雙螺桿無油鼓風(fēng)機(jī)的比較優(yōu)勢分析

摘 要：闡述了雙螺桿無油鼓風(fēng)機(jī)的發(fā)展和應(yīng)用現(xiàn)狀，對雙螺桿無油鼓風(fēng)機(jī)與磁懸浮離心鼓風(fēng)機(jī)、空氣懸浮離心鼓風(fēng)機(jī)的性能進(jìn)行了全面、客觀的分析和比較，發(fā)現(xiàn)雙螺桿無油鼓風(fēng)機(jī)在實際應(yīng)用中平均效率較高，受環(huán)境粉塵的影響較小;并從運行穩(wěn)定性、供氣穩(wěn)定性、控制系統(tǒng)的功能、操作安全性、維護(hù)難度和維修成本等方面，論述了雙螺桿無油鼓風(fēng)機(jī)的比較優(yōu)勢，對雙螺桿無油鼓風(fēng)機(jī)的推廣應(yīng)用具有重要的實際意義。

關(guān)鍵詞：雙螺桿無油鼓風(fēng)機(jī);工業(yè)應(yīng)用;比較優(yōu)勢

0? ? 引言

近年來，隨著精密加工技術(shù)、精密裝配技術(shù)的發(fā)展，雙螺桿無油鼓風(fēng)機(jī)的性能獲得大幅度提升，多家企業(yè)陸續(xù)發(fā)布了關(guān)于雙螺桿無油鼓風(fēng)機(jī)的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。雙螺桿無油鼓風(fēng)機(jī)優(yōu)越的性能深受廣大用戶的歡迎和認(rèn)可，在市政污水、水泥建材、火力發(fā)電、鋼鐵冶金、紡織印染、皮革造紙、化工、制藥、電子、釀造發(fā)酵、物料輸送等各個領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。

磁懸浮離心鼓風(fēng)機(jī)、空氣懸浮離心鼓風(fēng)機(jī)作為新興的節(jié)能產(chǎn)品，多年來在市場上占據(jù)一定的份額，為節(jié)能環(huán)保事業(yè)做出了很大貢獻(xiàn)，但在使用中少數(shù)產(chǎn)品暴露出了一些值得重視的問題。

現(xiàn)對雙螺桿無油鼓風(fēng)機(jī)與磁懸浮離心鼓風(fēng)機(jī)、空氣懸浮離心鼓風(fēng)機(jī)的性能做一個全面、客觀的分析和比較。

1? ? 整機(jī)運行效率

雙螺桿無油鼓風(fēng)機(jī)屬于容積式氣體動力裝置，它本質(zhì)上是旋轉(zhuǎn)活塞式機(jī)械，先天具有較高的工作效率。更可貴的是，它相對于壓力和流量的效率曲線比較平坦，對于壓力和流量在較大范圍變化的用戶的實際工況來說，雙螺桿無油鼓風(fēng)機(jī)實際的整機(jī)運行效率相當(dāng)出色，也就是它的平均效率較高。

磁懸浮離心鼓風(fēng)機(jī)、空氣懸浮離心鼓風(fēng)機(jī)屬于速度型機(jī)械，它相對于壓力和流量的效率曲線起伏較大。在特定的工況點有很高的工作效率，但偏離這個特定的工況點后，工作效率就會有所下降。

雙螺桿無油鼓風(fēng)機(jī)、磁懸浮離心鼓風(fēng)機(jī)、空氣懸浮離心鼓風(fēng)機(jī)的流量—效率曲線如圖1所示。

在工業(yè)領(lǐng)域的各種應(yīng)用中，用戶的實際工況范圍變化都比較大，在這種情況下，雙螺桿無油鼓風(fēng)機(jī)整機(jī)的實際平均效率比磁懸浮離心鼓風(fēng)機(jī)、空氣懸浮離心鼓風(fēng)機(jī)整機(jī)的實際平均效率要高。當(dāng)用戶的工況變化范圍較大時，兩者效率的差別還會明顯增加。

