開啟式(shi)、封閉(bi)式(shi)、半封閉(bi)式(shi)螺桿(gan)壓縮機的比較
序號 |
項(xiang)目 |
開啟式 |
封閉式 |
半封閉式 |
備注 |
1 |
單機(ji)COP值 |
單機COP較高4.6~5.6,但機房降溫(wen)需(xu)消耗(hao)額外的能量(liang) |
較低4.6~5.2 |
較(jiao)低4.6~5.2 |
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2 |
可維修性 |
方便維修 |
不方便(bian)維(wei)修,如需(xu)維(wei)修則需(xu)破壞壓縮機外殼。維(wei)修之前不方便(bian)維(wei)修 |
方便維修 |
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3 |
系統泄(xie)漏 |
因為電(dian)機與壓縮機用軸傳動,故(gu)機組內的冷(leng)(leng)凍機油(you)(you)和冷(leng)(leng)媒(mei)不(bu)可避(bi)免(mian)的產生泄漏問題,需經常添加冷(leng)(leng)媒(mei)和冷(leng)(leng)凍機油(you)(you)。(為了(le)接(jie)住機組泄漏出(chu)來(lai)的冷(leng)(leng)凍機油(you)(you),某(mou)品牌機組可以看(kan)見隨機組配帶的承接(jie)泄漏出(chu)來(lai)的冷(leng)(leng)凍機油(you)(you)的小瓶子) |
因電機和壓縮機在(zai)(zai)一個(ge)殼體內,不存在(zai)(zai)泄露(lu)問題 |
因電機(ji)和壓縮機(ji)在一(yi)個殼(ke)體(ti)內,不存在泄(xie)露問題 |
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4 |
是否需要軸(zhou)封 |
需(xu)要 |
不需要(yao) |
不需要 |
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是否(fou)存在軸對中(zhong)的(de)問題(ti) |
開啟式壓(ya)縮(suo)機由(you)于電機軸(zhou)與壓(ya)縮(suo)機軸(zhou)溫度(du)不同(tong)造成不同(tong)膨(peng)脹量而引起軸(zhou)不對中、破壞軸(zhou)封的問題 |
不(bu)存(cun)在 |
不(bu)存在 |
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5 |
主機房降溫(wen)處理措施(shi) |
因(yin)(yin)為開啟式壓(ya)縮機的電機冷卻(que)是靠空氣冷卻(que),電機散發的熱量全部散入到(dao)主(zhu)機房(fang),考(kao)慮到(dao)機組的運行和操作人(ren)員的原因(yin)(yin),故主(zhu)機房(fang)必須做降(jiang)溫(wen)和通風(feng)處理(li)。如550RT的機組輸入功(gong)率370KW,電機效率90%,則(ze)發熱量(liang)為37KW,需要(yao)給機房配置一(yi)臺15HP的(de)空(kong)調來降溫 |
只需要做普通(tong)的通(tong)風處理,以供給新風 |
只(zhi)需(xu)要做普通(tong)(tong)的(de)通(tong)(tong)風處理,以供給新風 |
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6 |
電(dian)機冷卻(que)方式 |
