? ? ? ?阿特拉斯科普柯旗下品牌柳州富達與您分享如何選擇離心式空壓機與無油螺桿空壓機。

? ? ? ?隨著我國工業(yè)的不斷發(fā)展，企業(yè)本身不僅面臨市場的激烈競爭，同時對自己的生產(chǎn)運營成本也提出了嚴(yán)苛的要求。“節(jié)流”即“開源”，離心式空氣壓縮機（以下簡稱離心機）作為通用的空氣壓縮設(shè)備，憑借其壓縮空氣無油、運行效率高的特點，越來越得到用戶的青睞。

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　　但是，大部分用戶只是對“離心機非常節(jié)能”有一個概念上的認(rèn)識，知道離心機比無油螺桿壓縮機等其他壓縮形式更節(jié)能，但沒有系統(tǒng)的從產(chǎn)品本身到實際使用綜合考慮這個問題。

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　　本文將從常用壓縮形式比較、市場上各品牌離心機差異、離心機空壓站設(shè)計、日常維護保養(yǎng)四個角度，簡單闡述這四個因素對“離心機是否節(jié)能”的影響。

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　　一、不同壓縮形式的比較

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　　無油壓縮空氣市場中，主要有螺桿機、離心機兩大類，氣量大致范圍如表1。
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　　由表1看出，無油螺桿機主要滿足小氣量需求，目前無油螺桿市場上各個品牌的競爭主要集中在75kW～315kW。

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　　離心機最小也可以做到25m³/min, 那么,當(dāng)需求氣量在50～70m³/min時，究竟是選擇多臺無油螺桿，還是選擇離心機更合適？
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　　1）從空氣壓縮原理角度分析

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　　不考慮各個品牌螺桿轉(zhuǎn)子型線設(shè)計、內(nèi)壓比設(shè)計等因素，螺桿機轉(zhuǎn)子間隙是影響效率的關(guān)鍵因素，轉(zhuǎn)子直徑和間隙的比例越高，則壓縮效率越高。同樣，離心機葉輪直徑和葉輪與蝸殼間隙比例越大，則壓縮效率越高。

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　　2）兩種壓縮方式效率比較

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　　以某68m³/min、8barg用氣需求為例，離心機與螺桿機方案的功耗比較，見表2。
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　　由表2可知：

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　　a.68m³/min需求時，離心機效率比螺桿機高；

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　　b.根據(jù)壓縮間隙對效率的影響可以判斷：螺桿機直徑越大，則效率越高；離心機氣量越小，葉輪直徑越小，則間隙占比越大，效率呈逐步下降趨勢；

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　　c.由表3也可以看出，離心機與螺桿機在不同工況下，基本保持同樣的變化水平。

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　　3）理論結(jié)合實際的綜合效率比較

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　　單純的機器效率比較并不能反映實際使用的結(jié)果，從實際使用角度考慮，80%的用戶實際用氣都存在波動，見表4典型的用戶用氣需求波動示意圖。但離心機的安全調(diào)節(jié)范圍只有70%～100%，當(dāng)用氣量超過調(diào)節(jié)范圍時，會出現(xiàn)大量放空，放空即是能源的浪費，則這臺離心機的綜合效率就不高。

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　　如果用戶充分了解自己的用氣波動情況，多臺螺桿機的搭配，尤其采用N+1、即N臺定頻螺桿+1臺變頻機的方案，用多少氣產(chǎn)多少氣，變頻螺桿實時調(diào)節(jié)氣量的產(chǎn)出，則綜合效率反而比離心機高。

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　　因此，離心機到底節(jié)不節(jié)能，不能單純從設(shè)備角度出發(fā)，要充分考慮實際用氣的波動。如果想采用50～70m3/min離心機，則需要保證用氣波動在15～21m³/min的波動范圍，即盡量保證離心機不放空，如果用戶預(yù)判自己的用氣波動超過21m3/min , 則采用螺桿機方案會更節(jié)能。

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　　二、離心機的不同配置

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　　離心機市場主要由幾大國際品牌占據(jù)，如瑞典阿特拉斯·科普柯、日本IHI-Sullair、美國英格索蘭等。根據(jù)筆者了解，各個品牌基本只生產(chǎn)擁有核心技術(shù)的離心機葉輪部分，其他零部件采用全球供應(yīng)商采購模式，因此，零部件的品質(zhì)也對整機效率有重要的影響。

