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溫度控制的關鍵部件—溫控閥

發布時間:2019-12-11 作者:定盛機械文章來源:定盛機械


1、排氣溫度的上、下兩個溫度限值

    螺桿空壓機的排氣溫度,其溫度取樣點就在壓縮主機出口附近,也就是主機出口油氣混合物的溫度。而控制壓縮主機的出口溫度,最主要的是控制壓縮主機的噴油溫度,而擔此重任的就是溫控閥。

    螺桿空壓機排氣溫度是有特別要求的,既不能過高,也不能過低。即有上下兩個溫度限值。螺桿空壓機的排氣溫度過高,高溫會引起跳閘、積碳、效率降低甚至損壞零部件。一般排氣溫度控制上限為110 ℃。但溫度下限值受到環境溫度、濕度、壓力的影響,是一個變化值,目的是避免運行中產生冷凝水,而冷凝水會導致潤滑油的乳化,破壞機組的冷卻潤滑效果,劣化機組性能。

潤滑油析出水分的溫度值:


2、螺桿空壓機潤滑冷卻系統
   
    螺桿空壓機屬于容積式壓縮機,其冷卻與溫度控制則是通過向氣缸體內噴入大量的潤滑油帶走熱量,是一種內冷卻方式,冷卻效果更顯著。相對絕熱過程和間接冷卻方式所需的循環指示功率要少,減少了功率消耗,提高了效率。


表1 所示為不同冷卻方式相對絕熱過程的循環指示功率對比,可以看出螺桿機循環指示功率是絕熱過程的80%,間接冷卻是97%,可以看出,噴油冷卻比一般間接冷卻消耗的功率要低得多。
螺桿機連續運轉會產生大量熱量,潤滑油作為冷卻介質常設計成閉式循環系統。

 
    圖1為一種常見的螺桿機潤滑油系統(系統A),配置有冷卻器、溫控閥、油過濾器,在油分離器中帶有一定壓力的潤滑油通過油冷卻器冷卻后,與沒有冷卻的潤滑油混合后再經過油過濾器向螺桿機內噴油,用于溫度的控制。


 
    圖2是將油過濾器和溫控閥設為一體的螺桿機潤滑油系統(系統B),潤滑油在閥內部混合并過濾后直接噴入螺桿機,系統管路配置更為簡單,潤滑油在油氣分離器壓力作用下通過溫控閥,根據負荷變化調節潤滑油需要量,經過濾后直接噴入螺桿機壓縮腔內冷卻壓縮產生的熱量。

3、空壓機溫控閥原理與結構

    要保證螺桿空壓機排氣溫度的精準可控,溫控閥是潤滑油冷卻系統控制溫度的關鍵零部件。該閥是一種基于特種感溫石蠟作為閥芯控制流體溫度的閥門,利用石蠟在固液相變過程中的體積線性膨脹特性,實現將溫度變化信號轉化為閥芯位移變化控制流經油冷卻器的潤滑油。


    圖3 所示是一種目前螺桿機應用較為普遍的溫控閥結構。閥體共有設計4個閥口,進口接收來自油氣分離器中的潤滑油,2個中間接口R1、R2,接口R1連接油冷卻器進口,接口R2連接油冷卻器出口,此時是將熱油輸至油冷卻器,經冷卻后的油流回至閥體,出口將潤滑油經過過濾器送往螺桿機。經感溫的熱動力元件在預定溫度范圍內膨脹或收縮。當來自油氣桶的油溫高時,并上升到控制點時熱動力元件推動閥芯克服彈簧力的作用力下移,溫度越高,閥芯的位移就越大,通向油冷卻器的閥開口越大,當油溫達到熱動力元溫度范圍上限時,開口全部打開,這時油全部通過油冷卻器。當油溫下降時,熱動力元件產生與上述相反的作用,油溫降到熱動力元件感溫范圍以下,閥芯回到初始位置,通向油冷卻器的閥開口全部關閉,油氣桶出來的油不經過油冷卻器直接全部流往螺桿機。

4、溫控閥“分流”、“混流”方式
 
    對于螺桿空壓機來說,潤滑油的溫度在70~85℃之間最佳。潤滑油 在70~85℃這個溫度其揮發性最小。螺桿轉子間的間隙一般在5~12um之間,大機器較大,小機器較小,其咬合的膨脹溫度一般在130~140 ℃之間,所以需要控制壓縮機的溫度在此之下,大多上限設置在110 ℃。同時,支承軸承一般不允許長時間運轉在100 ℃以上。

    溫控閥采用“分流”控制方式(這種最為普遍,通常在中、小型螺桿機上常用,溫控閥芯溫度,據筆者所知有71℃、76℃)


    溫控閥采用“混流”控制方式(通常在較大型螺桿機上使用較多,溫控閥芯溫度,據筆者所知有54℃、43℃)



另外:

①13Bar的螺桿壓縮機在夏天并且很潮溫的地區必須特別注意機組的排氣溫度,最好在95℃以上;

②在南方高溫、潮濕的地區建議使用合成油;

③在5~9月份的季節把機器的排氣溫度提高到95℃~100 ℃之間;

④如果排出溫度偏低,措施如下:對于風冷的機器可以通過阻擋鋁制冷卻器的通風面積來達到,對于水冷的機器可以減少冷卻水量或水壓來達到。

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