空氣(qi)冷(leng)卻,效(xiao)率不(bu)穩定(ding),不(bu)穩定(ding)且電機容易污損 |
封閉型電(dian)機采用獨立的制冷(leng)劑回路冷(leng)卻(que)電(dian)機,效率高(gao)而(er)且電(dian)機工作溫度低(di)而(er)穩定,更好地保證了(le)機組的穩定性,延(yan)長了(le)電(dian)機壽命, 同(tong)時根(gen)本解(jie)決了(le)困擾開啟式電機的漏油、漏氟和軸(zhou)不對中等一系列問題 |
封(feng)閉型(xing)電(dian)機(ji)采(cai)用獨立的制(zhi)冷(leng)(leng)劑(ji)回(hui)路冷(leng)(leng)卻(que)電(dian)機(ji),效率高而(er)且電(dian)機(ji)工作溫度(du)低而(er)穩(wen)定(ding),更(geng)好地保證了(le)機(ji)組的穩(wen)定(ding)性,延長了(le)電(dian)機(ji)壽(shou)命, 同時根本解決了困擾開(kai)啟(qi)式電機(ji)的(de)漏(lou)油、漏(lou)氟和軸(zhou)不對中等一系列問題 |
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8 |
對(dui)電(dian)網(wang)的沖擊 |
啟動電流(liu)大(da),對電網沖(chong)擊大(da),需(xu)用戶增加價格(ge)昂貴的軟(ruan)啟動或變(bian)頻裝置(zhi)來降(jiang)低對電網的沖擊 |
啟動電流小,對(dui)電網沖(chong)擊小 |
啟動電流小,對(dui)電網沖擊小 |
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9 |
運轉(zhuan)噪音 |
因電(dian)機(ji)外(wai)露(lu),噪音大 |
噪音(yin)較小(xiao) |
噪音小(xiao) |
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10 |
在市(shi)場上(shang)所占份額 |
非(fei)主流(liu)產品(pin),市場上只有2到3家做 |
非主流產品,市場上只有1到2家做 |
主流產品,占市場(chang)80%以上 |
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螺桿式壓縮機的(de)發展史與現(xian)狀(zhuang)
螺桿式壓縮機是瑞典皇家工學院教授Alf Lysholm于1934年發明的,其初衷是用于柴油機和燃氣汽輪機的增壓。據有關統計:在3000小時運轉期間,活塞機組的故障是螺桿機組的10倍;在12,000小時運轉期間,活塞機組的故障是螺桿機組的4倍。螺桿機屬于回轉式機型,它的振幅是活塞機的1/5,故振動和噪聲都比較小。目前,噴油螺桿壓縮機已成為空氣動力和制冷空調這兩個領域的主要機型。在中等容積流量的空氣動力裝置及中等制冷量的制冷裝置中,占據了市場的優勢份額。在食品、醫藥等行業,無油螺桿壓縮機更是作為新穎清潔高效的工藝壓縮機大顯身手、備受推崇。
