螺杆空压机设备选型技术.doc

螺杆空压机设备选型技术、经济比较（供参考）一、 设备购置费技术、经济比较同泰矿冶公司作为初创型企业,在追求高标准建设质量的同时,是不是也应该严格的控制建设费用,争取不花冤枉钱或少花冤枉钱?针对螺杆空压机来讲,采用什么机型技术更成熟？运行更稳定？该机型造价更便宜？值得我们去思考!比如说产气量单台约40立方米/分钟档级的或单台约60立方米/分钟档级的哪个更好？针对最常见的几种压力状况，国内绝大多数设计院和业主一般都采用不超过如下标准：序号配套电机功率空压机压力行业标准规格产气量（立方米/分钟）1250KW0.70.8 5MPa422250KW1.0 MPa373250KW1.3 MPa32注：在同一配套电机功率下，不同压力和不同产气量的螺杆空压机，为同一档级的螺杆空压机，如上表所示。例如冶金行业最权威的中国有色冶金设计研究总院冶金所，设计的螺杆空压机从来单台产气量的档级都不超过此标准，为什么呢？(一） 、设备安全性、可靠性比较1、目前约40立方米/分钟档级的螺杆空压机性能是大型压缩机中运行最稳定的。约60立方、80立方立方米/分钟档级的机器还很不成熟。提高螺杆压缩机排气量的方法是：1、螺杆长度加长；2、增大螺杆直径；3、提高转子转数。加长螺杆长度将降低转子刚性，提高转数是以大幅牺牲轴承使用寿命为代价的，均不可取。故大多数生产商均采取增大转子直径的方法来提高压缩机系列的排气量，但是由理论及实际显示螺杆线速度有一最佳范围：15-30m/s，在这范围内效率最佳，损耗最小，而线速度等于转速和螺杆半径之积，这决定了螺杆直径也不宜过大。由于螺杆机在长度和直径一定的情况下，提高排气量只有提高转速。带来后果是温升高、磨损高、排气压力缩减加快、排气量缩减加快、噪升高。而在一定机型下螺杆长度和直径是有设计极限的。如此，则在配套电机功率相同情况下（即同一档级），要求产气压力、产气量越大，则螺杆空压机的安全、可靠性越低！2、 那么，能不能一味的靠加大配套电机的功率，同时增大螺杆直径，来提高排气量呢？众所周知，双螺杆空气压缩机主机的两根转子（图）中间只有3-5丝的间隙，且精密度对设备性能有着相当大的影响。而大功率电机启动时的扭矩和冲撞力对转子具有一定破坏性，对精密度低的转子会更加致命。短时间内，不会造成主机转子位移；而长时间运转或有频繁启动时，则会降低转子寿命；对压缩机造成毁灭性伤害：转子与轴承抱死烧结在一起。这就是压缩机行业内，众多品牌大功率螺杆压缩机在使用到25年内均会出现主机转子抱死报废现象的原因。所以，一味的靠加大配套电机的功率是行不通的！前面已经讲到,考虑到损耗, 螺杆直径也不宜过大。 同泰矿冶公司初步选用机型经交流，同泰公司技术招标部正筛选螺杆空压机选用0.70.75Mpa 、2台 60m3/min的,配套电机: 功率 = 335KW,电压 = 6KV;或者3台 40m3/min的, 配套电机: 功率= 250KW, 电压= 6KV;实际上:1) 约40m3/min档级的压缩机：在0.70.8MPa，各厂家一般配套电机功率均为250KW,标准产气量为42 m3/min；2) 约60 m3/min档级的压缩机：在0.70.8MPa，各厂家一般配套电机功率均为335KW(或者375 KW)，电压= 6KV 或者10KV(大电机启动/停止时的冲击电流太大,对低压侧电网电压波动影响太大,容易烧毁用电设备,所以实际当中,电机功率为335KW的60 m3/min档级的压缩机,用在380V的几乎没有。