螺杆压缩机的经济器
螺杆压缩机原理及故障分析
3）、Compair/Demag康普艾/德马格（以下简称Compair）
Compair是一家英国公司，主要以生产滑片式空压机（≤50 HP）而闻名 于业内。目前，并无资料显示其赢利来源。近年来，Compair 陆续并购了德 国Demag的螺杆式空压机部门和美国的Leroi空压机公司而成为全球性空压机 公司。 Compair在1993年设立了上海工厂，但目前其在中国国内的全国性销售 网络尚未建立，故并未具有很大影响。 Compair 的优势在于：a、滑片机的便宜；b、 Demag的螺杆机亦有价格 上的优势； c、产品品种的齐全；d、在中国国内设立有工厂。 Compare的劣势在于：①、产品品质一般；②、营销网络的不健全；③ 、知名度不够。
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1.4螺杆压缩机应用行业
螺杆式空压机在现在的工矿行业中得到了广 泛的应用，主要分别在机械、冶金、发电、汽车 、造船、纺织、化工、石化、电子、造纸、食品 、等行业中得到的广泛的应用。
1.5主要厂家
1）、Atlas Copco阿特拉斯、柯普科（以下简称AC） AC是一个跨国集团，总部在瑞典，空压机生产企业只是其下属一个集团。 由 于多年的不断收购，AC几乎能生产各种形式的空压机，颇负盛名。估计其在全 球的占有率最高。 AC主要生产有油螺杆空压机，在全球有多个工厂，在中国无锡亦设有工厂。 AC在中国国内主要依靠其分公司销售，AC在北京、上海、广州等重要城市均设 有分公司。 AC最 大优势在于知名度，对于重要项目能采取灵活价格。 AC的劣势在于服务品质较差，服务费用高，同时对于小项目的关注不多。 AC目前是国内最赢利的无油螺杆空压机。
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泄漏三角形
形成： 高压基元容积内气体向较低压力 基元容积泄漏，其泄漏面形状接近空 间曲边三角形，称为泄漏三角形，又 称轴向泄漏。
烟台冰轮LG20BL螺杆式制冷压缩机组说明书摘录
凯添调峰站烟台冰轮预冷机型号：：LQJZ380T天然气冷却机组LG20BL 螺杆式制冷压缩机LG20BL YF JZ制冷压缩机机组---产品特点：1.效率高，节能，COP增加了约8％。
2.烟台冰轮的专利转子生产运行平稳，效率高，噪音低。
3.的烟台专利容量控制装置实现了灵活和精确的控制。
4.烟台专利设计降低了噪音和振动。
5.正循环油控制6.烟台专利高效率的热交换管7.可靠性和稳定性制冷剂R717 R22排气压力MPa 低于1.67 低于1.67对应的饱和温度°C 低于45 小于46吸入压力Mpa -0.045-0.57 -0.017-0.62对应的蒸发温度°C -45-12.5 -45-12.5机油压力MPa 0.1-0.3高于出口压力油温度°C冷却水入口温度°C冷却水流量偏差LG20BL螺杆式制冷压缩机参数：项目单位LG20BL制冷剂R717/R22压缩机理论流量1486 产能控制范围制冷量高温工况1724/1577 中温工况957/914低温工况带有经济器346.8/384无290/307电机的额定功率高温工况315中温工况315低温工况250/280电制1：高温工作条件是指40℃/ 5℃，中间温度是指40°C/-10°C，和低的温度是指40°C/-35℃。
