迎接我國螺桿壓縮機發展的新時代

翁有為

（上海開山氣體壓縮機銷售有限公司，上海 200040）

近年來，螺桿壓縮機的各項優點，正在被越來越多的人們所認知，被廣泛應用在低壓、大輸氣量以及氣體中含水、含粉塵、含腐蝕性介質和變分子量的工況條件下。但是，對螺桿壓縮機的設計、制造技術的創新，在市場爭奪中經常被忽視；對螺桿壓縮機的一些固有缺陷，在實際使用中被習以為常。比如：螺桿壓縮機的低效率和大噪音，對機組運行事故的不可預控和二次事故的難于阻止等等。但實際上，這種狀況正在發生根本性的變化。變化主要來自以下諸方面：

1 核心技術的形成和掌控

大家都知道，決定螺桿壓縮機性能的，關鍵是轉子的型線。目前國內在用的大都是SRM型線，甚至是最原始的對稱圓弧型線，存在的主要缺陷是效率低、噪音大。但是有一種型線正在中國悄然形成：首先，它誕生在國外，得到國外各著名螺桿品牌公司的認可和應用，目前全世界的15%螺桿壓縮機在應用它，被命名為“T型線”；然后，跟隨著它的發明人回到了中國，并根據中國制造業的國情，做了進一步的優化，被命名為“Y型線”。Y型線為世界最新一代雙邊非對稱型線，因為它具有更合理的泄漏三角形、更短的接觸線、更小的排氣封閉容積，轉子便于加工，轉子的加工精度與設計要求完美契合，螺桿主機具有卓越的容積效率和絕熱效率，使得壓縮機效率大幅提升，機組比功率居于國際領先水平。中國有了自己的核心技術，如圖1、圖2。

圖1 430m3／min排氣量國內在用的轉子外型及尺寸

相比于國內通用的對稱圓弧或SRM型線，Y型線具有以下優勢：

1）對于同樣排氣量的壓縮機，Y型線泄露三角形的面積是對稱圓弧或SRM型線的2.6%，具有更高的容積效率；

2）對于同樣排氣量的壓縮機，Y型線排氣流速比對稱圓弧或SRM型線降低35%，在排氣阻力損失大幅下降而具有更高的效率的同時有效降低排氣噪聲；

圖2 430m3／min排氣量的Y－2轉子的外型及尺寸

3）Y型線具備優越的加工性能，能確保型線加工的精確性，進一步減少齒間泄露；

4）Y型線去除了對稱圓弧或SRM型線齒頂的矩形密封條（筋），同時對于同樣排氣量的壓縮機，Y型線的齒頂速度大為降低，這些都顯著降低了齒形噪音；

5）對于同樣排氣量的壓縮機，Y型線的轉子更小但具有更大或相當的出軸軸徑，轉子軸剛性更好；

綜上所述，大型氣體螺桿壓縮機采用最新一代Y型線，在擁有更高主機效率的同時，振動更小、噪音更低。

2 完善的組合設計保障核心技術優勢的進一步發揮

俗話說“寶馬配好鞍”，“紅花尚需綠葉扶”。除了轉子型線，注重其他方面的技術跟進，也很重要。

1）工藝氣在工藝流程中，經常遇到的問題是流量變化。最原始的解決方法是“打回流”，讓電機白做了氣體的“壓縮功”，浪費電能；其次辦法是采用變頻電機，增加投資費用不說，自身還得費點電。如果在壓縮機機身上采用“流量調節閥”，利用轉子在閉合壓縮前，把多余的氣體回吐的辦法，來減少排氣量，使被回吐的氣體不參與“壓縮功”，自然達到了節能的效果。

2）工藝氣根據其流程的不同，排氣壓力（或壓比）差異各不相同。針對用戶的實際應用工況，優化氣體壓縮機的排氣孔口，設計并加工匹配項目實際工況的排氣孔口，獲得最佳的容積比Vi，使得壓縮機壓縮終了壓力與用戶需求壓力匹配，避免了過壓縮及欠壓縮工況的發生，杜絕不必要能耗的同時有效降低因設計不當產生的振動及噪聲。

同時，Y型線的設計充分考慮了排氣通道的通流面積，在中、低壓力工況下同時設立軸向排氣孔口及徑向排氣孔口，進一步加大了排氣通流面積，顯著降低排氣流速，大大減少排氣流動損失，提高了氣體壓縮機的效率。

3）改變了國內一般采用的，轉子尺寸固定，以變速改變輸氣量的方法。其好處在于：轉子可系列設計，在任意氣量下，實行電機和壓縮機的直聯，避免了齒輪箱，沒有由此而帶來的機械損耗、噪音源和故障點；工藝氣體螺桿壓縮機的噪聲主要由進氣噪聲、排氣噪聲及齒形噪聲等組成。

3 排除一切不可控因數保障機組運轉的高可靠性

大型設備運行的高可靠性是首要條件。然而來自自然環境、突發事件等不可控因數，時時給機組的生產、運行、維護等過程帶來不利，甚至事故。防患于未然必須放在源頭。

1）按國際氣體螺桿壓縮機的制造慣例，轉子采用整體鍛造的制造工藝，從根本上杜絕鑲軸工藝中不可掌控的人為缺陷（裝配精度、焊接質量、保溫溫度等方面偏差），有效防止轉子變形、斷軸事故的發生。轉子采用整體鍛造，整體加工，轉子性能穩定性及一致性更好，對于惡劣工況及變工況具備更強的適應性。

2）按國際氣體螺桿壓縮機的制造慣例，壓縮機組安裝運行安全的檢測、報警系統。如：轉子的軸振動、軸位移檢測，可在第一時間對高速旋轉的轉子細微變化做出及時反應，防止轉子走位事故的發生，更可防止轉子間碰、咬等二次事故的發生。舍棄了用檢測軸承溫度的變化來判斷轉子走位的不夠科學的方法。

3）推力軸承改變傳統的球面結構，采用先進的可傾瓦結構，減少人工拂刮的誤差，使得安裝、調試更方便，機組運行更可靠。

4）按國際氣體螺桿壓縮機的制造慣例，壓縮機采用整體撬裝形式交貨，盡可能減少和避免到用戶現場拼接儀表、連接線路；裁焊、排接、酸洗管道等環節，方便安裝、調試。

世界在進步，中國的裝備制造業也在進步。開發和掌控螺桿壓縮機的核心技術，“為民族工業造芯”，必將成為中國螺桿壓縮機制造企業的核心使命。