压缩机对比

双螺杆制冷压缩机的特点：

1、需喷油压缩（也可采用少量喷液）。一旦失油时可能产生金属与金属的啮合摩擦，影响运行和转子寿命。

2、转子径向负荷及轴向推力大，尤其是轴向推力非常大，需体积和强度大的轴承或平衡活塞来抵消轴向力，轴承使用寿命受影响。

3、油不仅用于螺杆阴阳转子之间之冷却、密封，并作润滑及动力传递（25～60%的动力）。运行时一般需持续起动油泵。油耗量大，油路系统复杂。

4、一般轴承寿命为20,000-30，000小时，30,000小时即需大修。

5、主要部件仅为活塞式制冷压缩机的十分之一。

6、单级压缩比高。低温工况时可以采取独有的经济器结构，节能性好，但成本相应有所提高。

7、压缩机效率比单螺杆略高。

8、单机头最大制冷量较单螺杆大。

9、对液击不敏感，可以湿行程运转。

单螺杆压缩机之主要特性及优点： 1、使用寿命长，可靠性极高。

基于下列理由故有很长耐用寿命（一般25年以上）：

(a)螺杆转子与星轮间的啮合压缩为金属与非金属。转子材料为六齿钢制涂铝保护层，星轮为十一齿52层增强纤维复合强化材料。可以实现柔性零间隙接触密封。

(b)零部件及易损件极少，主要运动部件仅为五件，一个转子，两个星轮，两个滑阀。 (c)由于转子径向和轴向受力完全平衡，故轴承径向和轴向推力极小，轴承可靠性极高，轴承设计寿命达100,000小时，为双螺杆的3～5倍。

(d)运转时采取喷液取代喷油，密封、润滑和冷却效果更好，啮合阻力低， 具有经济有效之润滑。无油润滑方式，不需要复杂的油路系统，只须少量冷冻机油，油路较双螺杆简明。 (e) 20,000小时后方需检查，30,000～40,000小时后方需较大保养。星轮可以单独拆卸，维修简便。

(f)

由于星轮处于一种柔性承载状态，可以调整它与主转子之间的间隙，所以液击不敏感，可以湿行程运转。

(g)半封闭单螺杆电机液体冷却 ，保持长期冷却状态，电机寿命长。

(h)由于转子受力平衡，轴封负荷极度小，寿命长，远高于双螺杆压缩机轴封寿命。

2、效率高。

(a)转子与星轮的" 零间隙" 配合，最大程度减小泄漏损失和压力损失，效率大幅度提高。 (b)半封闭单螺杆电机液体冷却，电机效率高。

3、由于六齿转子与十一齿星轮啮合时分散和减少了排气脉动，从而使排气平稳，加上交替啮合又有效地排除正弦波音，所以噪音低沉、易隔音。一般比同级双螺杆低0.8～5dB(A)（3ft ）。

4、运转时极度平稳，振动值低于0.14Ips 。双螺杆压缩机则明显高于此值。

5、现场便于维修，可从顶部或底部拆卸星轮进行维修。目前仅有CARRIER 的23XL 系列声称其产品也便于维修服务。

单螺杆压缩机与其他压缩机的比较

气体压力产生的

力的平衡性 气体压力产生的径向、轴向径向力无法平衡、曲轴旋转时产生大的惯性力，活塞运动时滑

力自动平衡 轴向力须由平衡动速度变化大

活塞平衡

高速

(3000-7000r/min)中速(1500-3500r/min)时效效 率 时效率高，加增速低速(600-1500r/min)，磨擦副多，效率较低，率高，直联，比功率齿轮，比功率比功率7.0-8.0KW/(m3/min) 5.6-6.2KW/(m3/min) 6.0-6.6KW/(m3/m

in)

力平衡性差、金属

噪声、振动 力平衡性好、振动小、噪声螺杆啮合时有高有不平衡惯性力，振动大，需用基础固定，

低、一般为60-68DB(A) 频噪声低频噪声80DB(A)

64-78DB(A)

耐 久 性

径、轴向力完全平衡，轴承转子负荷大，轴承磨擦部位多，机械损耗大，阀片、活塞环等寿命长，转子轴承为3万h ，寿命短，一般为易损件寿命为3000-6000h 星轮轴承为5万h 8000-1.8万h