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　　1）驅(qū)動離心機機頭的高壓電機

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　　電機效率對離心機的整體效率影響非常大，配置不同效率的電機，整機輸入功率計算差別見表3。
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　　由表5可知，高效電機在離心機長期使用中，能有效保證整機輸入功率最低，進而提高整機的運行效率。

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　　國家標(biāo)準(zhǔn)委員會頒布的GB 30254-2013《高壓三相籠型異步電動機能效限定值及能效等級》中，對各個電機等級做了詳細(xì)的劃分。其中大于等于2級能效以上的電機，定義為節(jié)能電機，相信隨著該標(biāo)準(zhǔn)的不斷完善和推廣，電機會作為離心機是否節(jié)能的重要判斷標(biāo)準(zhǔn)。

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　　2）傳動機構(gòu)——聯(lián)軸器和齒輪箱

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　　離心機葉輪采用齒輪增速驅(qū)動，因此，連軸器的傳動效率，高、低速齒輪系統(tǒng)的傳動效率、軸承的形式等因素，都會進一步影響離心機的效率。但這些零部件的設(shè)計參數(shù)都被作為各個廠家的保密數(shù)據(jù)不對外公開，因此，只能從實際使用過程中做簡單判斷。

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　　a.連軸器：從長期運行角度考慮，干式疊片連軸器比齒式連軸器的傳動效率高，齒式聯(lián)軸器傳動效率下降快。

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　　b.齒輪增速系統(tǒng)：傳動效率下降，則機器噪音高、振動高，葉輪的振動值短時間內(nèi)增高，傳動效率下降。

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　　c.軸承：采用多片式滑動軸承，可有效保護帶動葉輪的高速軸油膜穩(wěn)定，啟停機時不會對軸瓦造成磨損。

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　　3）冷卻系統(tǒng)

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　　離心機每一級葉輪壓縮后都需要進行冷卻，再進入下一級進行壓縮

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　　a.冷卻：冷卻器的設(shè)計應(yīng)充分考慮不同季節(jié)進氣溫度、冷卻水溫度對冷卻效果的影響。

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　　b.壓降：氣體經(jīng)過冷卻器時，要盡量減少氣體壓降。

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　　c.析出冷凝水：冷卻過程中冷凝水析出越多，下一級葉輪對氣體做功比例越多，則氣體壓縮效率越高。

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　　d.排出冷凝水：將冷凝水快速排出冷卻器，同時不產(chǎn)生壓縮空氣泄露。

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　　冷卻器的冷卻效果對整機效率影響非常大，同時也考驗每一個離心機廠家的技術(shù)實力。
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　　4）其他影響離心機效率的因素

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　　a.進氣調(diào)節(jié)閥門的形式：多片式進氣導(dǎo)葉閥可在調(diào)節(jié)時對氣體預(yù)旋，減少一級葉輪整流，降低一級葉輪壓比，從而提高離心機效率。

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　　b.級間管道：設(shè)計緊湊的級間管道系統(tǒng)，可以有效降低壓縮過程的壓損。

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　　c.調(diào)節(jié)范圍：更寬的調(diào)節(jié)范圍意味著更少的放空風(fēng)險，也是檢驗一臺離心機是否具備節(jié)能能力的重要判讀指標(biāo)。

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　　d.內(nèi)表面涂層：離心機每級壓縮的排氣溫度90～110℃，內(nèi)部良好的耐溫涂層也是保證長期高效運行的保障。

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　　三、空壓站設(shè)計階段

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　　離心式空壓站的系統(tǒng)設(shè)計目前還處在比較粗放的階段，主要體現(xiàn)在：

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　　1）產(chǎn)氣量與需求量不匹配

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　　一個空壓站的氣量，在設(shè)計階段時會統(tǒng)計用氣點、乘以同時使用系數(shù)等數(shù)據(jù)，已經(jīng)留有充足的余量。但實際采購時要滿足最大、最不利工況這一指標(biāo)，加上離心機選型的因素。因此從實際結(jié)果看，實際用氣大多小于采購的壓縮機產(chǎn)氣量，再加實際用氣波動、各品牌離心機調(diào)節(jié)能力的差別，離心機會發(fā)生階段性放空。
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　　2）排氣壓力與用氣壓力不匹配