带经济器时，液体出口的温度比补气压力对应的饱和温度高5。
油冷却器的冷却水进口温度为33℃，入口/出口的水的温度差为5℃。
2 （）的数据为制冷剂冷油机组参数。
原理图中液冷油冷却器经济器疑有误，均只有一进一出，怀疑经济器与液冷油冷却器应为一体，参见下图：且回气不应到压缩机出口管道。
经济器的原理及结构(是否就是：烟台冰轮工艺流程图上的液冷油冷却器，即压力容器图纸的油冷却器) 配经济器的系统中，从冷凝器或贮液器出来的液体，并不直接送节流阀节流，而是首先进入经济器冷却器中进一步冷却，出来后的液体工质的温度可下降数十度，制冷量将得到提高。
螺杆式制冷压缩机组与循环系统
螺杆式制冷压缩机组与循环系统螺杆式制冷压缩机组与循环系统？1、螺杆制冷压缩机组螺杆压缩机工作时要不断向工作腔喷入润滑油，起着润滑、冷却、密封和消声作用，以及润滑主轴承、止推轴承、轴封的润滑油，推动油活塞、平衡活塞的压力油，这些油最后和高压气体混合着排出压缩机。
这些油必须分离出来，经过冷却、过滤、加压后循环使用。
为防止制冷系统中的杂质随吸气进入压缩机对转子、机体造成磨损，必须设置吸气过滤器。
①吸气过滤器吸气过滤器主要由壳体和金属过滤网等组成。
壳体上安装吸气温度计、压力表和加油阀。
加油阀是机组运行时加油的部位。
注意事项：拆卸端盖时防止被弹簧弹出伤人；安装时应注意过滤网一端的胶圈是完好的，如破损或变形应更换。
加油时通过调节吸气截止阀使吸气压力稍低于大气压，通过油管将油吸入，操作应缓慢开展。
对于氟利昂机组，蒸发温度比较低时，如果系统含水量比较大时，过滤器会出现冰堵现象。
可以通过更换干燥过滤器滤去水分，也可以通过吸气过滤器过滤水分。
如何判断和操作。
②油分离器螺杆压缩机组的油分离器主要有立式和卧式两种，并且以填料式为主。
我公司目前普遍采用卧式二级油分、三种分油方式，分油效率高，可达10PPm.油分离器并且也是压缩机、电机的根底，使机组构造紧凑。
油分内部分隔成三个腔，靠压缩机一侧桶体是保持油位的，其外部壳体上有两个上下布置的视油镜，是监视油位高度（自动机组有油位控制器）。
靠电机一侧的桶体是安装二次油分高效分油滤芯的，其外侧也有一个视油镜，根据油位判断是否采取回油措施。
注意事项：油位控制：两个视油镜之间；分油滤芯前后部分筒内的回油操作油加热器的作用；分油滤芯如果污染严重，会增加排气阻力，耗功增加，效率降低，应当更换；因为油分长度较长，受温度、振动的影响会产生应力变形，使电机和压缩机的同轴度改变，压缩机初期运行时应随时调整同轴度。
具体间隔时间由前次找正时测得的偏差植决定。
③油冷却器油分分离出来的润滑油因为吸收摩擦热及气体的热量而使温度升高（接近排气温度）。
图解开启式螺杆制冷压缩机
图解开启式螺杆制冷压缩机单级螺杆式制冷压缩机组：螺杆式制冷压缩机组主要部件：压缩机、油分离器、油冷却器、油泵、油压调节阀、吸⽓过滤器、油过滤器、吸排⽓截⽌⽌回阀、经济器（带经济器机组）、补⽓过滤器（带经济器机组）、电控、电机和联轴器等。
螺杆式压缩机：单级螺杆压缩机结构：螺杆压缩机部件组成：机体，转⼦，主轴承，轴封，平衡活塞，能量调节装置。
机体：组成：螺杆机机体分为三段，分别是吸⽓端座、汽缸体和排⽓端座。
结构：吸⽓端座，端⾯上开有吸⽓孔⼝，低温低压的制冷剂⽓体由此进⼊。
两个轴承孔承担转⼦重⼒，下部孔腔为滑阀导管移动通道。
油缸体内安装油活塞，油活塞在其内移动为能量调节提供动⼒。