转子轴承负荷大，装 配 性 零部件少，可独立装配、调结构复杂，装配调部件多，一般需在总装时进行现场调整 整后进入主机 整时须专门工厂

转子轴承寿命较维 修 性 主机机壳采用整体结构后，短，更换时须打开易损件更换频繁，拆卸工作量大，维修困难 星轮侧有大窗口，维修方便 机壳，工作量大

主机体积小，但驱体 积 体积最小，箱式隔声包装的体积、重量都较大，振动大，需要基础加以动装置的空间被结构紧凑，维修容易 固定 分隔

温 度

排气温度低＜90°C 排气温度高＜

110°C

3×6.5×250×8

＝39000(度) 排气温度最高＜180°C 3m3/min运行3×5.6×250×8＝1年耗电量 33600(度) 3×7×250×8＝42000(度)

螺杆压缩机与活塞压缩机选型对比

压缩空气已经在大多数公司日常运作中担当至关重要的角色。对压缩机的需求是显然的，但选择哪种压缩机呢？螺杆式还是活塞式，才能使其在设备中运转最好，这是一个很值得讨论

的问题。这首先就需要考虑这两种压缩机的相似与不同之处，才能选出最合适的一种。 压缩机已在各种气体领域广泛应用，但空气压缩是应用最广的一部分。目前，固定式螺杆空气压缩机大约占据空气压缩40％的市场份额，而活塞式空气压缩机占有21％的市场份额（按美元计算）。

活塞压缩机用于很多不同的设备中。但在标称压力0.7-1.0MPa 范围的空气系统中，活塞压缩机的使用正迅速减少。当然，由于活塞式压缩机技术的进步，对更高压气体设备以及能在苛刻环境中运行的气体压缩设备的需求，使活塞压缩机在很多设备中成为可行且明智的选择。 22KW 以上

螺杆压缩机 几乎占据了22kW 以上，标称压力在0.7～1.0MPa 内空气系统的大部分市场份额。导致这种趋势的是其性能与可靠性的提高，以及减少的维护与更低的初成本。

尽管如此，双作用的活塞压缩机仍然是效率最高的压缩机。螺杆的转子形状减小了螺杆压缩机使用的高效率范围，所以，更优的转子型线、改进的加工以及创新设计是螺杆压缩机的关键因素。

例如，一台低速、直接驱动的螺杆压缩机可以提供排气压力为0.7MPa 、0.13～0.14立方米的气量，这是双作用活塞压缩机的90-95％。对于大多数用户，除非一些能耗特别可观的场合，由于其较高的初投资（购买价格）而言，效率更高的双作用活塞压缩机往往因投资回收期长而不划算。

一台维护良好的螺杆式压缩机可以提供十年甚至更久的运行。同时，其带故障诊断与处理能力的控制系统，能基于运行温度指出换油间隙，也提高了压缩机的可靠性与寿命。 维护

对于维护费用，螺杆式压缩机较活塞压缩机有优势。双作用的活塞压缩机比螺杆机的维修周期更短。活塞压缩机上的气阀、活塞环以及别的易损件都需要周期性维护。

螺杆压缩机的维护主要为油、油过滤器以及油分。有时候，螺杆转子空气、检侧设备的替换需要相当大的费用，但是它们通常能工作10年甚至更长时间。

标准的螺杆压缩机组件带有基于微处理器或者电气控制的控制器。这些控制器使螺杆转子在100％时间内维持负荷。控制器的一个主要功能是调节气流，使机器能在满负荷、部分负荷以及空载情况下最高效率地运行。

有些螺杆机的控制器带有很多其它有用的控制功能，比如运行监视、停机警告以及保养维护提醒。

装有良好运行与维护双作用活塞压缩机的机组是对营运有利的。这种设备可以协调分配，利用定期维修与保养而成为成功的压缩空气系统。

润滑

根据润滑情况的不同，活塞式压缩机可分成两种：润滑式与无润滑式。在润滑式机组中，润滑油被引入压缩气缸中，以减小气缸与活塞环的摩擦。一般情况下，良好润滑的活塞环可延续数年的寿命。先进材料的应用可使干式机组中的活塞环寿命延长至超过8000小时。 润滑式与无润滑式活塞机之间的费用是值得考虑的一个因素。有些情况下需要无油的压缩空气或者气体。无润滑机组的初投资要高出10～15％。而能耗与效率方面两者相差不大。最大的差别在于两种方式机组所需的维护费用，无润滑机组的维护费用是润滑式机组的四倍甚至更多。

