螺桿空壓機選型時(shí)考慮的因素很多，必須照顧到最高耗氣量并考慮一定的余量，但是日常運行時(shí)，空氣壓縮機并非總是在額定排氣工況下。

       據統計，在中國空氣壓縮機的平均負載只有額定容積流量的79%左右，可以看出壓縮機選型時(shí)需要考慮額定負載工況和部分負載工況的功耗指標。

 

       所有的螺桿空壓機均有排氣量調節功能，只是實(shí)現的措施有不同。常見(jiàn)的方式有ON/OFF加載/卸載調節、吸氣節流、電機變頻、滑閥變容等，這些調節方式也可以靈活地組合使用來(lái)優(yōu)化設計。

 

      在壓縮機主機能效一定的情況下，只能從壓縮機整機上進(jìn)行優(yōu)化控制方式達到進(jìn)一步節能的目的，從而在空氣壓縮機的應用領(lǐng)域中實(shí)際達到綜合節能效果。

 

       螺桿空壓機的應用范圍比較廣泛，很難找到適合所有場(chǎng)合并完全有效的控制方式，需要根據實(shí)際應用情況綜合分析，以便選擇對應合適的控制方式，以下簡(jiǎn)要介紹四種常見(jiàn)的控制方式包括其主要特點(diǎn)及用途。

 

 

       ON/OFF加載/卸載控制是比較傳統、比較簡(jiǎn)單的控制方式，它的功能是根據客戶(hù)用氣量的大小，自動(dòng)調節壓縮機進(jìn)氣閥的開(kāi)關(guān)，使壓縮機加載或卸載，以減小供氣壓力的波動(dòng)。該控制中有電磁閥、進(jìn)氣閥、放空閥和控制管線(xiàn)。

 

       當客戶(hù)用氣量等于或大于機組的額定排氣量時(shí)，啟動(dòng)/卸載電磁閥處在得電狀態(tài)控制管路不導通，壓縮機主機進(jìn)氣閥在吸氣真空作用下完全打開(kāi)，機組保持滿(mǎn)負荷狀態(tài)運行。

 

       當客戶(hù)用氣量小于額定排氣量時(shí)，壓縮機管路的壓力會(huì )緩慢上升，當排氣壓力達到并超過(guò)機組卸載壓力，壓縮機轉入卸載運行。啟動(dòng)/卸載電磁閥處在失電狀態(tài)控制管路導通，一路氣去關(guān)閉進(jìn)氣閥；另一路氣打開(kāi)放空閥讓油氣分離罐中的壓力放空，直至油氣分離器罐內部壓力穩定(一般是0.2～0.4MPa) ，此時(shí)機組將在較低的背壓下運行，保持空載狀態(tài)。

 

       當客戶(hù)用氣量增加使管路壓力下降到規定值時(shí)，機組就繼續加載運行。此時(shí)啟動(dòng)/卸載電磁閥得電，控制管路不導通，機頭進(jìn)氣閥在吸氣真空作用下保持最大開(kāi)度。如此根據用戶(hù)端用氣量的變化機器反復加載、卸載的運行。加載/卸載控制方式的主要特點(diǎn)是主機進(jìn)氣閥只有完全打開(kāi)、完全關(guān)閉2種狀態(tài)，機器的運行狀態(tài)只有加載、卸載、自動(dòng)停機3種狀態(tài)。

 

       對客戶(hù)來(lái)說(shuō)，壓縮空氣都是允許多但不允許不足，換言之，空氣壓縮機的排氣量是允許大，不允許小。因此，當機組排氣量大于用氣量時(shí)，空壓機機組會(huì )自動(dòng)的卸載，以保持排氣量和用氣量維持平衡。

 

 

       吸氣節流控制方式根據客戶(hù)所需的用氣量來(lái)調節壓縮機進(jìn)氣量的大小，以便達到供需平衡，主要元件包括電磁閥、壓力調節器、進(jìn)氣閥等。當用氣量等于機組的額定排氣量時(shí)，進(jìn)氣閥完全打開(kāi)，機組將在滿(mǎn)載狀態(tài)下運行；當用氣量小于額定排氣量時(shí)，控制氣路自動(dòng)調節進(jìn)氣閥的開(kāi)度，控制進(jìn)氣量的大小?，F針對一臺工作壓力為8～8.6bar的壓縮機機組運行過(guò)程中的4種工況，分別介紹吸氣節流控制方式的功能。

 

       (1) 啟動(dòng)工況0～3.5bar

       壓縮機機組啟動(dòng)后，進(jìn)氣閥關(guān)閉著(zhù)，油氣分離器罐中壓力迅速建立；當達到設定時(shí)間會(huì )自動(dòng)切換到滿(mǎn)載狀態(tài)，進(jìn)氣閥靠真空吸氣作用微微打開(kāi)。

 

       (2) 常規運行工況3.5～8bar

       當系統內壓力超過(guò)3.5bar后，沖開(kāi)最小壓力閥使壓縮空氣進(jìn)人供氣管，電腦板實(shí)時(shí)監控管線(xiàn)壓力，進(jìn)氣閥完全打開(kāi)。

 