2? ? 受環(huán)境粉塵的影響

在工業(yè)環(huán)境中，不少行業(yè)比如水泥行業(yè)、冶金行業(yè)、火電行業(yè)等的一個顯著特征是空氣中粉塵含量較大。無論是雙螺桿無油鼓風(fēng)機(jī)，還是磁懸浮離心鼓風(fēng)機(jī)、空氣懸浮離心鼓風(fēng)機(jī)，都設(shè)置有進(jìn)氣過濾裝置，并且在各自的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中都有明確規(guī)定，但它們在實際應(yīng)用中所受環(huán)境粉塵的影響還是各不相同的。

首先，進(jìn)氣過濾裝置能過濾絕大多數(shù)粉塵，但總有一定的細(xì)小的粉塵會穿透進(jìn)氣過濾裝置進(jìn)入風(fēng)機(jī)內(nèi)部。

對于雙螺桿無油鼓風(fēng)機(jī)來說，螺桿與螺桿之間、螺桿與氣缸之間是存在間隙的，細(xì)小的粉塵可以從雙螺桿無油鼓風(fēng)機(jī)的壓縮腔的間隙中順利通過，不會產(chǎn)生不良影響。

對于磁懸浮離心鼓風(fēng)機(jī)、空氣懸浮離心鼓風(fēng)機(jī)來說，情況就不同了。由于磁懸浮離心鼓風(fēng)機(jī)、空氣懸浮離心鼓風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速很高，細(xì)小的粉塵會對高速旋轉(zhuǎn)的風(fēng)機(jī)葉輪造成一定的沖擊和磨損，進(jìn)而使其失去平衡、振動、損壞，或者細(xì)小的粉塵粘附在葉輪上，導(dǎo)致葉輪失去平衡、發(fā)生振動、產(chǎn)生噪聲，影響性能。

其次，被進(jìn)氣過濾裝置阻擋的粉塵會積聚在進(jìn)氣過濾裝置的濾芯、濾網(wǎng)或濾袋上。積聚的厚度隨時間不斷增加，必然會引起進(jìn)氣阻力的增加。

對于雙螺桿無油鼓風(fēng)機(jī)來說，進(jìn)氣阻力的增加會影響風(fēng)機(jī)的工作點，但由于雙螺桿無油鼓風(fēng)機(jī)的特性曲線比較平坦，因此運行效率不會發(fā)生明顯變化。雙螺桿無油鼓風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速較低，機(jī)械結(jié)構(gòu)堅固，工作點的變化對風(fēng)機(jī)的運行穩(wěn)定性不會產(chǎn)生明顯影響。

對于磁懸浮離心鼓風(fēng)機(jī)、空氣懸浮離心鼓風(fēng)機(jī)來說，進(jìn)氣阻力增大、進(jìn)氣壓力降低、進(jìn)氣量變小，都會引發(fā)一些問題：一是風(fēng)機(jī)偏離最佳工作點，運行效率會有所降低;二是容易脫離高速運轉(zhuǎn)的穩(wěn)定區(qū)，發(fā)生抖動、喘振等現(xiàn)象，甚至?xí)鴻C(jī)，引發(fā)生產(chǎn)事故。

3? ? 運行穩(wěn)定性問題

工業(yè)環(huán)境的工況往往比較復(fù)雜，風(fēng)道阻力、流量、壓力變化范圍大，對風(fēng)機(jī)的穩(wěn)定性——抗變能力、工況適應(yīng)性要求很高。

雙螺桿無油鼓風(fēng)機(jī)屬于低速運行機(jī)械，螺桿轉(zhuǎn)速在3 000 r/min左右，最高6 000 r/min，穩(wěn)定性很好。

磁懸浮離心鼓風(fēng)機(jī)、空氣懸浮離心鼓風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速很高，葉輪轉(zhuǎn)速達(dá)20 000～30 000 r/min，穩(wěn)定性不容易保證，特別是在工況變化時、啟停過程中都很容易發(fā)生喘振現(xiàn)象。