汽缸体：端⾯有呈∞形的转⼦⼯作腔，与两个转⼦的端⾯贴合形成端⾯密封。
下部为滑阀移动腔。
外壁上铸有加强筋板，壁内铸有油⽓通道。
排⽓端座：排⽓端座也设有⽀撑阴阳转⼦的轴承孔，下部铸有排⽓腔，在靠近汽缸体的端⾯上开有排⽓孔⼝，与排⽓腔相同。
转⼦：结构：转⼦是⼀对平⾏放置的并相互啮合的螺杆，螺杆上具有特殊的螺旋齿型，其中具有凸齿型的称为阳转⼦，具有凹齿型的叫阴转⼦。
线特点--双边⾮对称全圆弧包络型线：转⼦直径相近，承载能⼒⾼。
双边：型线在转⼦节圆内外。
齿间⾯积⼤，⾯积利⽤系数⾼，容积效率⾼。
⾮对称：齿顶中⼼线两边。
泄漏三⾓形⼩，是对称型线的1/10。
全圆弧：没有点、直线、摆线，全部采⽤圆弧、椭圆、抛物线。
实现带密封，利于形成润滑油⾯，减少齿⾯磨损。
转⼦采⽤⾼强度球墨铸铁，疲劳强度⾼，耐磨减振,综合性能好。
转⼦加⼯采⽤磨削加⼯，相⽐铣削加⼯具有没有样板误差、没有⼑具误差、没有⼑具磨损、准确⽆误实现理论型线等优点。
转⼦平衡试验：⼯作原理：压缩机内的⼀对相互啮合，按⼀定传动⽐旋转的阴、阳转⼦，产⽣周期性的V型齿间容积变化，完成制冷剂⽓体的吸⼊、压缩和排出。
⼯作过程：（下附动图）滑动轴承：滑动轴承⼜称为流体动⼒轴承，是指轴被油膜⽀撑起来，不存在机械磨损部件，只要轴承被充以适当粘度和品质的润滑油，⼯作在适当的压⼒和温度下，⽆所谓轴承寿命。
双螺杆压缩机简介
双螺杆压缩机简介一、工作原理螺杆式(即双螺杆)制冷压缩机具有一对互相啮合、相反旋向的螺旋形齿的转子。
其齿面凸起的转子称为阳转子，齿面凹下的转子称为阴转子。
转子的齿相当于活塞，转子的齿槽、机体的内壁面和两端端盖等共同构成的工作容积，相当于气缸。
机体的两端设有成对角线布置的吸、排气孔口。
随着转子在机体内的旋转运动，使工作容积由于齿的侵入或脱开而不断发生变化，从而周期性地改变转子每对齿槽间的容积，来达到吸气、压缩和排气的目的。
互相啮合的转子，在每个运动周期内，分别有若干个相同的工作容积依次进行相同的工作过程，这一工作容积，称为基元容积。
它由转子中的一对齿面、机体内壁面和端盖所形成。
只需研究其中一个工作容积的整个工作循环，就能了解压缩机工作的全貌。
螺杆式制冷压缩机的运转过程从吸气过程开始，然后气体在密封的基元容积中被压缩，最后由排气孔口排出。
阴、阳转子和机体之间形成的呈"V"字型的一对齿间容积(基元容积)的大小，随转子的旋转而变化，同时，其空间位置也不断移动。
图1表示了基元容积的工作过程。
图1(1)吸气过程转子旋转时，阳转子的一个齿连续地脱离阴转子的一个齿槽，齿间容积逐渐扩大，并和吸气孔口连通，气体经吸气孔口进齿间容积，直到齿间容积达到最大值时，与吸气孔口断开，齿间容积封闭，吸气过程结束，如图3-1(a)所示。
值得注意的是，此时阳和阴转子的齿间容积彼此并不连通。
(2)压缩过程转子继续旋转，在阴、阳转子齿间容积连通之前，阳转子齿间容积中的气体，受阴转子齿的侵入先行压缩；经某一转角后，阴、阳转子齿间容积连通，形成"V"字形的齿间容积对(基元容积)，随两转子齿的互相挤入，基元容积被逐渐推移，容积也逐渐缩小，实现气体的压缩过程，如图3-1(b)所示。
压缩过程直到基元容积与排气孔口相连通时为止，如图3-1(c)，此刻排气过程开始。
(3)排气过程如图3-1(d)所示，由于转子旋转时基元容积不断缩小，将压缩后气体送到排气管，此过程一直延续到该容积最小时为止。
螺杆压缩机
2. 转子的齿数和扭转角
