螺桿式空氣壓縮機智能控制技術(shù)研究及實踐探討

郭達 殷海軍

摘要：近年來，我國的螺桿式空氣壓縮機制造技術(shù)已經(jīng)實現(xiàn)了長足的發(fā)展，螺桿式空氣壓縮機在我國的火力發(fā)電工程、化工行業(yè)、礦業(yè)開采等多種工業(yè)行業(yè)領(lǐng)域中均得到了普遍的應(yīng)用。當(dāng)前，國家關(guān)于空氣壓縮機的應(yīng)用更加注重應(yīng)用過程中的節(jié)能以及智能化控制要求，尤其是隨著現(xiàn)代化信息技術(shù)以及科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，相關(guān)行業(yè)更加注重螺旋桿空氣壓縮機的智能應(yīng)用，實現(xiàn)應(yīng)用過程中的節(jié)能降耗要求，并且能夠通過遠程監(jiān)控螺旋桿空氣壓縮機的運行狀態(tài)，最終實現(xiàn)無人值守也能夠自動化運行的目標，而螺桿式空氣壓縮機的智能化應(yīng)用，對于企業(yè)工業(yè)生產(chǎn)過程中的自動化發(fā)展以及智能化發(fā)展均具有重要價值。本文主要是分析了當(dāng)前工業(yè)精細化管理對于螺旋桿空氣壓縮機設(shè)備智能化控制的需求，并且就螺桿空氣壓縮機智能控制技術(shù)的設(shè)計方案以及應(yīng)用進行了探討，希望能夠為不斷推動螺桿空氣壓縮機的智能化發(fā)展提供參考意見。

關(guān)鍵詞：螺桿式空氣壓縮機;制冷控制技術(shù)研究;實踐應(yīng)用

空氣壓縮機的工作原理其實就是通過將機械能轉(zhuǎn)化為氣體壓力，從而對工業(yè)生產(chǎn)提供相應(yīng)的動力源。這種氣體動力源機械設(shè)備當(dāng)前已經(jīng)被我國廣泛地應(yīng)用在石油化工加工行業(yè)、機械制造生產(chǎn)行業(yè)、礦業(yè)開采行業(yè)、冶金行業(yè)、電力發(fā)電行業(yè)、電子產(chǎn)品制造行業(yè)、食品加工以及醫(yī)藥制造等多個行業(yè)領(lǐng)域中，并且發(fā)揮出了顯著的應(yīng)用優(yōu)勢。螺桿空氣壓縮機在我國從上個世紀80年代才開始發(fā)展，相對來說，發(fā)展起步較晚，并且發(fā)展的時間也較短，但是由于其優(yōu)良的應(yīng)用性能，該空氣是螺桿壓縮機一經(jīng)問世銷售量就逐年攀升。空氣動力螺桿式壓縮機不僅能夠應(yīng)用在傳統(tǒng)工業(yè)制造領(lǐng)域中，同時也在我國一些新興的發(fā)展領(lǐng)域展現(xiàn)出了優(yōu)良的應(yīng)用性能。但是隨著國家對于工業(yè)發(fā)展，綠色環(huán)保以及節(jié)能降耗的實際要求，企業(yè)在發(fā)展的過程中，螺桿式空氣壓縮機的自動化控制以及智能化發(fā)展要求也更加嚴格，因此，當(dāng)前螺桿式空氣壓縮機的智能化研究，以及在企業(yè)發(fā)展過程中的應(yīng)用成為行業(yè)領(lǐng)域中關(guān)注的重點問題。

一、工業(yè)發(fā)展管理對于螺桿式空氣壓縮機智能發(fā)展的實際需求

以我國礦山開采業(yè)為例，對螺桿式空氣壓縮機的智能化發(fā)展需求進行研究。在礦山開采行業(yè)中，用空氣壓縮機可以幫助生產(chǎn)以及開采時提供相應(yīng)的動力能源，尤其是在礦山開采過程中，發(fā)生曠哉變化時，必須能夠安全可靠的應(yīng)用空氣壓縮機的壓風(fēng)自救系統(tǒng)況下工作人員提供新鮮的空氣。但是當(dāng)前在礦山開采工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用中，螺桿式空氣壓縮機的控制只能依靠人為進行控制，但是在發(fā)生礦災(zāi)的情況下，人為操作會受到外界因素影響。而當(dāng)前礦產(chǎn)行業(yè)以及其他工業(yè)行業(yè)響應(yīng)國家綠色生產(chǎn)以及節(jié)能降耗的發(fā)展需求，對于螺桿式空氣壓縮機設(shè)備的安全運行以及智能化控制需求更加迫切，外加工業(yè)企業(yè)的用工成本不斷提升，為了實現(xiàn)人性化的管理，必須要推動螺桿式空氣壓縮機設(shè)備的智能化控制以及改造，從而幫助企業(yè)的發(fā)展，節(jié)約人力成本，實現(xiàn)智能監(jiān)控以及遠程控制的功能[1]。