活塞式压缩机的不平衡受力与较大重量是安装费用中的主要影响因素。通常，活塞机组需要笨重的基底以及厚实的地基。当然压缩机制造商会提供建造基底所需的相关数据。

尽管活塞式压缩机的初投资与安装费用比螺杆机要多，但良好维护下的活塞机寿命可比螺杆机要长2～5倍。

数十年来，活塞式压缩机已经成为一种可靠的重负荷机器。随着技术的进步，在提供高品质

空气的同时，活塞压缩机的维护费用大大减少了。在标称压力0.7～1.0MPa 以外的机组中，无论是压缩空气或者其它气体，活塞压缩机仍然是最佳选择.

22KW 以下

小型风冷活塞式压缩机的流型可追溯至19世纪初期。它们被广泛应用于各种设备中，最高压力可达1.2MPa 。各种大小风冷机组都可适应荒野环境。

最普遍的小型活塞压缩机是单作用的。其排气温度可达240℃，而且大多数机组运行噪音超过80dBA 。

对于低功率机组，由于初投资费用要比螺杆机少40～60％，活塞机是有更高的使用价值。这里还需要考虑到其它辅助设备，比如二次冷却器，启动器以及停机开关，这些费用都是要计入总价格的。

小型活塞压缩机可在较长寿命时间内为很多设备提供合理的高质量压缩空气。设计简单，运行范围较宽以及可靠性高是它们最重要的实力。

尽管螺杆压缩机的初投资较活塞压缩机贵，但是它们在7.4～22kW 功率范围内正变得越来越流行。其中一个原因是螺杆机组通常封装成模块。大多数情况下，标准的螺杆机组模块封装有启动器、二次冷却器以及带有容量监察能力的压缩机控制器。

螺杆压缩机亦可用于更小功率范围，从3.7到22kW 。在同样功率条件下，相比活塞压缩机的一个优点是：它们的排气温度更低。螺杆压缩机设计在100％负荷循环下工作，低润滑油量并提供高品质压缩空气。

安装

小型活塞压缩机需装有储气罐。储气罐用于存储压缩空气，且缩减压缩机的负荷运行时间。有些小型活塞压缩机通常在大约66％的工作（负载）循环时间内运行。

带有尺寸足够大的储气罐的活塞机的寿命特别重要。不管储气罐尺寸或者压缩机和储气罐的结构形式，小型活塞压缩机的安装总是容易的。由于不平衡受力，任何活塞式压缩机都应该固定在地面上。

大多数螺杆机模块被设计成独立可移动式，它们的安装基础甚至可以放置在储气罐顶部。螺杆压缩机的排气没有脉动。尽管如此，系统包含储气罐对于平稳返回至压缩机控制器的空气信号和系统的稳定运行还是有很有利的。

小型螺杆压缩机能给用户提供整个箱体，可用于那些需要恒定气量的压缩空气系统中。大多数封闭式螺杆机组的运行噪音水平低于80dBA 。封装好的螺杆机可以很容易地安装到地板上，且通常只有单点连接装置用于接电与接气。

选择正确的安装空间对于风冷压缩机的可靠性和较长的使用寿命是至关重要的。通过压缩机机体的良好空气流动是机器良好运行与较长寿命所必须的条件。

总的说来，螺杆压缩机的压缩空气质量较好。即使是油润滑螺杆机组，高效的油气分离器能将排到压缩空气系统中的含油率减少到5ppm 。同时，螺杆机固有的较低排气温度可使压缩空气的品质进一步提高。大多数螺杆机组的排气温度只比环境温度约高50℃左右。 无油、干式或无润滑

当用户需要无油气体或者空气时，应该选择那种压缩机呢？无油压缩机的轴承与齿轮仍然有润滑油，但是压缩腔是无油的。

无油压缩机通常都是螺杆机。由于缺少冷却，这些无油机组能达到很高的排气温度。新的技术将水喷入压缩腔以降低排气温度从而延长机器的寿命。螺杆式无油压缩机可用于功率从14～180kW ，压缩空气标称压力小于或等于1.0MPa 的设备中。