典型離心鼓風(fēng)機(jī)的工況性能曲線如圖2所示，可見穩(wěn)定運行的工況范圍比較窄。

從圖中可以看到，此類鼓風(fēng)機(jī)的有效穩(wěn)定工作區(qū)域是一個類似扇形的區(qū)域，在該區(qū)域的左側(cè)是“喘振區(qū)”，右側(cè)是“低壓危險區(qū)”。

4? ? 供氣穩(wěn)定性問題

雙螺桿無油鼓風(fēng)機(jī)屬于容積式氣體動力裝置，它的流量和轉(zhuǎn)速成正比，供氣剛度大，流量非常穩(wěn)定，且調(diào)控也非常方便。

雙螺桿無油鼓風(fēng)機(jī)輸出特性曲線如圖3所示。

磁懸浮離心鼓風(fēng)機(jī)、空氣懸浮離心鼓風(fēng)機(jī)屬于速度型機(jī)械，當(dāng)用戶工況發(fā)生變化時，供氣穩(wěn)定性會受到很大影響，而供氣穩(wěn)定性則會直接或間接影響用戶產(chǎn)品制造的生產(chǎn)效率、質(zhì)量指標(biāo)。

5? ? 控制難度與操作安全性

雙螺桿無油鼓風(fēng)機(jī)、磁懸浮離心鼓風(fēng)機(jī)、空氣懸浮離心鼓風(fēng)機(jī)都實現(xiàn)了智能化的網(wǎng)絡(luò)控制功能，但有以下區(qū)別：

（1）雙螺桿無油鼓風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速低，機(jī)械性能好，控制系統(tǒng)簡潔、安全可靠，用戶的操作也非常簡單。

（2）磁懸浮離心鼓風(fēng)機(jī)、空氣懸浮離心鼓風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速高，運行過程的監(jiān)測、調(diào)控難度大，特別是啟停過程有特殊要求，必須有放空閥配合，對控制系統(tǒng)要求很高，對用戶使用人員要求也很高。

（3）磁懸浮離心鼓風(fēng)機(jī)，通常采用主動式磁懸浮軸承/控制器，這是磁懸浮離心鼓風(fēng)機(jī)的技術(shù)核心，對器件質(zhì)量、電磁環(huán)境、溫度、濕度環(huán)境要求較高，復(fù)雜的控制系統(tǒng)一旦老化、失效，將會直接引發(fā)整機(jī)故障。

（4）磁懸浮離心鼓風(fēng)機(jī)遇到突然停電的情況時，雖然有完善的軸承斷電保護(hù)系統(tǒng)，但軸承斷電保護(hù)系統(tǒng)畢竟增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性和維護(hù)成本。軸承斷電保護(hù)系統(tǒng)的可靠性，也是磁懸浮離心鼓風(fēng)機(jī)的隱患之一。

（5）空氣懸浮離心鼓風(fēng)機(jī)啟停過程中，有一個起飛與著陸的過程，每次啟停，軸承都會有磨損。

6? ? 維護(hù)難度和維修成本

雙螺桿無油鼓風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)堅固，系統(tǒng)簡潔，維護(hù)量小，故障排除比較容易。

磁懸浮離心鼓風(fēng)機(jī)、空氣懸浮離心鼓風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速高，控制系統(tǒng)較為復(fù)雜，容易發(fā)生故障的隱患較多，某進(jìn)口品牌的空氣懸浮離心鼓風(fēng)機(jī)這幾年的故障率在20%以上。磁懸浮離心鼓風(fēng)機(jī)、空氣懸浮離心鼓風(fēng)機(jī)的核心部件——軸承的維修費用很高，維修周期長。

7? ? 結(jié)語

大量的應(yīng)用案例證明，雙螺桿無油鼓風(fēng)機(jī)高效節(jié)能，環(huán)境適應(yīng)性好，穩(wěn)定，耐用，性價比高。

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收稿日期：2021-03-02

作者簡介：孫芳（1980—），女，江蘇南京人，工程師，從事標(biāo)準(zhǔn)化研究工作。