1.对喷油螺杆空压机进行系统理论分析首先总结空压机的分类及功能,确定喷油螺杆空压机工作时各部分设备可利用热量的分布及占比。

2.对空压机余热利用进行可行性理论计算。一般来说,空压机工作时是多变指数压缩过程,对此过程的热量分析,可论证换热设计是否可行。

3.总结余热回收利用的影响变量通过对相关文献的查询,目前可知排气温度与喷油量,喷油温度对回收效率影响较大。

4.对特定喷油螺杆空压机进行换热器设计本文针对特定空压机及其工作参数进行换热器设计,计算出换热量及换热器的结构形式,并对压降校核。

5.针对涉及的空压机热回收换热器进行经济型评估本文对换热设备节省能源进行计算,与未改变时花费的资金对比,得出本设计的经济效果。

6.利用高温压缩空气使转轮除湿机吸附剂再生

第二章 空压机热量系统分析

2.1螺杆空压机类型介绍

目前现在使用的空压机有很多种,比如喷油螺杆空压机,也有部分行业因对空气油分含量的严格限制,使用无忧螺杆空压机;也有将空压机按照设计结构和应用场合的不同,将空压机分为封闭式,移动式,固定式等等。虽然螺杆式空压机在外形和应用环境上不经相同,但它们的基本原理都相同:自然空气通过过滤净化后被吸入空压机内两根相互啮合的阴阳螺杆通道内,当阴阳螺杆旋转使通道内体积最大化时,通道进口啮合关闭,通道随着阴阳螺杆的啮合向前移动,到最顶端时体积逐渐变小,压缩到一定体积后,工作室顶端打开,压缩好的空气被释放出来。其内部结构如图2-1。

图2-1螺杆空压机内部结构图[18]

空压机工作循环过程如下:

(1)进气过程:空压机内置电动机启动,带动阴阳转子转动,二者之间的齿沟逐渐扩大,压力差的推动下,将过滤好的空气吸入齿沟空间。继续转动,此空间达到最大值,并将进气口封闭,近期过程结束。

(2)压缩过程:阴阳螺杆继续转动,前后啮合处向排气口平行移动,体积不变,这样将封闭空气向另一端移动。随着前端啮合线消失,封闭空间逐渐变小,发生内部空气的压缩。

(3)排气过程:当内部空气压缩到一定压力时,排气端面的排气口与啮合面相遇,此时压缩空气由于工作腔变小而引起的压差或者会排出工作腔,直至完成排气过程。此时工作腔容积为零,而次啮合线后形成的工作腔达大值,又一个循环开始。

相对于离心式空压机,活塞式空压机等等,螺杆式空压机在某些方面具有很大优势,如:

①相对活塞式空压机,螺杆式空压机则进排气均匀无周期性波动,这样整栋摩擦小,工作可靠性较高。

②工作压力相对较高,经中间冷却后可多级压缩。

③每循环排气时后啮合面可推得动排气,故排气均匀可靠。

④螺杆式运动部件无摩擦,不易受损,故工作寿命相对较长。缺点为:

①螺杆运动需要相互啮合,这样会产生噪音,故在设计时需要考虑减噪。

②相对离心式与活塞式空压机,螺杆式空压机单次压缩量较小。

③由于工作腔需要螺杆啮合密封,在高压下保持一定密封程度,这就需要较高的加工精度,提高了生产成本和时间。

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