煤礦井下空氣壓縮機(jī)的選擇與應(yīng)用分析

付勇

（國家能源集團(tuán)公司神東柳塔煤礦，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 017209）

在機(jī)械、礦山、化工等行業(yè)中空氣壓縮機(jī)都得到了廣泛應(yīng)用，空氣壓縮作為一種僅次于電力的動力能源，為礦山企業(yè)安全生產(chǎn)與發(fā)展提供了有力的支撐，當(dāng)下的空氣壓縮機(jī)設(shè)備多種多樣，對于礦山企業(yè)而言，如何正確選擇空氣壓縮機(jī)顯得非常重要，因此，有必要針對煤礦井下空氣壓縮機(jī)的選擇與應(yīng)用進(jìn)行相應(yīng)研究和分析，為礦山企業(yè)安全生產(chǎn)運營提供有力的保障。

1 空氣壓縮機(jī)類別分析

空氣壓縮機(jī)有很多種類，一般情況下，從壓縮空氣的形式來看可將其種類分為3種，分別為螺桿式空氣壓縮機(jī)、活塞式空氣壓縮機(jī)、離心式空氣壓縮機(jī)。如果從供氣控制方式的角度來劃分，很多都是采用加、卸載控制方式的空氣壓縮機(jī)，盡管供氣控制方式的空氣壓縮機(jī)工作原理比較簡單，操作起來也非常方便，但使用時的能耗比較高，并且供氣的壓力也并不穩(wěn)定，進(jìn)氣閥門的質(zhì)量穩(wěn)定性較差，非常容易損壞。

如果從工作原理對空氣壓縮機(jī)進(jìn)行劃分，則可分為以下2種：①容積型空氣壓縮機(jī)。其通過體積變化來產(chǎn)生壓縮空氣。②速度型空氣壓縮機(jī)。通過氣體動能變化來產(chǎn)生壓縮空氣。其中，容積型空氣壓縮機(jī)的代表有活塞式空氣壓縮機(jī)與螺桿式空氣壓縮機(jī)，速度型空氣壓縮機(jī)的代表是離心式空氣壓縮機(jī)。以下是對其具體的介紹。

1.1 活塞式空氣壓縮機(jī)

該壓縮機(jī)在工作過程中通過借助曲軸帶動活塞的往復(fù)運動對空氣直接壓縮，從而使氣缸內(nèi)的氣體在不斷的被壓縮下產(chǎn)生壓縮空氣。當(dāng)空氣被壓縮到一定程度之后會產(chǎn)生一定壓力排出。屬于容積型壓縮機(jī)的一種，活塞式空氣壓縮機(jī)為了確保供氣能夠更加穩(wěn)定，會為其配備儲氣罐。

1.2 螺桿式空氣壓縮機(jī)

該壓縮機(jī)在工作過程中通過借助陰陽螺桿轉(zhuǎn)子的相互咬合，促使齒間的容積不斷減小，使得單位體積的氣體密度不斷的增加，氣體的壓力自然隨之提高，從而產(chǎn)生連續(xù)的壓縮空氣。螺桿式空氣壓縮機(jī)也屬于容積式壓縮機(jī)。但從上述的工作原理來看，螺桿式空氣壓縮機(jī)與活塞式空氣壓縮機(jī)雖同屬于一種類型的空氣壓縮機(jī)，但螺桿式空氣壓縮機(jī)的供氣更加穩(wěn)定，因此，其工作時不需要配備儲氣罐。

1.3 離心式空氣壓縮機(jī)

離心式壓縮機(jī)作為速度式壓縮機(jī)，工作運行原理與上述2種壓縮機(jī)截然不同，其在工作過程中主要是借助葉輪帶動氣體做高速旋轉(zhuǎn)，讓氣體產(chǎn)生離心力，并且氣體在葉輪里經(jīng)過擴(kuò)壓流動，使通過葉輪后的氣體的流速得到迅猛提升，從而使氣體分子的動能逐漸增強(qiáng)，并將這氣體動能在葉輪快速轉(zhuǎn)動下轉(zhuǎn)化為空氣壓力，從而能夠提供源源不斷的壓縮空氣。

2 煤礦井下空氣壓縮機(jī)的選擇與應(yīng)用分析

2.1 煤礦井下空氣壓縮機(jī)的選擇

2.1.1 活塞式空氣壓縮機(jī)

在煤礦井下，選擇這種活塞式空氣壓縮機(jī)主要優(yōu)勢為壓力范圍比較大，且無論流量是大是小都能達(dá)到所需要的壓力值；具有很高的熱效率，在進(jìn)行氣量調(diào)節(jié)時，幾乎不會對氣體壓力產(chǎn)生任何影響；在投資方面，初期投資比較低，并且操作難度也不高，機(jī)器服役期限也更長。