转子的齿数和压缩机的输气量、效率及转子的刚度有很 大关系。通常转子齿数越少，在相同的转子长度和端面 面积时，压缩机有较大的输气量。(p166) 转子的扭转角是指转子上的一个齿在转子两端端平面上 投影的夹角，如图 3-17 所示，它表示转子上一个齿的扭 曲程度。(p171)
第二节
结构及基本参数
一、主要零部件的结构 螺杆式制冷压缩机的主要零部件包括机壳、 转子、轴承、平衡活塞、轴封及输气量调节装置 等。
1 端它 螺 座由 及机杆 机 两体式 壳 端（制 端气冷 盖缸压 组体缩 成）机 ，、的 如吸机 图 壳 所气一 示端般 。座为 、剖 排分 气式 。 1—吸气端盖 .
(1)普遍采用内容积比调节机构 图3-25所示是按三种内容积比Vi=2.6、3.5、5开设的排气 孔口，在工况变化时，通过内容积比调节所得到的压缩机 在全负荷时轴功率的提高率。
（2）采用单机双级压缩 制冷装置采用两级压缩系统， 设备费用较高，因此，如日本日立制作所、瑞典Stals 等公司研制了单机双级螺杆式压缩机，如图 3-26 所示。
SRM对 称齿形
几种齿形的面积利用系数
SRM不对 称齿形 单边不对 称齿形 Sigma 齿形 CF齿 形
齿形名称
阴阳转子 齿数比 z2:zl
X齿形
6:4
0.472
6:4
0.52
6:4
0.521
6:4
0.56
6:5
0.417
6:5
0.595
面积利用 系数Cn
当转子的扭转角大到某—数值时，致使转子的齿间容积 不能完全充气。考虑这一因素对压缩机输气量的影响，用 扭角系数C表征。表3-3列出了阳转子扭转角1与C的对应 关系。
经济器介绍
经济器是个换热器，通过制冷剂自身节流蒸发吸收热量从而使另一部分制冷剂得到过冷。
经济器很多时候用于二次进气螺杆压缩机制冷系统中，在蒸发温度比较低（-25℃以下）的工况下，普通单级螺杆压缩机的效率降低、制冷量减小、排气温度较高，采用经济器补气循环，能改善单级螺杆压缩制冷循环的效率，提高制冷量，降低压缩机排气温度。
经济器的使用可使单级螺杆压缩机应用范围更广，更经济。
2 螺杆经济器氨用经济器（1）氨用经济器为满液式换热器，一部分氨液节流后在管外蒸发后进入压缩机补气口，另一部分氨液在管内被过冷。
氟用经济器（2）氟用经济器为干式换热器，一部分氟里昂液体节流后在管内蒸发后进入压缩机补气口，另一部分氟里昂液体在管外被过冷。
3 原理来自冷凝器的高压液态制冷剂在进入经济器后，分为两部分一部分通过节流来吸收另一部分的热量膨胀的方式进一步冷却去降低冷一部分的温度，其中一部分稳定下来的过冷液体通过丙烷供液阀直接进蒸发器制冷，而另一部分未冷却的气态丙烷通过经济器与压缩机的连通线，重新进入压缩机继续压缩，进入循环。
它巧妙通过膨胀制冷的方式来稳定液态制冷介质，以提高系统容量和效率。
A. 热回收器,或称回热器: 利用系统内需要冷却的工质加热需要升温的工质。
B. 在离心式和螺杆式制冷机组中，将级间节流后生成的闪发蒸气引至相应级中压缩，以减少压缩机功耗的系统。
经济器相当于一个蒸发器，基本原理是将一次节流中所产生的中间压力的气体引至压缩机相应部分的压缩腔内，同时在经济器内将冷凝器出来的制冷剂进行再冷却，从而达到增加制冷量，提高制冷系数的目的。
在采用经济器的螺杆式制冷压缩机的机体上有一个补气口接口，从冷凝器出来的液体制冷剂经过节流进入经济器，并在经济器中闪发成中间压力的气体，然后通过补气口进入压缩机，同时将在经济器盘管里的液体制冷剂过冷，由于被过冷的液体制冷剂，其单位制冷量比没有过冷的液体制冷剂大，因为补气口是开设在螺杆齿槽吸气结束之后，所以并不影响螺杆的吸气量。