干式活塞压缩机主要用于0.7～11kW 的设备中。整个干式压缩机中不使用任何润滑油。 无润滑活塞压缩机是高压与大功率压缩机中的一种可行的选择。

各种压缩机效率比较

1．活塞式压缩机中，气体的压缩虽是间歇的、周期性的进行，但是，由于间歇时间极短，运动速度极快；又因一般压缩机进、排气均有足够大的空间，可维持进、排气近乎连续而稳定，工作过程可视为稳定流动；实际压缩过程是在介于等温过程与绝热过程之间的多变过程。另外由于活塞压缩机一般采用多级压缩，中间冷却，所以更接近等温压缩，等温压缩是所有压缩过程中耗功最低的。

2．喷油螺杆压缩机中，实际压缩过程也是多变过程，但更接近绝热过程，因此耗功较多。无油螺杆实际压缩过程可视为绝热压缩，耗功更大。

3．回转式压缩机循环过程与往复压缩机的区别

1）. 回转压缩机中也存在余隙容积，如螺杆压缩机的齿间封闭容积，涡旋压缩机端末修正时排气终了的残留气体空间，等等。

2）。回转压缩机都没有进气阀，但一部分回转压缩机有排气阀，此时排气阀阻力损失与往复式相似。

3）回转压缩机汽缸（壳体）内，有几个工作腔同时工作，并且分别处于不同的压缩阶段，因此，每个工作腔将有其前面一个压力较高腔向该腔的泄露，又有该腔向后面一个压力较低腔的泄漏，当前者大于后者时，该工作腔内气体质量便有所增加，并且使得总的压缩过程指数可能大于绝热指数。

4．螺杆压缩机工作时，伴随着两转子的啮合过程及齿顶和齿面扫过机壳的过程。在喷油螺杆压缩机中，所有这些表面都有润滑油，且油也填满了他们之间的空隙，从而起到密封的作用。在转子旋转时，油不断地受到剪切作用，从而要吸收一定量的功。吸收功的多少取决于油的粘度。粘度越高，吸收功越多，但另一方面，粘度越高，密封效果越好。无油螺杆压缩机中，由于没有起密封作用的液体存在，气体通过泄漏三角形、接触线、转子齿顶和排气端面的泄露较为严重，因此，效率较低。

5．目前大多数螺杆生产厂家为了提高转子的通用性，降低成本，一般都在一定使用范围内采用相同转子，通过改变转速达到不同的气量，因此，压缩机的运行点大多不在设计的性能最佳点上，使比功率增加（同一转子下的性能曲线是抛物线型的，只有最低点才是性能最佳点）。

6．离心压缩机中的压缩过程可视为绝热压缩，且由于气流速度高，因而摩擦的影响不可忽略，所以耗功较多。

透平式压缩机与活塞式压缩机比较

答：与透平式压缩机相比，活塞式压缩机有如下优点：

1) 能达到的压力范围广。活塞式压缩机从低压到高压都可适用，特别是要求达到很高的压力时，透平压缩机是不能实现的。目前工业上使用的活塞式压缩机的最高压力已可达到320MPa ，实验室中使用的活塞式压缩机最高压力已达到700MPa ；

2) 效率高。若以等温效率作为比较标准，中、大型设计精良的活塞式压缩机的效率在75%以上，而离心式压缩机则通常低于70%；

3) 适应性强。活塞式压缩机的排气量可以在较大范围内选择，特别是在高压、小排气量的情况下，透平式压缩机则因效率极低而不宜采用。另外，当压缩不同介质时，活塞式压缩机较易改造。

但是，活塞式压缩机与透平式压缩机相比，也存在着一定的缺点：

1) 外形尺寸和重量相对较大，因此对基础的要求也较笨重；

2) 所能达到的最大输气量较小，因此在大型装置中如果采用活塞式压缩机，势必要多机组并联运行，这使基本投资、操作和维修费用等也都相应增大；

3) 机器的结构复杂，零部件多，特别是易损零部件多，故障多，日常维护、管理工作量大，连续运转时间受限制；

4) 惯性力大，限制了机器转速的提高；

5) 输出的气流不连续，有脉动性

离心压缩机与螺杆压缩机的对比

离心压缩机的基本原理

离心压缩机是产生压力的机械，是透平压缩机的一种。透平是英译音“TURBINE”，即旋转的叶轮。在全低压空分装置中，离心压缩机得到广泛应用，逐渐出现了离心压缩机取代活塞压缩机的趋势。