但它的缺點也顯而易見，比如，活塞式空氣壓縮機(jī)具有較高的質(zhì)量與較大的體積，看起來比較笨重，因此，很難對其實施戰(zhàn)略性移動；在單機(jī)排氣量方面，活塞式空氣壓縮機(jī)單機(jī)排放量較小，且內(nèi)部結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜、很多零部件也都容易造成損壞，比如活塞、氣閥、活塞環(huán)、閥片、彈簧、填料組件等，因此，維護(hù)工作量比較大；活塞式空氣壓縮機(jī)進(jìn)行空氣壓縮時還存在力矩大且不平衡、震動較大等問題，活塞式空氣壓縮機(jī)在安裝方面也比較復(fù)雜，需要的安裝基礎(chǔ)非常高，難以實現(xiàn)連續(xù)穩(wěn)定的輸氣，整體工作效率低也并不高。

2.1.2 螺桿式空氣壓縮機(jī)

煤礦井下選擇螺桿式空氣壓縮機(jī)具有以下優(yōu)點：螺桿式空氣壓縮機(jī)具有較輕的質(zhì)量與較小的體積，并且該機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)也比較簡單，易損的零部件應(yīng)用也比較少；排氣時產(chǎn)生的振動小，具有良好的連續(xù)輸氣功能，壓力產(chǎn)生的脈動也比較小，對安裝基礎(chǔ)幾乎沒有要求；螺桿式空氣壓縮機(jī)在工況點范圍內(nèi)進(jìn)行工作時，可以保持較高的工作效率，排氣量也可以自由調(diào)節(jié)，機(jī)組的運行壓力也可以通過壓力傳感器進(jìn)行連續(xù)精確的測量，在氣量流量范圍控制方面也較為靈活，可實現(xiàn) 0%～100%范圍的氣量流量控制；在耗能方面，螺桿式空氣壓縮機(jī)與活塞式空壓機(jī)相比具有更小的耗能，并且工作效率也比活塞式空壓機(jī)高。

2.2 煤礦井下空氣壓縮機(jī)應(yīng)用分析

復(fù)盛螺桿式空氣壓縮機(jī)作為螺桿式空氣壓縮機(jī)的一種，具有以下特點：①具有完善的自我保護(hù)功能。在電源逆相、缺相保護(hù)功能方面，由于復(fù)盛螺桿式空氣壓縮機(jī)的電動機(jī)所用的電源是三項電源R，S，T，因此，如果出現(xiàn)相序錯誤，就會導(dǎo)致電動機(jī)出現(xiàn)反轉(zhuǎn)現(xiàn)象，致使主機(jī)轉(zhuǎn)子抱死，最終導(dǎo)致電動機(jī)被燒毀。為了解決這一問題，復(fù)盛公司在該機(jī)上裝設(shè)了逆相保護(hù)器，每當(dāng)出現(xiàn)相序錯誤或缺相時，逆相保護(hù)器啟動保護(hù)作用讓電動機(jī)無法啟動，避免了電動機(jī)出現(xiàn)燒毀現(xiàn)象。此外，該機(jī)還有另一種自我保護(hù)功能，即排氣高溫保護(hù)功能，每當(dāng)空氣壓縮機(jī)的排氣溫度上升到境界值時，相應(yīng)保護(hù)功能會自動啟動，使得空氣壓縮機(jī)自動停止工作。排除故障后，只需再次啟動壓縮機(jī)即可。②自我診斷功能。該功能在空氣壓縮機(jī)消耗品更換上得到了充分體現(xiàn)，通過在三濾使用點上裝設(shè)壓差開關(guān)，并與控制面板與IC板相連接，在更換三濾時可以直接通過控制面板來查看三濾更換狀態(tài)，為壓縮機(jī)質(zhì)量提供了必要的保護(hù)。③控制面板的顯示功能，在對復(fù)盛螺桿式空氣壓縮機(jī)使用過程中，可以直接通過控制面板的顯示功能來查看油細(xì)分離器堵塞指示、空氣過濾器堵塞指示、主機(jī)排氣溫度指示等一系列指示。④良好的降噪功能。主、副轉(zhuǎn)子之間用潤滑油進(jìn)行密封，采用的是不接觸無摩擦技術(shù)，有效實現(xiàn)了轉(zhuǎn)子無磨損的同時，還降低了噪聲污染，為廣大職工創(chuàng)造了一個良好的工作環(huán)境。

3 結(jié)束語

空氣壓縮機(jī)的選擇對于礦山企業(yè)而言至關(guān)重要，與礦山企業(yè)的平穩(wěn)、順利、安全生產(chǎn)具有密切的聯(lián)系，因此，在礦井下空氣壓縮機(jī)的選擇過程中，一定要結(jié)合礦井安全需要及礦井實際生產(chǎn)情況來確定，使空氣壓縮機(jī)的選擇與煤礦企業(yè)實際的煤礦生產(chǎn)工藝要求相符，為煤礦企業(yè)的安全連續(xù)生產(chǎn)與應(yīng)急救援奠定有力的基礎(chǔ)。

［1］章之燕，李衛(wèi)東.煤礦井下空氣壓縮機(jī)的選擇與應(yīng)用分析［J］.煤礦機(jī)電，2014（01）：101-103.

［2］李劍峰.煤礦地面空氣壓縮機(jī)自動控制技術(shù)的應(yīng)用［J］.鑿巖機(jī)械氣動工具，2015（03）：59-60.