二、螺桿式空氣壓縮機當(dāng)前的應(yīng)用現(xiàn)狀以及存在的問題

（一）運行過程中產(chǎn)生的噪音巨大，影響到職工人員的身心健康

當(dāng)前，雖然很多行業(yè)采用的螺桿式空氣壓縮機已經(jīng)采取了相應(yīng)的隔震技術(shù)以及降噪措施，但是螺桿式空氣壓縮機在運行的過程中依然會產(chǎn)生巨大的噪音，而監(jiān)督螺桿式空氣壓縮機的崗位工作人員在設(shè)備啟動、設(shè)備停運、設(shè)備正常運轉(zhuǎn)的情況下，需要定期對螺桿式空氣壓縮機的運行狀態(tài)進行檢查，這些工作人員長期處于噪音巨大的惡劣工作環(huán)境下，對其身心的健康發(fā)展造成了巨大的威脅。當(dāng)前，國家以及相關(guān)部門對于截肢工的身體健康，權(quán)益保障措施以及相關(guān)政策日益完善，尤其是對于一些長期處于惡劣操作環(huán)境下的工人，實現(xiàn)身體健康權(quán)益的保護更為重要，而當(dāng)前多數(shù)工業(yè)生產(chǎn)行業(yè)也正在推行人性化的管理，在這樣的條件下，如果能夠?qū)崿F(xiàn)螺桿式空氣壓縮機的智能化改造以及遠程控制，通過無人值守的方式就能夠?qū)崿F(xiàn)螺桿式空氣壓縮機的正常運轉(zhuǎn)，成為了保護職工身心健康的現(xiàn)實需求。

（二）無法及時地掌握螺桿式空氣壓縮機以及其備用設(shè)備的運行狀況

某企業(yè)采用螺桿式空氣壓縮機，在運行的過程中同時啟動了三臺空氣壓縮，該廠的運行方式主要是一臺設(shè)備用于運行，一臺設(shè)備備用，另外一臺設(shè)備處于檢修狀態(tài)。而在螺桿式空氣壓縮機運行的過程中，崗位值守人員需要定期巡工檢查，尤其是要注重檢查螺桿式空氣壓縮機運行過程中是否出現(xiàn)溫度變化、壓力不穩(wěn)定或機油泄漏等問題，并且需要崗位值守人員將螺桿式空氣壓縮機的設(shè)備運行狀態(tài)詳細地記錄在文案中，但是這樣的記錄方法根本無法實現(xiàn)對螺桿式空氣壓縮機運行異常狀態(tài)以及相關(guān)數(shù)據(jù)的實時反饋。除此之外，處在備用狀態(tài)下的螺桿式空氣壓縮機，如果不通過開機進行試運行，那么就無法確保該備用機在工作時不會發(fā)生故障問題，無法實現(xiàn)對在用設(shè)備以及備用設(shè)備故障異常狀況的實時監(jiān)測，從而影響到了工業(yè)生產(chǎn)活動的正常開展。

（三）螺桿式空氣壓縮機長期屬于空載狀態(tài)，資源浪費嚴重

螺桿式空氣壓縮機本身就屬于一種氣動設(shè)備，該設(shè)備在正常運行時用氣量會逐漸增加，但是在工人交接班時并不需要大量用氣。但是很多工廠交接班為了能夠減少對于螺桿式空氣壓縮機的啟動次數(shù)，導(dǎo)致螺桿式空氣壓縮機在沒有關(guān)停的狀態(tài)下時常屬于空載狀態(tài)，在這一期間，雖然空氣壓縮機不供給壓縮空氣，但是依然會消耗大量的電能，造成了嚴重的資源浪費問題[2]。

三、螺桿式空氣壓縮機智能化控制技術(shù)的設(shè)計以及應(yīng)用

（一）通過與互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備互通互聯(lián)，實現(xiàn)無人值守的自動化控制功能

