气的特点，排气量几乎不受排气压力的影响 螺杆压缩机在宽广的工况范围内，仍能保持较高的效率，没有离心机在小气量时喘振现象 很强的中高频率噪音，必须采取消声减
10、噪措施 齿面是一空间曲面，需专用设备和刀具加工 由于靠间隙密封及转子刚性限制，只适用于中、低压范围排气端排气端进气端进气端4 圆柱轴承(径向)4 低压端4 一套配对的4点接触球轴承(轴向)和圆柱轴承(径向)4 高压端SKF最高等级径向和轴向重载止推轴承的组合最高等级径向和轴向重载止推轴承的组合一流的轴承一流的轴承螺杆主机转子和电机保持永久对中弹性联轴器的设计降低了启动扭矩的应力GA90-315 由高效全封闭风冷式电机驱动 (IP-55,绝缘等级F 级)GA 90-160 单主机单主机一体化的主机一体化的主机GA200-315 机组采用2个转子并联的方式主动齿轮驱动2个固定在转子上的从动齿轮螺杆
11、主机转子和电机保持永久对中弹性联轴器的设计降低了启动扭矩的应力GA90-315 由高效全封闭风冷式电机驱动 (IP-55,绝缘等级F 级)GA200-315 双主机双主机一体化的主机一体化的主机 低 功 耗 和 高 可 靠 性 新 一 代 ZR/ZT无 油 螺 杆 压 缩 机 来来 源源 于于 优 异 的 螺 杆 型 线 整 体 化 的 设 计 高 效 的 配 套 件 四 十 多 年 成 熟 的 设 计 经 验空气空气油气混合物油气混合物油油冷凝液冷凝液4 无油泵无油泵 4 简单、高效的调节系统简单、高效的调节系统4 维修量少、可靠性高维修量少、可靠性高GA(W)90-160GA(W)90-1
12、60 PACK PACK 流程图流程图ZR/ZT110-750 系列系列ZR110-275流程图流程图压缩空气油加载 / 卸载，控制器，放空阀和消音器空气过滤器油过滤器油旁路阀高压级主机低压级主机消音器单向阀油 泵压缩空气出口后冷却器级间冷却器油冷却器水-分离器 和 排水冷却水油池消音器空气进口出水进水工作原理提高气体速度即(动能)1/2 mv 再转化成气体压力的提高动力式压缩机2叶轮叶片扩压叶片动力式压缩机离心式工作原理压力的升高遵循伯努利方程：P VM P 2叶轮叶片扩压叶片 叶轮旋转 旋转的叶轮叶片提高气体速度 静止的扩压叶片使速度突然下降从而提高气体压力工作原理蜗壳蜗壳叶轮叶轮扩压器扩
13、压器工作原理进口法兰进口法兰叶轮的叶轮的吸入口吸入口叶轮的叶轮的边缘边缘扩压器出口扩压器出口压力在叶轮压力在叶轮内的升高内的升高压力在扩压器压力在扩压器内的升高内的升高吸入压力吸入压力排气压力排气压力 压 力 升 高 工作原理排气压力取决于空气离排气压力取决于空气离开叶轮时的速度开叶轮时的速度压力的变化压力的变化: 减小最后一级叶轮的直径减小最后一级叶轮的直径工作原理流量的变化流量的变化:减小每级叶轮叶片的宽度减小每级叶轮叶片的宽度工作原理径向叶轮径向叶轮+可用较小的叶轮直径获得同样的出口速度可用较小的叶轮直径获得同样的出口速度-但调节范围较小但调节范围较小后弯叶轮后弯叶轮+更大的调节范围更大
