螺杆式空气压缩机在鹤煤三矿的应用

李勇（河南煤化集团鹤壁煤业公司八矿，河南 鹤壁 458020）

1 压缩机的安装

机组安装机房必须有足够空间和良好的通风，机组上方的净高应大于2.5m，四周应大于2m的净空间。机组运转时振动小，不需要做基础，其放置的地面应平整，地下应为硬质土壤，地面应用混凝土抹平。压缩机主管路应有有1-2°的坡度，最低处应装设自动泄水阀，以利于管路中凝结水排出，支线管路必须从主管路的顶端接出，避免管路中冷凝水沿管路下流至机组中。

1.1 压缩机的安装

压风机房是严格按照标准化建设的，原3台活塞式压缩机基础是高出地面200mm的混凝土平台基础，现只需将原地基拆除，按新压缩机尺寸用20#槽钢做成架子作为基础，在架子与四周之间开两条400mm×500mm的沟槽，用以出风管、冷却管敷设及方便机组停车、换油或检修时油、水能从沟槽流出。为了保证有两台压缩机运行，先将3#压缩机拆除，并将4#压缩机基础做好。基础做好后，用吊车将3#、4#压缩机放置在各自基础上并找正。4#压缩机自配风包，压缩机与主管路间设止回阀，当3#、4#压缩机安装好并试运转正常后，用3#、4#压缩机给井下供风，1#、2#再按3#、4#的方法做基础、安装、试车。

1.2 高压电源柜的安装

将原电源柜更换为具有“五防”功能的电源柜，在压风机房重新挖电缆沟并硬化，按二回路进线柜—3#、4#压风机电源柜—母线联络柜—母线隔离柜—1#、2#压风机电源柜—一回路进线柜的顺序把6面开关柜排列整齐安装到位，并装上真空手推式断路器小车，各开关柜处于断开状态。将4面启动柜按顺序安装一排。连接二回路内二路进线柜、3#、4#压风机电源柜间相互连接的母线段，将3#、4#启动柜与3#、4#电源柜连接。根据负荷大小对各开关进行整定，整定后再对各开关进行一次全面检查，无问题后，安装即可结束。

2 压缩机系统构成及特征

机组主要由压缩机、电动机、气路系统，电气控制调节系统及安全保护系统构成，所有部件均安装在高强度结构的底架上，组成一个动力、控制一体的完整空气压缩机箱式机组。

2.1 压缩机特征

FHOG-480W型空气压缩机长3500mm，宽2250mm，高2150mm；容积流量60.0m3/min；工作压力0.8MPa；压缩机级数为单级；环境温度为-5-+45℃；冷却方式为水冷；进水温度≤20℃；进水压力为0.35-0.40MPa；排气温度≤40℃；润滑油量200L；噪音80-82dB(A)；电源为6000V，3相，50HZ；电机功率355KW；启动方式为Y-△启动；出口管径6寸；冷却水进出口管径4寸。

2.2 气路系统

气路系统包括：空气滤清器、卸载阀、压缩机、单向阀、油气分离器、最小压力阀、冷却器、气水分离器、排气管、排气阀、安全阀。

2.3 油路系统

油路系统包括：油箱、油冷却器、机油滤清器、断油阀、温控阀等。油气分离器的下部容积起油箱作用，并有加油孔、放油塞和油位计。借助滤芯的当前压力与主机喷油口所产生的压力差来实现润滑油的循环。

2.4 电气控制调节系统

电气系统基本上由低压电器元件组成，电器元件在一个预制金属电控箱内，电控箱检修方便。控制方式分为PLC控制电路和常规控制电路。主电路（包括主控制回路），用Y-△启动控制。另一部分与其他机械部分组成调节系统。调节系统的功能是通过电动器件和机械器件的组合作用，并按用气量多少实现对机组的启动、负载、卸载、停机以及再启动的调节控制，并对压缩机油气超温、气超压、电气故障、电气接线、缺相反相、电机过载、风机过载、断油、水冷失水自动停机等进行保护。

2.5 安全保护系统

安全保护是压缩机控制线路中的重要部分，保证压缩机在非正常情况下及时停机，对主机起到安全保护作用。在非正常情况下，下列保护传感开关中的任何一个都可以触发安全系统动作停机。主要有下列保护：

