迎接我国螺杆压缩机发展的新时代

翁有为

（上海开山气体压缩机销售有限公司，上海 200040）

近年来，螺杆压缩机的各项优点，正在被越来越多的人们所认知，被广泛应用在低压、大输气量以及气体中含水、含粉尘、含腐蚀性介质和变分子量的工况条件下。但是，对螺杆压缩机的设计、制造技术的创新，在市场争夺中经常被忽视；对螺杆压缩机的一些固有缺陷，在实际使用中被习以为常。比如：螺杆压缩机的低效率和大噪音，对机组运行事故的不可预控和二次事故的难于阻止等等。但实际上，这种状况正在发生根本性的变化。变化主要来自以下诸方面：

1 核心技术的形成和掌控

大家都知道，决定螺杆压缩机性能的，关键是转子的型线。目前国内在用的大都是SRM型线，甚至是最原始的对称圆弧型线，存在的主要缺陷是效率低、噪音大。但是有一种型线正在中国悄然形成：首先，它诞生在国外，得到国外各著名螺杆品牌公司的认可和应用，目前全世界的15%螺杆压缩机在应用它，被命名为“T型线”；然后，跟随着它的发明人回到了中国，并根据中国制造业的国情，做了进一步的优化，被命名为“Y型线”。Y型线为世界最新一代双边非对称型线，因为它具有更合理的泄漏三角形、更短的接触线、更小的排气封闭容积，转子便于加工，转子的加工精度与设计要求完美契合，螺杆主机具有卓越的容积效率和绝热效率，使得压缩机效率大幅提升，机组比功率居于国际领先水平。中国有了自己的核心技术，如图1、图2。

图1 430m3／min排气量国内在用的转子外型及尺寸

相比于国内通用的对称圆弧或SRM型线，Y型线具有以下优势：

1）对于同样排气量的压缩机，Y型线泄露三角形的面积是对称圆弧或SRM型线的2.6%，具有更高的容积效率；

2）对于同样排气量的压缩机，Y型线排气流速比对称圆弧或SRM型线降低35%，在排气阻力损失大幅下降而具有更高的效率的同时有效降低排气噪声；

图2 430m3／min排气量的Y－2转子的外型及尺寸

3）Y型线具备优越的加工性能，能确保型线加工的精确性，进一步减少齿间泄露；

4）Y型线去除了对称圆弧或SRM型线齿顶的矩形密封条（筋），同时对于同样排气量的压缩机，Y型线的齿顶速度大为降低，这些都显著降低了齿形噪音；

5）对于同样排气量的压缩机，Y型线的转子更小但具有更大或相当的出轴轴径，转子轴刚性更好；

综上所述，大型气体螺杆压缩机采用最新一代Y型线，在拥有更高主机效率的同时，振动更小、噪音更低。

2 完善的组合设计保障核心技术优势的进一步发挥

俗话说“宝马配好鞍”，“红花尚需绿叶扶”。除了转子型线，注重其他方面的技术跟进，也很重要。

1）工艺气在工艺流程中，经常遇到的问题是流量变化。最原始的解决方法是“打回流”，让电机白做了气体的“压缩功”，浪费电能；其次办法是采用变频电机，增加投资费用不说，自身还得费点电。如果在压缩机机身上采用“流量调节阀”，利用转子在闭合压缩前，把多余的气体回吐的办法，来减少排气量，使被回吐的气体不参与“压缩功”，自然达到了节能的效果。

2）工艺气根据其流程的不同，排气压力（或压比）差异各不相同。针对用户的实际应用工况，优化气体压缩机的排气孔口，设计并加工匹配项目实际工况的排气孔口，获得最佳的容积比Vi，使得压缩机压缩终了压力与用户需求压力匹配，避免了过压缩及欠压缩工况的发生，杜绝不必要能耗的同时有效降低因设计不当产生的振动及噪声。

同时，Y型线的设计充分考虑了排气通道的通流面积，在中、低压力工况下同时设立轴向排气孔口及径向排气孔口，进一步加大了排气通流面积，显著降低排气流速，大大减少排气流动损失，提高了气体压缩机的效率。

3）改变了国内一般采用的，转子尺寸固定，以变速改变输气量的方法。其好处在于：转子可系列设计，在任意气量下，实行电机和压缩机的直联，避免了齿轮箱，没有由此而带来的机械损耗、噪音源和故障点；工艺气体螺杆压缩机的噪声主要由进气噪声、排气噪声及齿形噪声等组成。

3 排除一切不可控因数保障机组运转的高可靠性

大型设备运行的高可靠性是首要条件。然而来自自然环境、突发事件等不可控因数，时时给机组的生产、运行、维护等过程带来不利，甚至事故。防患于未然必须放在源头。

1）按国际气体螺杆压缩机的制造惯例，转子采用整体锻造的制造工艺，从根本上杜绝镶轴工艺中不可掌控的人为缺陷（装配精度、焊接质量、保温温度等方面偏差），有效防止转子变形、断轴事故的发生。转子采用整体锻造，整体加工，转子性能稳定性及一致性更好，对于恶劣工况及变工况具备更强的适应性。

2）按国际气体螺杆压缩机的制造惯例，压缩机组安装运行安全的检测、报警系统。如：转子的轴振动、轴位移检测，可在第一时间对高速旋转的转子细微变化做出及时反应，防止转子走位事故的发生，更可防止转子间碰、咬等二次事故的发生。舍弃了用检测轴承温度的变化来判断转子走位的不够科学的方法。

3）推力轴承改变传统的球面结构，采用先进的可倾瓦结构，减少人工拂刮的误差，使得安装、调试更方便，机组运行更可靠。

4）按国际气体螺杆压缩机的制造惯例，压缩机采用整体撬装形式交货，尽可能减少和避免到用户现场拼接仪表、连接线路；裁焊、排接、酸洗管道等环节，方便安装、调试。

世界在进步，中国的装备制造业也在进步。开发和掌控螺杆压缩机的核心技术，“为民族工业造芯”，必将成为中国螺杆压缩机制造企业的核心使命。