工業(yè)應(yīng)用中，由螺桿式壓縮機(jī)生產(chǎn)的壓縮空氣有多種不同的質(zhì)量等級(jí)，保證了從機(jī)械加工到房屋建筑等不同工業(yè)應(yīng)用的要求。但由于其所消耗的能源高達(dá)企業(yè)總費(fèi)用的75％左右，因此在能源價(jià)格不斷上漲的趨勢(shì)下，減少螺桿壓縮機(jī)的能耗就成為一項(xiàng)非常有意義的工作。螺桿式空氣壓縮機(jī)的生產(chǎn)廠商也都在努力嘗試著如何實(shí)現(xiàn)機(jī)械能或者電能向熱能轉(zhuǎn)換的理想途徑，以減少壓縮空氣生產(chǎn)中的能源消耗。為了實(shí)現(xiàn)較高的能源利用率，不僅要考慮到壓縮機(jī)所有的固定零部件，而且也要考慮壓縮機(jī)中那些可以更換的零部件，例如空氣濾清器、機(jī)油過(guò)濾器以及油霧器等。這3個(gè)元器件構(gòu)成了一個(gè)相互關(guān)聯(lián)的過(guò)濾鏈。
高效的研發(fā)設(shè)計(jì)工具
40多年來(lái)，一直從事空氣壓縮機(jī)中油霧器的研發(fā)和生產(chǎn)。其研發(fā)工作的重點(diǎn)是：在功率提高的同時(shí)減少殘留油量、延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命并提高效率。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，使用了現(xiàn)代化的軟件工具。減少壓縮空氣壓力損失的優(yōu)化工作已經(jīng)在最早的研發(fā)項(xiàng)目中得到解決，如利用CFD模擬軟件工具解決（圖）。模擬時(shí)，利用圖像中的不同顏色表示流速，在流速高時(shí)帶來(lái)的壓力損失也就相對(duì)較大。通過(guò)設(shè)計(jì)改進(jìn)可以有目的的對(duì)發(fā)現(xiàn)的薄弱部位進(jìn)行改進(jìn)，避免壓力損失。同時(shí)，模擬分析也表明，即使是在微米級(jí)和超微米級(jí)大小的油霧或粉塵顆粒范圍內(nèi)，也會(huì)對(duì)過(guò)濾器和過(guò)濾元器件的負(fù)荷帶來(lái)很大影響，使其能源利用效率降低。根據(jù)模擬分析的經(jīng)驗(yàn)和動(dòng)態(tài)分離過(guò)程的顯示可以明顯改進(jìn)過(guò)濾器的性能。
系統(tǒng)中需要的元器件一部分是可以在市場(chǎng)上購(gòu)買到的，但也有利用模擬軟件根據(jù)模擬情況專門研發(fā)的元器件。優(yōu)化改進(jìn)工作中涉及到科學(xué)技術(shù)層次的優(yōu)化措施得到了一些著名大學(xué)研究所的支持和幫助。研發(fā)成果包括結(jié)構(gòu)和形狀都進(jìn)行了優(yōu)化改進(jìn)的過(guò)濾元器件，在過(guò)濾精度和納污能力提高之后，仍能保持很小的壓力損失，從而減少了能源消耗。此設(shè)計(jì)和優(yōu)化工具不僅對(duì)主要壓縮機(jī)產(chǎn)品中的過(guò)濾器和過(guò)濾系統(tǒng)的各零部件進(jìn)行了單獨(dú)優(yōu)化，同時(shí)也對(duì)壓縮空氣生產(chǎn)系統(tǒng)的整個(gè)過(guò)濾鏈進(jìn)行了優(yōu)化改進(jìn)。
壓縮機(jī)空氣過(guò)濾器
空氣壓縮機(jī)的第一關(guān)就是吸取環(huán)境空氣時(shí)的空氣濾清器。而恰恰在過(guò)濾鏈的第一關(guān)就存在提高效率和節(jié)約能源的可能性。例如通過(guò)減小空氣濾清器中1?MPa的壓力差就可能實(shí)現(xiàn)每年節(jié)約36歐元的能源費(fèi)用。由較高的空氣過(guò)濾效率得到一個(gè)輔助效應(yīng)就是更好的進(jìn)行顆粒分離，從而對(duì)后續(xù)過(guò)濾等級(jí)產(chǎn)生有利影響。這使得節(jié)能不僅僅是在第一級(jí)空氣濾清器中實(shí)現(xiàn)，而是在第一級(jí)“下的種子到后面的過(guò)濾鏈中有了收獲”。
壓縮空氣除油節(jié)能潛力巨大
吸入新鮮空氣時(shí)空氣濾清器中的絕對(duì)壓力損失相對(duì)其他過(guò)濾等級(jí)來(lái)講是比較少的，因此所能實(shí)現(xiàn)的節(jié)能也非常有限。注意考查壓縮空氣的除油器就能夠了解：其所帶來(lái)的壓力差是非常大的。除油器中的壓力差可以達(dá)到10?MPa，因此這里的節(jié)能潛力非常大。10MPa的壓力差能夠帶來(lái)的節(jié)能費(fèi)用相當(dāng)于45歐元�？梢杂貌煌椒p小壓力差，最簡(jiǎn)單的辦法就是加大除油器除油元件的表面積。但這種做法與除油器原本的設(shè)計(jì)目標(biāo)是相背離的：盡可能減小機(jī)床體積，尤其是要盡可能保持壓力容器較小的體積。另一種可能的方法就是使用除油性能更好的除油介質(zhì)。
另外，油的質(zhì)量，尤其是噴射到螺桿壓縮機(jī)中潤(rùn)滑油量的多少，也對(duì)壓力損失有著重要影響。例如，通過(guò)預(yù)除油器的設(shè)計(jì)來(lái)減少壓縮空氣中的含油量。因?yàn)橛土吭缴伲推餍Ч胶�，同時(shí)除油器的壓力差也減小，但能保證可靠的管道防銹蝕油量。