1、温度保护；2、压力保护；3、过电流保护；4、断相与相序保护；5、断水保护；6、机油滤清器堵塞保护。

3 压缩机工作原理

压缩机主机由一个圆柱螺杆和两个对称布置的平面星轮组成的啮合副装在机壳内部组成。螺杆螺旋槽，机壳内壁和星轮片齿面构成封闭的基元容积。

3.1 吸气过程：压缩机运转时，螺杆带动星轮齿依次循环与螺旋槽啮合，于此同时空气由吸气腔进入螺杆槽空间，螺杆吸气端的齿槽均与吸气腔相通，此时各齿槽均处于吸气过程，当螺杆转到一定位置时，齿槽空间被与之相啮合的星轮片齿所挡住，与吸气腔断开，吸气过程就此结束。

3.2 压气过程：吸气过程结束后，螺杆继续转动，当星轮齿进入螺杆槽相互啮合后，随着星轮齿在蜗杆槽内与之相对滑动，压缩空气的同时喷出雾化的润滑油，随着星轮片齿沿螺杆齿槽的持续推进，基元容积开始逐渐缩小，实现了空气的压缩过程，直到基元容积与排气口连通的瞬时为止压气过程才结束。

3.3排气过程：当基元容积与排气口相通后，星轮齿运行到设计压力的位置时，随着螺杆的继续回转，进行气体的排出过程，将压缩后，具有一定压力气体开始从壳体上的三角口排气至排气管。

4 压缩机应用效果

4.1 运行稳定可靠。螺杆式空压机比活塞式空压机在技术上有很大的进步，在压缩过程中，利用自身产生的压力差，可不断地向压缩室及轴承注入润滑油，注入的润滑油可在转子之间形成油膜，起到密封作用，运行稳定性、可靠性较高。

4.2 能耗低，效率高。螺杆式空压机设计加工精细化程度高，保证了其合理的电能消耗，保证了其较高的效率。活塞式空压机因设计原理的因素使得其实际消耗的电能比技术参数偏高，

4.3 智能化、低成本管理。螺杆式空压机完全智能化控制，使用的高精度电子传感器可准确地采集各种数据，使机器按照合理压力要求、温度要求，各种保护要求进行智能化管理。采用微电脑控制，操作简单，各种保护齐全可靠，管理成本远远低于活塞式空压机。

4.4 噪音低。螺杆式空压机采用了降噪音外壳箱体，其噪音大部分被吸收，从而机组整体噪音较低。

4.5 出气质量高。螺杆式空压机的出气含油量远远低于活塞式空压机，使后端气源设备使用寿命大大延长，保护了井下气动设备和工具。

4.6 安装、移动方便。螺杆式空压机采用箱式结构，整体安装，安装简便，结构紧凑，无需做基础，移动方便。活塞式压缩机安装需做水泥基础，安装成本较高。

4.7 动平衡较好。阴阳转子相互啮合，动力平衡较好，振动小。

4.8 维修简便、维修量少。日常运行中仅需定期更换空气滤清器滤芯、油过滤器滤芯、油气分离器滤芯和压缩机油，整机箱式罩壳能快速拆卸，更换零件方便。

5 存在的缺点

冷却方式为水冷，用水量较大，必须保证可靠的供水；压缩机无水温指示，需增加水温指示；备件更换周期短，备件价格昂贵，使用成本较高；水冷却器对水质要求高，使用中易堵塞，需经常清洗。

6 结语

该压风机为单螺杆式压缩机，采用先进的技术设计和制造工艺，投入使用以来，应用情况良好，运行状态平稳，日常运行中仅需定期更换空气滤清器滤芯、油过滤器滤芯、油气分离器滤芯和压缩机油，整机箱式罩壳能快速拆卸，更换零件方便，机组采用PLC控制，有LED显示，控制系统操作简明易懂，方便对机组进行操作控制，减少了设备维护工作量，为设备的安全连续运转提供了，及时满足了井下生产、压风自救用风需求，保证了鹤煤三矿能及时由三水平进入四水平生产。

[1]郑雷飞.单螺杆压缩机[J].上海飞和实业集团有限公司.

[2]王建亮.单螺杆式空气压缩机在煤矿的应用[J].煤矿机电,2009(9).