       (3) 氣量調節工況8～8.6bar

       當管線(xiàn)壓力超過(guò)8bar時(shí)，控制氣路調節進(jìn)氣閥的開(kāi)度，使排氣量與用氣量相平衡，在此期間排氣量調節范圍是50%～100%。

 

       (4)卸載工況-壓力超過(guò)8.6bar

       當所需用氣量減少或不需用氣時(shí)，管線(xiàn)壓力超過(guò)設定值8.6bar時(shí)，控制氣路關(guān)閉進(jìn)氣閥并打開(kāi)放空閥，釋放油氣分離罐中的壓力；機組在很低的背壓下運行，耗能減少。

 

       當管線(xiàn)壓力降至設定的最低壓力時(shí)，控制氣路關(guān)閉放空閥，打開(kāi)進(jìn)氣閥，機組轉換為加載工況運行。

 

       吸氣節流控制通過(guò)對進(jìn)氣閥的開(kāi)度控制，進(jìn)而調節進(jìn)氣量，從而減小了壓縮機的功耗，并降低了頻繁加載/卸載的頻率，因此有一定的節能效果。

 

 

       壓縮機變頻轉速調節控制是通過(guò)改變驅動(dòng)電機的轉速，進(jìn)而調節壓縮機的轉速來(lái)調節排氣量。變頻壓縮機的氣量調節系統的功能是根據客戶(hù)用氣量的大小，通過(guò)變頻改變電機的轉速來(lái)配合不斷變化的空氣需求量，以便達到供需平衡。

 

       每款變頻機組根據型號的不同，設定有機組實(shí)際運行時(shí)變頻器最大輸出頻率及電機最高轉速。當客戶(hù)用氣量等于機組的額定排氣量時(shí)，變頻機組調節變頻電機的頻率而提高主機轉速，機組在滿(mǎn)載狀態(tài)下運行；當用氣量小于額定排氣量時(shí)，變頻機組將通過(guò)降低變頻電機的頻率從而降低主機轉速，相應降低進(jìn)氣量；當客戶(hù)停止用氣時(shí)，變頻電機的頻率降至最低，同時(shí)關(guān)閉進(jìn)氣閥不再進(jìn)氣，機組處于空載狀態(tài)在較低的背壓下運行。

 

       壓縮機變頻機組配備的驅動(dòng)電機其額定功率是一定的，但電機的實(shí)際軸功率跟其負載、轉速直接相關(guān)。壓縮機機組采用變頻調速，在負載降低的情況下同時(shí)降低轉速，可大大提高輕載運行時(shí)的工作效率，同時(shí)能十分方便地連續調節，保持排氣量和排氣壓力的穩定。

 

       變頻壓縮機相對于工頻壓縮機來(lái)說(shuō)，驅動(dòng)馬達需要為變頻電機，配有變頻器及相應的電控柜，因此成本會(huì )比較高。所以，選用變頻壓縮機初次投資成本較大，變頻器本身有功率消耗以及變頻器散熱通風(fēng)限制等原因，只是用戶(hù)耗氣量變化范圍大的空氣壓縮機，經(jīng)常處在較低負載才有選擇變頻器的必要。

 

       變頻壓縮機的主要優(yōu)點(diǎn)如下：

 

       (1) 節能效果明顯；

       (2) 啟動(dòng)電流小，對電網(wǎng)沖擊??；

       (3) 排氣壓力穩定；

       (4) 機組噪聲低，電機運轉頻率低，無(wú)頻繁加卸載噪聲。

 

 

 

       滑閥變容調節控制方式的工作原理為：通過(guò)一個(gè)機構去改變壓縮機主機壓縮腔內的有效壓縮容積，從而調節壓縮機的排氣量。與ON/OFF控制、吸氣節流控制及變頻控制都屬于壓縮機外部控制的工作原理有所不同，滑閥變容調節方式需要改變壓縮機本身的結構。

 

       容積流量調節滑閥是螺桿壓縮機用來(lái)調節容積流量的一種結構元件，采用這種調節方式的機如圖1的轉動(dòng)滑閥結構，氣缸壁上開(kāi)有與轉子螺旋形狀相對應的旁通孔，當這些孔沒(méi)有被蓋住時(shí)，氣體可以從這些孔中排出。所用滑閥也俗稱(chēng)為“螺旋閥”，閥體是螺旋形狀的，當它旋轉時(shí)就可蓋住或打開(kāi)與壓縮腔相連的旁通孔。

 

       客戶(hù)用氣量減少時(shí)，螺旋閥轉動(dòng)打開(kāi)旁通孔，使吸人的部分空氣未經(jīng)壓縮就通過(guò)壓縮腔底部的旁通孔流回人口，不參與壓縮，相當于降低參與有效壓縮的螺桿長(cháng)度即降低有效工作容積，所以有效的壓縮功大大降低，實(shí)現部分負載時(shí)的節能。這種設計方案可以提供連續的容積流量調節，一般可以實(shí)現的容量調節范圍50%～100%。

 

       滑閥變容調節的工作原理示意見(jiàn)圖2～4。

       螺旋閥結構可用于任何型號的壓縮機，符合人們日益倡導的“綠色工業(yè)”的理念。