14、的调节范围+更高的效率更高的效率-较大的直径较大的直径工作原理排气压力排气压力100 %输入功率输入功率100 %吸入流量吸入流量 (质量质量) 100 %进气压力下降将使流量进气压力下降将使流量下降，反之亦然。下降，反之亦然。进气压力下降将使输入进气压力下降将使输入功率下降，功率下降， 反之亦然。反之亦然。离心式压缩机软特性工作原理离 心 压 缩 机 特 性离心压缩机问世已约100多年! 无油螺杆压缩机在1950年问世无油螺杆主机有稳定的使用寿命(SPM 标准周期测定)，而离心压缩机主机寿命无法预测，需永久的振动监测复杂工况机械故障多而且严重是离心压缩机的显著特点 (高速 - 机械平衡点多，
15、适合于稳定工况、大排量)离心压缩机对于进气工况非常敏感，在35 时是其能耗相对有利点(空气密度低)，但此点并不具备年度平均代表性(一般应在20以下)放空调节使能量大量浪费而自动双模式有很大的局限性蝶阀连续调节需更高的能耗. ZR 无油螺杆可避免此现象，并可采用变频压缩机进一步降低能耗对于用户而言离心压缩机必须完善的附件配套才能正常运转机器特 性 曲 线容积式压缩机：容积式压缩机： 恒流型压缩机恒流型压缩机 压力比变化与轴功成正比压力比变化与轴功成正比动力式压缩机：动力式压缩机：1、恒压型压缩机、恒压型压缩机2、压力变化能引起流量变化、压力变化能引起流量变化Power P = P1 . V1 .
16、 ( ) - 1 nn-1P2P1n-1nPower P = Hp . mh轴功轴功 进气温度、质量进气温度、质量(空气密度空气密度)、压缩比、压缩比流量流量CAPACITY容积式压缩机容积式压缩机螺杆式螺杆式动力式压缩机动力式压缩机压压 力力转 速 对 气 量 的 影 响P 2 S1、容积式压缩机流量与转速成正比，与压力无关、容积式压缩机流量与转速成正比，与压力无关2、离心式压缩机压力与转速的平方成正比，即：、离心式压缩机压力与转速的平方成正比，即：所以，频率所以，频率(转速转速)变化变化 3%，每级出口压力变化，每级出口压力变化 6%(对于对于3级离心压缩机，压力变化级离心压缩机，压力变化
17、18% 功率功功 率率 装装 机机 功功 率率 指指 电电 机机 的的 铭铭 牌牌 功功 率。率。 并并 不不 直直 接接 反反 应应 压压 缩缩 机机 的的 功功 耗。耗。 轴轴 功功 率率 是是 指指 压压 缩缩 机机 的的 实实 际际 输输 入入 功功 率。率。 直直 接接 反反 应应 压压 缩缩 机机 的的 功功 耗。耗。 机机 组组 功功 率率 指指 螺螺 杆杆 压压 缩缩 机机 隔隔 噪噪 箱箱 中中 包包 括括 压压 缩缩 机、机、 马马 达达 和和 其其 他他 所所 有有 辅辅 助助 设设 备备 的的 消消 耗耗 功功 率。率。 这这 个个 指指 标标 反反 映映 用用 户户
18、真真 正正 将将 用用 去去 的的 功功 耗。耗。 螺螺 杆杆 压压 缩缩 机机 电电 机机 服服 务务 系系 数数1.01.2 离离 心心 式式 压压 缩缩 机机 电电 机机 服服 务务 系系 数数1.15效率效效 率率 在在 空空 压压 机机 领领 域域 通通 常常 大大 家家 习习 惯惯 使使 用用 功功 率（率（kW） 与与 气气 量量（m3/min 或或 kg/min） 的的 比比 值值- 比比 功功 率（率（kWmin/m3 或或 kWmin/kg） 来来 反反 映映 压压 缩缩 机机 的的 效效 率。率。 100 m3/min 以以 上上 离离 心心 式式 压压 缩缩 机机 的的 效效 率率 较较 高。高。 100 m3/min 以以 下下 无无 油油 螺螺 杆杆 压压 缩缩 机机 的的 效效 率率 较较 高。高。