经济器的选型及使用探讨
经济器的选型及使用探讨李宪光【摘要】本文介绍了制冷系统常用的经济器的一些类型,螺杆压缩机在应用配套经济器时不同工况的一些计算数据和使用方法.【期刊名称】《制冷》【年(卷),期】2011(030)004【总页数】6页(P24-29)【关键词】经济器;螺杆压缩机;制冷【作者】李宪光【作者单位】广州市粤联水产制冷工程有限公司,广州510300【正文语种】中文【中图分类】TQ051.5对于制冷螺杆压缩机在低温速冻工况下所使用的经济器,不少制冷行业的技术人员都把这种设备理解为只不过是某种意义上的热交换器。
但从制冷工艺的角度来看,某种意义上的热交换器只是这种容器的一个方面,而在另一方面,它还有其他形式的工作方式。
特别是,我们认为经济器在冷库的自动控制运行中起了很关键的作用,特别适合用于符合我国国情的冷库半自动控制运行。
本文对这种容器的讨论,仅限于以我们所收集的相关内容及数据和这几年的实践经验所得出的一些结果,不作严格意义上的结论。
1 经济器的类型在我们接触的冷冻冷藏食品加工所使用的制冷螺杆压缩机中,主要有三种类型的经济器:闪发式经济器 (A flash tank economizer)、直接膨胀热交换器(DXshell&tube economizer)以及壳管式热交换器 (Shell&coil economizer)。
它们的特点各有不同。
1.1 闪发式经济器 (A flash tank economizer)它的英文原文定义是:A flash tank economizer containing a first expansion device to expand high pressure refrigerant from a system condenser to an intermediate pressure and a second expansion device for further expanding liquid refrigerant at the intermediate pressure that has collected in the tank to a desired low pressure for delivery to the system evaporator.Vapor phase refrigerant produced by the first expansion in the tank is injected back into the system compressor at the intermediate pressure(闪发式经济器是一个把从冷凝系统出来的高压液体进行第一次膨胀后收集贮存的容器,并通过这个容器把第一次膨胀后制冷剂送到所需低压作二次节流的蒸发器中。
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经济器的应用
一、概述
螺杆压缩机的标准设计包含经济器（ECO）运行的配置。
这种模式的制量和效率经过冷循环或两级制冷循环得到提升。
特别是在高冷凝温度与低蒸发温度工况下，其节能效果更明显。
螺杆机独特的经济器接入口，控制在最佳压缩比之下，直接将气体带回压缩机进行再压缩。