當(dāng)前，隨著現(xiàn)代化互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)，人們已經(jīng)進入了通信發(fā)展時代。而這些技術(shù)的出現(xiàn)，也極大地改變了人們的生產(chǎn)生活方式。為了實現(xiàn)螺桿式空氣壓縮機的智能化運行，可以應(yīng)用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將空氣壓縮機的進水電動球閥、冷卻風(fēng)機、各類型監(jiān)測攝像設(shè)備以及關(guān)于壓力及溫度多種傳感器與plc控制器、工業(yè)以太網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)，這樣就能夠通過互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備對螺桿式空氣壓縮機的運行狀態(tài)進行實時動態(tài)的監(jiān)測，可以通過后臺數(shù)據(jù)實時地觀測到螺桿式空氣壓縮機的進水溫度、儲氣罐壓力、水池液位、運行過程中應(yīng)用的電流參數(shù)等等，如果螺桿式空氣壓縮機在運行時出現(xiàn)異常狀況，傳感器設(shè)備將會自動檢測到異常數(shù)據(jù)并且引發(fā)警報信號[3]。超過一定參數(shù)值時螺桿式空氣壓縮機將會自動切斷電源，從而實現(xiàn)對該機械設(shè)備運行過程中的智能化監(jiān)測以及安全化管理。該系統(tǒng)具有遠程控制、集中化控制以及實時控制這三種模式，在無人值守的狀況下，通過遠程調(diào)度室就可以實現(xiàn)對螺桿式空氣壓縮機的自動控制，而在運行機房中，也能夠通過現(xiàn)場人工操作的方式實現(xiàn)就地控制，另外，還可以在系統(tǒng)運行之前，預(yù)先設(shè)定好運行過程中正常參數(shù)程序，通過傳感器檢測參數(shù)是否超過規(guī)定值，從而進行集約化的控制和管理[4]。

（二）通過變頻改造方案，實現(xiàn)螺桿式空氣壓縮機節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用

變頻改造技術(shù)能夠有效地控制螺桿式空氣壓縮機在運行過程中水泵以及其他負荷經(jīng)常變化的內(nèi)部設(shè)備。變頻改造技術(shù)主要是通過在螺桿式空氣壓縮機的相關(guān)零部件附近加裝變頻器，從而有效地改變電機的運轉(zhuǎn)速度，這樣就能夠有效地實現(xiàn)電機的軟啟動功能，從而達到節(jié)約電能的目的。通過這種軟啟動以及軟停機的控制功能，能夠有效地避免螺桿式空氣壓縮機機組長時間屬于卸載運行狀態(tài)，同時，在啟動的過程中也不會產(chǎn)生較大的電流沖擊，有效地提升了與之相連接的電氣設(shè)備使用壽命[5]。與此同時，這種軟啟動過程還能夠降低機械內(nèi)部零部件的沖擊，減少零部件之間的磨損問題，也為后續(xù)螺桿式空氣壓縮機械設(shè)備的維護以及管理提供了便利。根據(jù)某工業(yè)企業(yè)對螺桿式空氣壓縮機智能化改造前后的電力費用進行計算發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過智能化改造后的空氣壓縮機在運行過程中每年節(jié)省電力費用11萬元，由此可見，智能化控制系統(tǒng)對于螺桿式空氣壓縮機應(yīng)用過程中節(jié)能降耗功能[6]。

結(jié)語：

綜上所述，螺桿式空氣壓縮機是我國當(dāng)前工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用最為常見的一種氣動設(shè)備，但是該設(shè)備在運行的過程中依然存在資源消耗量較大、不利于值守人員身心健康的問題，而通過對螺桿式空氣壓縮機智能化控制系統(tǒng)的應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)對空氣壓縮機的遠程控制以及節(jié)能降耗功能，從而有效地推動了工業(yè)設(shè)備的自動化發(fā)展。

參考文獻：

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[4]耿殿君，趙東旭.探析螺桿式空氣壓縮機的運行及維護[J].化工管理，2020，36：163-164.

[5]張雷.螺桿式空氣壓縮機運行常見故障分析及處理策略[J].化工設(shè)計通訊，2021，4701：64-65.

[6]宋志宏.螺桿式移動空氣壓縮機智能監(jiān)控系統(tǒng)研發(fā)[J].機械管理開發(fā)，2018，3108：15-17.