当然,从生产角度来讲配380V电机更容易生产了,但用户使用时设备的安全性、可靠性极大地降低了, 设备使用寿命锐减,得不偿失,用户需要慎重考虑);实际产气量约为60 m3/min；选用60 m3/min档级的压缩机, 配套电机功率太大,启动时的扭矩和冲撞力也大,对转子具有很强的破坏性，对精密度低的转子会更加致命。短时间内，不会造成主机转子位移；而长时间运转或有频繁启动时，则会降低转子寿命；很可能对压缩机造成毁灭性伤害：转子与轴承抱死烧结在一起,主机转子抱死报废。压缩机行业内，众多品牌大功率螺杆压缩机在使用到25年内,均出现了主机转子抱死报废现象,而这是用户最不愿意发生的。(二) 、设备经济性比较1、螺杆空压机超过40立方米/分钟档级的螺杆空压机本身在国内外使用的场合就非常少，经不断改进，约40立方米/分钟档级的机型最成熟。无论是主设备还是配件因产销量大、大批量进口价格都不高(由于螺杆空压机是一个复杂的综合性系统,精密度要求比较高,国内技术不过关,行业内各生产厂,设备元器件的50%90%或成套原装大多从技术最先进国德国、美国的世界500强企业进口);但约60立方米/分钟档级的用量非常小而小批量进口，主设备和配件比约40立方米/分钟档级的贵了许多，使用时不但易耗件价格高而且往往不能及时供应，供货商得凑成够一定数量再从国外进口，否则采购成本太高！更不要说给最终用户的价格了。2、 同样配6KV或10KV高压电机而言，一般0.70.8MPa、60立方米/分钟的单台价格约76万，比40立方米/分钟的高29万元左右，配套的后处理设备不包含储气罐在内价格就高9万元左右，每年消耗的易耗件多花费4万6万，如用户购买多台，则多支付的设备费就非常可观了。比如购买2台60立方米/分钟档级的如换成3台40立方米/分钟档级的，总供气量相当，仅设备费就可节约1520万元，常年使用节省的易耗件费用那就更可观了。3、一般约60立方米/分钟档级的螺杆空压机使用场合：在已投入使用的旧厂房中，因厂房已无法再扩建，增添一台以上空压机剩余场地面积不够的场合；4、但约60立方米/分钟档级的如换成约40立方米/分钟档级的，全部设备占地面积会不会增加?土建费用会有什么变化?整体造价会不会反而大量增加呢?这就需要进行综合比较。二、 不同设备选型所需厂房技术、经济比较通常用于气动仪表、气动元件、粉状产品输送的空压机系统配制标准为：空压机储气罐C级过滤器冷冻式干燥机T级过滤器A级过滤器气动仪表、气动元件、粉状产品输送。经交流，同泰公司首期工程压缩空气总需要量是0.70.75Mpa ,约124立方米/分钟,并且按1个空压站建设。(一)、 方案一、假如采用0.70.75Mpa ,2台产气量60立方米/分钟的空压机。则空压站内部示意图如下: 2 m A级过滤器 A级过滤器 1m 1m T级过滤器 T级过滤器 1m 1m 冷冻式干燥机 冷冻式干燥机 1m 1m C级过滤器 C级过滤器 1m 1m 储气罐 1m 1m 2 m 2 m螺杆空压机 2 m螺杆空压机 2 m说明:1、0.70.75Mpa ,产气量60立方米/分钟的螺杆空压机外形尺寸长x宽x高(mm): 4750x2450x2363;2、配套容积为20 m3的储气罐外形尺寸(mm):2400(直径)x5275(高);3、配套的处理量=80立方米/分钟的C级过滤器、T级过滤器、A级过滤器外形尺寸(mm):617(宽)x1186(高);4、配套处理量=80立方米/分钟的冷冻式干燥机外形尺寸长x宽x高(mm): 2750x1300x1950;5、空压机部件尺寸大,为确保维修时能取出部件空间的需要各空压机设备间距按2m考虑, 空压机、储气罐、C级过滤器、冷冻式干燥机、T级过滤器、A级过滤器间设备间距按最小1m考虑.;6、设备距厂房墙面距离按2m考虑.;7、设备距厂房顶按至少1m考虑.;则空压站厂房内部占地尺寸为:长= 4750+2400+617+2750+617+617+1000x5+2000+2000 = 20751(mm)宽= 2450 x2+2000 x 3 = 10900(mm)高= 5275+1000 = 6275(mm)厂房内部占地面积= 20.751 x 10.9 = 226.2m2(二)、方案二、假如采用0.70.75Mpa ,3台产气量40立方米/分钟的空压机。