经济器分为两种：一种是过冷循环经济器，另一种是两级制冷剂降压的、特别适用于满液式蒸发器的蒸发桶式经济器。
现主要介绍过冷循环经济器
二、过冷循环经济器的运行
这种运行模式一般用一个热交换器作为液体过冷器。
从冷凝器来的一部分冷媒通过中间膨胀阀进入过冷器，并与逆流来的高压液态制冷剂进行热交换（液态制冷剂被过冷）吸热后蒸发，蒸发后的过热蒸气通过压缩机的经济器接口进入中间压缩段压缩。
由于中间补气是在吸气过程后进行的，因此对吸气量没有影响，制冷量增加是由于单位制冷量的增加。
然而中间补气后，被压缩的气体量增加了，所以压缩功也略有增加。
结果表明，蒸发温度越低，带经济器螺杆比单级螺杆的制冷量增加的越多，而功率则增加的很少，也就是说，蒸发温度越低，单位轴功率的制冷量越大。
风冷热泵机组在低温环境下制热时，压缩机的压比会增加，进而影响压缩机的容积效率，减少制冷剂的循环量。
采用经济器循环，在螺杆机的相应部位，通过经济器，补一部分气体给压缩机。
由于补气，一方面可提高压缩机的输气能力，另一方面也能增加液体过冷度，使机组在低温环境制热从单级压缩机组变成一个小双级压缩的机组，从而提升机组的制热效率，温度越低，经济器效果越明显。
经测试，可提升制热能力15%左右，效率提升8%。
这种运行模式下过冷的冷媒液体压力仍为冷凝压力。
至蒸发器的管路除了保温要求外，还要注意管路的震动设计，以避免经济器运行中因压力变化而致使管路震荡。
经济器螺杆压缩机的单级压缩比大，与双级压缩的螺杆系统相比较，占地面积小，操作简单，容易控制。
从压缩机的性能分析，经济器螺杆在-30℃低温工况下，几乎与双级压缩螺杆系统的制冷效果相同，因此在-30℃低温工况下，经济器螺杆压缩机循环，完全可以取代双级的螺杆压缩机循环。
螺杆压缩机增加经济器后，主要是由于经济器中液体过冷，制冷量增大。
液体过冷产生的效果与制冷剂的性质有关，在相同工况下，对那些液体比热容小（即饱和液体线较陡）、气化潜热也比较小的制冷剂，液体过冷的效果最好。
在蒸发温度要求低于-30℃，而且连续运行的条件下，经济器螺杆压缩机由于内容积比过高和排气温度高等原因，从节能的观点考虑，仍应采用双级压缩的螺杆压缩机制冷循环。
三、系统建议
1、过冷器的设计应确保在压缩机停机时，既不会有液态冷媒也不会有润滑油直接进入压缩机；
2、在关闭经济器期间或关机时，须通过上升的管路设计和单向阀，来防止压缩机高压气体与润滑油经由管路倒流回过冷器；
3、经济器的接口直接通向转子，因此必须保持过冷器和管路的高度清洁，否则异物进入压缩机会导致压缩机的直接破坏。
4、由于压缩机的振动有固有频率，管路配置须避开压缩机运转频率（50Hz）之15%左右范围。
四、相关附件
1、过冷器
管壳式、板式换热器均可用作过冷器。
过冷器性能数据的选取需按照压缩机选型软件中的相关技术参数来设定。
◆过冷器负荷◆经济器冷媒流量◆经济器冷媒饱和温度◆液态冷媒温度
◆过冷器设计相对温度值的选择◆液态冷媒入口温度◆液态冷媒出口温度2、热力膨胀阀
液态过冷器膨胀阀的选择，取决于：◆过冷负荷
◆蒸发温度相对于经济器的中间温度
◆阀的过热度应调整为10K，防止在接通过冷循环和有负载波动时的不稳运行
◆如果在部分负荷时（50%）也运行过冷循环，要考虑膨胀阀大小的选择3、控制
在启动后达到稳定运行状态前，过冷循环可以用a、时间延迟；b、吸气压力之设计来接通，保证压缩机的稳定运转。
五、过冷式经济器应用图（见汉钟之技术手册P45，P46）。