螺杆压缩机简介

　　0 螺杆压缩机的发展历程

　　1937年，Alf Lysholm在SRM公司研制成功了两类螺杆压缩机试验样机，并取得了令人满意的测试结果。1946年，位于苏格兰的英国James Howden 公司，第一个从瑞典SRM公司获得了生产螺杆压缩机的许可证。随后，欧洲、美国和日本的多家公司也陆续从瑞典SRM公司获得了这种许可证，从事螺杆压缩机的生产和销售。

　　最先发展起来的螺杆压缩机是无油螺杆压缩机，1957年喷油螺杆空气压缩机投入了应用，1961年又研制成功了喷油螺杆制冷压缩机和螺杆工艺压缩机。经过持续的基础理论研究和产品开发试验，通过对转子型线的不断改进和专用转子加工设备的开发成功，螺杆压缩机的优越性能得到了不断的发挥。

　　1 螺杆压缩机的分类

　　螺杆压缩机有多种分类方法：按运行方式的不同，分为无油压缩机和喷油压缩机两类。

　　在无油螺杆压缩机中，气体在压缩时不与润滑油接触。无油机器的转子并不直接接触，相互间存在一定的间隙。阳转子通过同步齿轮带动阴转子高速旋转，同步齿轮在传输动力的同时，还确保了转子间的间隙。值得指出的是：所谓“无油”，指的是气体在被压缩过程中，完全不与油接触，即压缩机的压缩腔或转子之间没有油润滑。但压缩机中的轴承、齿轮等零部件，仍是用普通润滑方式进行润滑的，只是在这些润滑部位和压缩腔之间，采取了有效的隔离轴封。

　　在喷油螺杆压缩机中，大量的润滑油被喷人所压缩的气体介质中，起着润滑、密封、冷却和降低噪声的作用。喷油机器中不设同步齿轮，一对转子就像一对齿轮一样，由阳转子直接带动阴转子旋转。所以，喷油机器的结构更为简单。

　　1.1喷油螺杆压缩机

　　喷油螺杆压缩机用来压缩各种工艺流程中的气体，既包括CO2利N2这样的惰性气体，也包括像H2、He这样的轻气体，还包括一些化学性质活泼的气体，如HCI、CL2等。由于其要求相似，通常喷油螺杆工艺压缩机是由喷油螺杆制冷压缩机改制而成，运行于其设计工况之内。

　　喷油螺杆工艺压缩机的工作压力由工艺流程确定，单级压比可达10，排气压力通常小于4.5MPa，但最高可达9.0MPa，容积流量范围为1~200m3/min。

　　1.2干式螺杆压缩机

　　干式螺杆压缩机可用来作为空气压缩机或工艺压缩机，压缩过程中没有液体内冷却和润滑。干式螺杆压缩机转速往往很高对轴承和轴封要求较高，而且排气温度也较高，单级压比小。目前一般干式螺杆压缩机的单级压比为1.5~3.5，双级比可达 8~10，排气压力通常小于2.5MPa，容积流量为3-500m3/min。

　　1.3喷水螺杆压缩机

　　为了降低干式螺杆压缩机的排气温度，提高单级排气压力，发展了向压缩腔喷水的无油螺杆压缩机。由于水不具有润滑性故这类压缩机中也设有同步齿轮，结构基本与干式无油螺杆压缩机相同。在压缩腔与轴承、齿轮间，也需有可靠的轴封，以使喷入的水与润滑油相隔离。

　　在其它场合，有时也使用向压缩机内喷入液体这一方法。例如，有些气体在压缩时，由于温度或压力的改变，可能发生聚合反应，会在转子和机壳上沉积一层塑料状的薄层。在压缩机运行的时候，这也许不会产生问题，但当压缩机停止运行时，它就会将转子“粘”在一起，从而造成压缩机不能再次起动，另外，有些气体混合物中含有像沥青类的化合物时，也会产生同样的问题，在这些情况下，可以向压缩机人门喷入适当的溶剂，以冲掉这些化合物。溶剂的喷入可以是连续的，也可以在压缩机停机前喷入。