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　　很多離心機空壓站都只有1～2個壓力管網(wǎng)，以滿足最高壓力點為基準(zhǔn)選擇離心機，但實際上，最高壓力點氣量需求占比很小，或者有更多低壓力的用氣點，需要通過下游減壓閥來降壓使用。根據(jù)權(quán)威數(shù)據(jù)，離心機每降低1barg排氣壓力，總運行能耗可降低8%。

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　　3）壓力不匹配對機器的影響

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　　離心機只有運行在設(shè)計點時效率才最高，舉例來說，設(shè)計排氣壓力8barg的機器，實際排氣壓力在5.5barg, 則要參考6.5barg的實際運行功耗。
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　　4）空壓站管理不到位

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　　用戶認(rèn)為只要是穩(wěn)定供氣保證生產(chǎn)，其他都可以先放一放，以上提到的問題，或者說節(jié)能點，都會被忽略。那么，實際運行的能耗就會遠(yuǎn)高于理想狀態(tài)，而這種理想狀態(tài)，原本可以通過前期更細(xì)致的計算，對實際用氣波動的模擬，更詳細(xì)的氣量、壓力劃分、更準(zhǔn)確的選型搭配去實現(xiàn)。

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　　四、日常維護保養(yǎng)對效率的影響

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　　日常維護保養(yǎng)也對離心機是否能高效運行起著及其重要的作用，除了機械設(shè)備常規(guī)的三濾一油、閥門閥體密封件的更換，離心機還需要注意以下幾點：

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　　1）空氣中粉塵顆粒

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　　氣體經(jīng)進氣過濾器過濾后，還是會有細(xì)小粉塵進入，長時間后會沉積在葉輪、擴壓器、冷卻器翅片上，影響吸氣量，進而影響整機效率。

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　　2）壓縮過程中氣體特性

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　　壓縮過程中，氣體處于過飽和、高溫高濕狀態(tài)，壓縮空氣中的液態(tài)水會與空氣中酸性氣體結(jié)合，對氣體內(nèi)壁、葉輪、擴壓器等產(chǎn)生腐蝕，影響進氣量，也會降低效率。

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　　3）冷卻水的品質(zhì)

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　　冷卻水中碳酸鹽硬度、總懸粒子物濃度的不同，導(dǎo)致冷卻器水側(cè)結(jié)污結(jié)垢，影響換熱效率，進而影響整個機器的運行效率。

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　　結(jié)語

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? ? ? ?離心機是目前市場上效率最高的空氣壓縮機種類，在實際使用中，要想真正達到“物盡其用、盡享其效”，不僅需要離心機廠家不斷研發(fā)更高效的產(chǎn)品，同時，更準(zhǔn)確的選型方案，更貼近實際的用氣需求，達到“用多少氣產(chǎn)多少氣、用多高壓力產(chǎn)多高壓力”也顯的尤其重要。此外，加強對離心機的維護保養(yǎng)，也是離心機長期穩(wěn)定高效運行的可靠保障。

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　　據(jù)權(quán)威數(shù)據(jù)統(tǒng)計，壓縮空氣的耗電占整個工業(yè)用電的10%，隨著離心機使用越來越廣泛，相信越來越多的用戶不僅知道“離心機非常節(jié)能”，同時也會從整個系統(tǒng)的設(shè)計、運行維護保養(yǎng)的角度去達到節(jié)能的目標(biāo)，提高企業(yè)自身的競爭力，為減少碳排放，維護綠色地球做出自己的貢獻！

? ? ? ?根據(jù)富達工程師的現(xiàn)場反饋，目前大多數(shù)的客戶空氣壓縮機動力站的日常維護管理都有不少漏洞，更專業(yè)規(guī)矩的維護和使用設(shè)備不但能及時保護設(shè)備避免造成嚴(yán)重?fù)p失，還能節(jié)省很多的電費。多多關(guān)注油量、空濾狀態(tài)、及時排水、優(yōu)化加卸載設(shè)置、關(guān)注溫度散熱、異響同樣非常關(guān)鍵。

? ? ? ?天津鑫磊拓遠(yuǎn)科技有限公司專營阿特拉斯及旗下品牌柳州富達及上海博萊特。專注于進口品牌空壓機維護保養(yǎng)，阿特拉斯、英格索蘭、壽力、康普艾、復(fù)盛、伯格等品牌。經(jīng)驗豐富的售后團隊能夠第一時間到達現(xiàn)場處置故障。配置原裝進口阿特拉斯機頭的富達空氣壓縮機期待您的垂詢。