则空压站内部示意图如下: 2 m A级过滤器 A级过滤器A级过滤器 1m 1m 1m T级过滤器 T级过滤器T级过滤器 1m 1m 1m 冷冻式干燥机 冷冻式干燥机冷冻式干燥机 1m 1m 1m C级过滤器 C级过滤器C级过滤器 1m 1m 1m 储气罐 1m 1m 1m 2m 2m 螺杆空压机1.5 m螺杆空压机1.5 m螺杆空压机 2 m说明:1、0.70.75Mpa ,产气量40立方米/分钟的螺杆空压机外形尺寸长x宽x高(mm): 3200x2200x2500;2、配套容积为20 m3的储气罐外形尺寸(mm):2400(直径)x5275(高);3、配套的处理量=55立方米/分钟的C级过滤器、T级过滤器、A级过滤器外形尺寸(mm):525(宽)x1070(高);4、配套处理量=55立方米/分钟的冷冻式干燥机外形尺寸长x宽x高(mm): 2100x950x1530;5、空压机部件尺寸小,为确保维修时能取出部件空间的需要各空压机设备间距按1.5m考虑,空压机、储气罐、C级过滤器、冷冻式干燥机、T级过滤器、A级过滤器间设备间距按最小1m考虑.;6、设备距厂房墙面距离按2m考虑.;7、设备距厂房顶按至少1m考虑.;则空压站厂房内部占地尺寸为:长=3200+2400+525+2100+525+525+1000x5+2000+2000=18275(mm)宽=2200 x3+1500 x 2+2000+2000=13600(mm)高= 5275+1000 = 6275(mm)厂房内部占地面积=18.275 x 13.6=248.5m2(三)、比较的结论:通过比较空压机设备选型方案一、方案二可以得出结论: 采用方案二,比方案一所需的厂房尺寸略大一点,但相差不大,土建施工量略有增加,但投产后第一年内消耗的易耗件节省的花费4万6万,就远远可以弥补因此项而少许增加的费用!三、实行多点(多台空压机)供气可实现超低的运行成本 建议实施多点(多台空压机)供气，这样可最大限度减少管路的压降损耗；在约40立方米/分钟档级的机型联合控制情况下，完全可以成熟的实现根据实际用气量的多少，来自动调节开启空压机设备数量的多少，自动的调节电机所带负荷的多少,大量节约电费。实际上用气量是随时变化的,而且国家设计规范要求设计留有裕量。实际使用当中,因为有储气罐存在还起到缓冲用气量的作用,空压机经常采用卸载运行,电动机处于空载运行状态,其用电量为满负载的30%;如果空载时间达到了设定的时间,那么停止空压机运行。而且大多数工厂实际运行时、大多数时间所需压缩空气量往往在设计量的50%以下。根据所需储气罐容积计算公式: 储气罐容积=排气量0.1333 = 6020.1333 = 16立方米, 总供气量在120立方米/分钟情况下,须配套的储气罐容积为16立方米就可满足本项目的设计要求,现在采用了储气罐容积为20立方米的, 储气罐缓冲用气量的作用更加突出,空压机将更多的采用卸载运行,电动机将更多的处于空载运行状态。所以采用3台40m3/min的比2台60m3/min的将更节省运行电费!四、综合比较的结论：0.70.75Mpa ,螺杆空压机采用3