螺桿壓縮機的心臟部件是螺桿轉子,轉子型線的先進性又決定著整機的性能優劣,對加工精度和表面熱處理的要求都很高。能否加工出最先進的型線已成為衡量一個機加工企業經濟實力、技術實力的標志。目前轉子型線已發展到第三代——不對稱型線,主要有德國的GHH型線、日本的日立型線和瑞典的Atlas copco SAP型線,采用5對6非對稱齒形。螺桿的加工設備和測量檢測設備基本依賴國外進口,主要有英國HOLROYD加工中心、德國MAUSER、意大利DEA、英國IMS的三坐標測量系統,但價格都非常昂貴,動輒幾千萬元,一般企業無力承受購買和日常維護,所以國內一些制冷機組生產企業在生產或供貨時會有兩種選擇:一是“拿來主義”,即壓縮機或機頭部件直接從國外專業的生產廠家采購,目前國際上比較優質的壓縮機品牌有臺灣漢鐘(HANBELL)、復盛、德國的比澤爾(BITZER)、格拉索、意大利萊富康(REFCOMP)、富士豪、考瑪(COMA)、日本的日立、大金、三菱重工、神鋼、美國富利克(FRICK)、瑞典阿特拉斯·科普柯(Atlas copco);蒸發器、冷凝器、除油器等在國內配套加工,外加一些進口的電氣控制元器件(像工業可編程控制器PLC、可編程終端觸摸屏、過濾器、熱力膨脹閥等)完成組裝出廠。。二是“自力更生”,即除電氣控制元器件外,機頭部件和蒸發器、冷凝器都是由自己加工生產的,其企業規模一般比較大,鑄造、加工和檢測設備全部進口。
為了確保壓縮機的正常和安全可靠運行,需要確保機組中其他組件包括冷凝器、蒸發器、節流或膨脹閥工作的正常,也需要一系列控制元器件對壓縮機運行中的溫度、壓力參數進行即時檢測反饋,由工業可編程控制器統一協調整機的正常工作,這些自動保護功能必須包括高低壓保護、油位保護、排氣過熱保護、電機過熱過電流保護、缺相、逆相保護、斷水保護、防凍保護等,以便在系統出現異常的情況下能自動停機,鎖定故障,顯示報警/警告信息,并發出報警信號。
制冷機組一般都屬于大功率耗電設備,運行過程中對其節能要求顯得非常重要,要求機組可根據外部負載變化自動調整運行狀態,確保機組在最佳負荷下運行。同時機組必須具有部分負荷性能,即能在較低的負荷以及冷卻塔水溫較低時有效運行,實現無級調節,能量調節范圍自然越寬越好。在制冷系統設計中還常常通過采用經濟節能器,使部分制冷劑液體經過中間冷卻,提高過冷度,從而提高單位工質制冷能力。在衡量機組動力經濟性方面,單位輸入功率制冷量是一個重要參數,精良設備可達到4.5W/W以上,也稱作能效比或性能系數,用COP(Coefficient of performance)來表示。
友好的人機界面也是制造精良的制冷機組必不可少的組成部分。一般要求采用工業級可編程控制器+觸摸屏操作的全中文界面,這種組合模式簡便易懂,抗干擾能力強,自動化程度高。操作人員可以根據生產實際需求,自由進行參數設定變更,并具備“運行狀態顯示”、“故障原因顯示”、“累計運行時間顯示”等多項功能,提供的數據信息完善詳細,便于歷史查詢和維修保養。
螺桿式制冷壓縮機都采用噴油潤滑的方式進行,按壓縮機與電動機聯結的方式不同,分為開啟式、半封閉式和全封閉式三種。
開啟式機組:壓縮機通過聯軸器與電動機相聯,要求在壓縮機伸出軸上加裝可靠的軸封,以防制冷劑和潤滑油泄漏。
半封閉式機組:電動機與壓縮機做為一體,中間用法蘭聯接,能有效防止制冷劑和潤滑油的泄漏,并采用制冷劑冷卻電動機,消除了開啟式機組中電動機冷卻風扇的噪聲。
全封閉式機組:把電動機與壓縮機封閉在一個容器內,徹底消除了制冷劑和潤滑油的泄漏,噪聲為最低。目前該制冷壓縮機在標準工況下(蒸發溫度:-15℃,冷凝溫度:30℃)制冷量范圍已經超過3500KW。
全封閉式螺桿壓縮機組主要適用于寫字樓、運輸工具、圖書館、商廈、醫院、民用住宅、賓館等對噪聲特別敏感場所的獨立空調或中央空調系統內。開啟式與半封閉式機組在工礦企業、人防工程運用較多。
兩種形式壓縮機組的比較
1.開啟式機組 優點:
(1) 壓縮機與電動機相對分離,對電動機沒有特殊的要求,故壓縮機的適用范圍較廣。
(2) 同一臺壓縮機,可適應不同制冷劑,除了采用鹵代烴制冷劑外,通過更改部分零件的材質,還可采用氨作制冷劑。
(3) 可根據不同的制冷劑和使用工況條件,配用不同容量的電動機。
(4) 單機頭機組制冷量可達200萬大卡以上。
(5) 成本較低,價格較便宜。
缺點:
(1) 需要軸封封住制冷劑和潤滑油泄漏的通道,這也是用戶經常維護的重點。JB/T6906-93 螺桿式單級制冷壓縮機標準中對滲油量規定:開啟式機組運行時的軸封處滲油量應不大于3ml/h。由于氟利昂和冷凍油是互溶的,故在使用過程中氟利昂與冷凍油的同步泄漏無法避免,尤其在運行滿1000小時以后,由于軸封的磨損,會加劇氟利昂與冷凍油的泄漏,加大維修和運行費用,影響正常使用。
(2) 配套的電動機高速旋轉,冷卻風扇形成的氣流噪聲大,壓縮機本身噪聲也比較大,開啟式機組一般噪聲在90dB(A)以上,導致噪聲污染環境。
(3) 需要配置單獨的油分離器和油冷卻器等復雜的油系統部件,導致機組體積龐大,使用維護不便,且重量和占地面積都大。
(4) 效率低,由于需要用外置電動機驅動油泵及配用普通低效率電機,名義工況能效比一般不超過4.0。
2. 半封閉式機組 優點:
(1) 由于采用半封閉式方式,電動機與壓縮機一體化設計,故噪聲低、振動小,不存在開啟式機組的氟利昂和潤滑油的泄漏等問題,減少了用戶的維護和管理成本,不會因泄漏而影響用戶的正常使用。
(2) 由于采用半封閉式方式,電動機與壓縮機合為一體,加上內置分油消音器,大大地降低了運行噪聲,同等冷量開啟式與半封閉式噪聲差別約為15 dB(A)。
(3) 由于內置油分離器采用內壓差供油方式,無需配外置電動機驅動油泵,提高了運行的能效比,名義工況下能效比一般大于4.5。
(4) 對要求較高的場合,可采用雙機頭或三機頭型式,各制冷系統相對獨立,一旦某系統出現故障,其他系統可以正常工作,不會對生產和環境造成太大影響。
缺點:
(1) 目前國內所采用半封閉式螺桿壓縮機大部分為國外原裝進口,價格較高。
(2) 由于采用耐氟利昂、耐潤滑油和耐高溫特種電機,增加了壓縮機的材料成本,故同檔次半封閉式壓縮機價格高于開啟式壓縮機。
(3) 單機容量較小,單機頭容量一般不超過150萬大卡。
螺(luo)桿(gan)式(shi)制冷(leng)機組在黃(huang)酒企業冷(leng)凍系統的應用
古越龍山紹興酒多年來位居行業龍頭,不僅得益于其獨特的地理、氣候優勢,也與其一直堅持實事求是、敢為人先的科學發展觀、敢于不斷借鑒引進先進工藝、設備為我所用,使企業裝備水平始終引領行業之先密切相關。
自從黃酒生產機械化新工藝進入行業以來,大罐發酵品溫控制、勾兌澄清、冷凍除濁過濾工藝都離不開制冷設備。從某種角度上講,制冷設備的變遷也是企業不斷發展壯大的一個縮影。
古越龍山在2006年以前的項目建設中,控制黃酒發酵品溫的設備主要是采用活塞式氨制冷機組,以液態氨為制冷劑,氯化鈣溶液為載冷劑。活塞式制冷機設備占地面積大、噪聲大、潤滑油泄漏嚴重,作業環境油水混雜、油氣彌漫致使工作環境惡劣;零配件多,故障率高,維修量大,液氨微量泄漏無法完全避免,只要稍靠近冷凍機房,就能聞到一股刺鼻的氨氣味,空氣污染嚴重;液氨易燃易爆被列為危險化學品,冷凍房則被理所當然劃歸為危險源工作場所,操作工基本為男性。
2008年在對純生黃酒項目的設計中,首次引入螺桿式半封閉氟利昂制冷機組,以R22/ R134a鹵代烴為制冷劑,丙烯乙二醇為蒸發載冷劑。投入使用后,機組噪聲小,無潤滑油(冷凍油)滴漏, PLC控制簡便、高效,零件數只是活塞機組的1/10,故障率低,工作環境潔凈,面貌煥然一新,普通女職工稍加指導培訓,即可操作上崗,徹底改變了人們一直對冷凍機房工作的認識。2009年在對二分廠味淋車間的搬遷改造中,半封閉螺桿制冷機組成為不二的選擇。在原基礎上又試用了雙機頭機組,并且對不同制冷溫度要求的用冷點采用中低溫丙烯乙二醇機組(鹽水機組)和以水為載冷劑的冷水機組相結合,可以分別提供輸出(-15℃~-5℃)和(4℃~6℃)的載冷劑滿足糖化、發酵、煎酒工序對溫控的需求.
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