　　2.《API 619-2004 石油、化工和气体工业用螺杆压缩机》定义

　　干式螺杆压缩机：无需使用液体来密封转子间隙和驱动从动转子的旋转螺旋叶片压缩机。

　　注1：转子与转子之间依靠每根转子上的同步齿轮进行联结，从动转子由主动转子通过同步齿轮驱动。

　　注2：干式螺杆压缩机中转子与转子之间不发生接触。

　　湿式螺杆压缩机：在螺旋线封闭后向转子空间喷入润滑剂(与工艺气兼容)的旋转螺旋叶片压缩机。

　　注1：该润滑剂有利于密封转子间隙并在转子间建立油膜润滑。在没有同步齿轮的情况下，由一根转子(阳转子)直接驱动另一根转子(阴转子)。

　　注2：喷油螺杆压缩机可能需要相对较高的进油温度以防工艺气冷凝。若无法维持适当油温，可能导致润滑油的乳化或污染。

　　3.干式螺杆压缩机的应用

　　喷液螺杆压缩机由干式螺杆压缩机发展而来，本质上仍是一种无油压缩机，适合作为工艺气压缩机使用。喷液螺杆压缩机通过向压缩腔内喷人工艺水、工艺凝液等不污染工艺介质的液体,克服了干式螺杆压缩机排气温度高、单级压比低、耗功大的缺点;低压缩温度还可以有效防止易聚合工艺介质丁二烯等的聚合，提高螺杆压缩机的适用性;同时喷入的液体也能对转子起到一定的密封、润滑和降噪作用，进一步改善机组性能。近年来，随着对喷液螺杆压缩机结构设计和理论原理的深人研究，其工作性能得到了较大提升,在火炬气回收、苯乙烯尾气回收等工艺流程中得到了广泛应用。

　　4.《API 619-2004 石油、化工和气体工业用螺杆压缩机》其他要求

　　5.10.2 干式螺杆压缩机

　　5.10.2.1 在由一个公用系统向两台或多台机器(例如压缩机，齿轮箱或电动机)供油的场合，负有机组责任的卖方需保证该公用系统向所有设备所供润滑油的型号、等级、压力和温度是亲和性的。

　　注：公用油系统中所用的润滑油是通常是符合ISO3448 32级或46级的矿物油。润滑油的亲和性需要伸用者和公用系统供油的所有设备供应商的一致同意。在一些情况中，可能有个别部件的要求有很大的差别。

　　5.10.2.2除非另有规定，轴承和轴承箱应使用符合ISO3448的矿物油进行润滑

　　5.10.2.3除非另有规定，干式螺杆压缩机的压力油系统应遵照API614第1、2章的要求

　　5.10.2.4如有规定，与底座为整体的油箱应符合API614第3章的要求

　　5.10.2.5如有规定，满负荷功率的轴驱动油泵应按API614的要求提供。

　　注：这个油泵通常由齿轮箱的低速轴驱动。

　　5.10.3 湿式螺杆压缩机

　　5.10.3.1 通则

　　5.10.3.1.1 湿式螺杆压缩机应使用承压油箱和分离罐。湿式螺杆压缩机油系统的设计应考虑下列因素：

　　a)润滑油与工艺气体接触。

　　b)润滑油系统构成工艺气体系统的一部分。

　　c)润滑油系统与大气隔离。

　　d)润滑油被压缩到出口气体压力。有时润滑油在不需要油泵的情况(由乐差引起)下能注入压缩机轴承和密封部分。

　　5.10.3.1.2油系统中应使用与工艺气体相兼容的润滑剂。

　　5.10.3.1.4任何规定的操作条件下排气温度至少比工艺气与水燕汽露点高出10K(18°F)。

　　5.10.3.15压缩机出口管嘴和第一级油分离器之间的气体管路的设计应按承受脉冲，高容积的多相流和振动负载来定尺寸。

　　注：润滑、密封油、过滤等系统部件应按API614中相关规定。