喷油螺杆压缩机变频改造后冷却系统说明本文主要对变频螺杆喷油压缩机的喷油量和冷却系统进行说明，优化参数设计，使得压缩机更为高效、节能地运行。螺杆压缩机的排气温度干式螺杆压缩机和喷油螺杆压缩机的排气温度有着很大的不同，干式机器的排气温度主要取决于介质物性和运行压比，而喷油螺杆压缩机的排气温度则主要取决于喷入的液量和温度。喷油螺杆压缩机的排气温度需要控制在一定的范围内，因为当排气温度过高时，压缩机中为考虑膨胀影响而留的间隙越大，压缩机的效率就会降低。排气温度过高也会导致更多的润滑油处于气相，增加油分离的困难。另外排气温度过高还会降低油的寿命，发生氧化、碳化或分解现象。当排气过低，温度低于露点温度时，油气混合物中会析出水分，使得润滑油发生乳化现象。喷油螺杆压缩机的喷油量通常不会随压缩机的转速变化而变化，当转速过高或过低时，可能导致压缩过程中油与气体质量比超出许可范围。当油量过多时，会引起过多的扰动损失；而当油量过少时，又会导致泄漏过大。当压缩机在低转速运行时，摩擦产生的热量变少，如果冷却系统和工频运行时一样工作，则会导致排气温度过低，如果排气温度低于工作压力下的露点温度，则会导致水析出，进而使油乳化。因此，在对螺杆压缩机进行变频改造时，其喷油量和油冷却量是影响其性能和可靠性的重要因素，应该对其进行重点考虑。下图1为变频改造后螺杆压缩机的系统图图1系统图为了研究喷油量和油冷却量对螺杆压缩机性能的影响，通过改变变频器的频率以改变压缩机的工况，通过改变油冷却器的冷却面积以改变压缩机的排气温度，通过调节螺杆压缩机机头的滑阀以改变喷油量。实验结果及讨论1、喷油量对压缩机性能的影响为了解决低频工作时排气温度过低的问题，尝试减少喷油量，使相对喷油量减少到9.15～12L/m³，研究排气温度和比功率与工作频率之间的关系。图2为压缩机单位喷油量与工作频率之间的关系，图3为压缩机比功率与工作频率之间的关系，图4为压缩机排气温度与工作频率之间的关系。图2喷油量与工作频率的关系图3比功率与工作频率的关系图4排气温度与工作频率的关系由图2、图3和图4可知，当减小压缩机的喷油量时，排气温度增加，其增加的幅度随工作频率的增加而减小，工作频率在15～25Hz时，其排气温度低于露点温度。当减小压缩机的喷油量时，比功率增加，其增加的幅度随工作频率的增加而减少。减少喷油量没有解决低频时排气温度过低的问题，同时使得压缩机的效率降低。所以，在设计压缩机系统变频改造时不考虑减少压缩机的喷油量。2、油冷却量对压缩机性能的影响为了解决低频工作时排气温度过低的问题，在减少喷油量解决不了问题的时候，通过改变油冷却器的换热面积来改变排气温度。图5为不同的油冷却器换热面积时，压缩机的比功率与工作频率之间的关系。图5比功率与工作频率的关系图6排气温度与工作频率的关系由图5和图6可知，比功率和排气温度随换热面积的减小而增加。15Hz时的排气温度为68.2℃，此时的环境温度为26.4℃，以湿度100%计算的露点温度为67.3℃，即减少换热面积可以解决低频工作温度过低的问题。在低频时（15～30Hz），压缩机比功率平均增大6.6%；在高频时（35～50Hz），压缩机比功率平均增大2.5%。在高频时不存在排气温度过低的问题，所以在设计变频系统时，高频率时不减少冷却量，低频时减少冷却量，减少的标准以排气温度高于当时的露点温度为原则。3、冷却系统优化设计在变频系统中减少喷油量没有益处，所以在优化喷油及冷却系统时，不改变供油系统，只考虑优化冷却系统。当压缩机低频运行时，排气温度可能低于露点温度，发生析水现象，进而导致润滑油乳化；当压缩机高频运行时，排气温度可能过高，导致润滑油碳化，进而降低整机的性能和可靠性。因此，必须把压缩机的排气温度控制在一个合理的范围内，避免上述现象的发生。压缩机的露点温度与进气温度、进气压力、排气温度及排气压力有关，可通过温度传感器和压力传感器将检测的温度和压力信号送至处理器进行运算，得出压缩机当前工况下的露点温度与排气温度进行比较，根据比较结果控制润滑油油温，从而控制排气温度。根据有关的资料，喷油将带走相当82%压缩机总功率的热量，故压缩空气排气温度的高低与喷油温度有关。控制油温有两种方式：1）可通过变频控制电机驱动的冷却风扇实现。当排气温度过高时，增加工作频率，进而降低润滑油温；当排气温度过低时，减小工作频率，进而升高油温。2）可通过温控阀来控制入口旁通管道直接流过油过滤器流量实现。当排气温度过高时，减小旁通管道的流量，进而增加进入油冷却器管道流量，实现降低润滑油温；当排气温度过低时，增加旁通管道的流量，进而