一、 离心压缩机：指气体在压缩机中的运动是沿垂直于压缩机轴的径向进行的。

二、工作原理： 是工作轮在旋转的过程中，由于旋转离心力的作用及工作轮中的扩压流动，使气体的压力得到提高，速度也得到提高。随后在扩压器中进一步把速度能转化为压力能。通过它可以把气体的压力提高。

三、特点：

离心压缩机是一种速度式压缩机，与其它压缩机相比较：

优点：⑴排气量大，排气均匀，气流无脉冲。

⑵转速高。

⑶机内不需要润滑。

⑷密封效果好，泄露现象少。

⑸有平坦的性能曲线，操作范围较广。

⑹易于实现自动化和大型化。

⑺易损件少、维修量少、运转周期长。

缺点：⑴操作的适应性差，气体的性质对操作性能有较大影响。在机组开车、停车、运行中，负荷变化大。

⑵气流速度大，流道内的零部件有较大的摩擦损失。

⑶有喘振现象，对机器的危害极大。

四、适用范围：

大中流量、中低压力的场合。

五、分类：

⑴按轴的型式分：单轴多级式，一根轴上串联几个叶轮。

双轴四级式，四个叶轮分别悬臂地装在两个小齿轮的两端，旋转*电机通过大齿轮驱动小齿轮。

⑵按气缸的型式分：水平剖分式和垂直剖分式。

⑶按级间冷却形式分类：

级外冷却，每段压缩后气体输出机外进入冷却器。

机内冷却，冷却器和机壳铸为一体。

⑷按压缩介质分类：空气压缩机、氮气压缩机、氧气压缩机等。

螺杆压缩机是容积式压缩机中的一种，空气的压缩是靠装置于机壳内互相平行啮合的阴阳转子的齿槽之容积变化而达到。转子副在与它精密配合的机壳内转动使转子齿槽之间的气体不断地产生周期性的容积变化而沿着转子轴线，由吸入侧推向排出侧, 完成吸入、压缩、排气三个工作过程。

螺杆空压机的特点

1）螺杆压缩机与活塞压缩机相同，都属于容积式压缩机。就使用效果来看螺杆空压机有如下优点。

2）可靠性高。螺杆压缩机零部件少，没有易损件，因而它运转可靠，寿命长。

操作维护方便。螺杆压缩机自动化程度高，操作人员不必经过长时间的专业培训，可实现无人值守运转。

3）动力平衡好。螺杆压缩机没有不平衡惯性力，机器可平稳地高速工作，可实现无基础运转，特别适合作移动式压缩机，体积小、重量轻、占地面积少。

4）适应性强。螺杆压缩机具有强制输气的特点，容积流量几乎不受排气压力的影响，在宽阔的范围内能保持较高效率，在压缩机结构不作任何改变的情况下，适用于多种工况。 螺杆压缩机的主要缺点 1）造价高。由于螺杆空压机的转子齿面是一空间曲面，需利用特制的刀具在昂贵的专用设备上进行加工。另外，对螺杆式空压机油气桶的加工精度也有很高要求。

2）不能适用于高压场合。由于受到转子刚度和轴承寿命的限制，螺杆压缩机只能适用于中、低压范围，排气压力一般不超过3Mpa 。

3）不适用于小排气量场合。螺杆式压缩机依靠间隙密封气体，目前一般只有容积流量大于0.2M3/min时，螺杆压缩机才具有优越的性能

离心和螺杆压缩机的对比，即二者的优缺点，异同点，及使用场合

离心压缩机的基本原理

离心压缩机是产生压力的机械，是透平压缩机的一种。透平是英译音“TURBINE”，即旋转的叶轮。在全低压空分装置中，离心压缩机得到广泛应用，逐渐出现了离心压缩机取代活塞压缩机的趋势。

一、 离心压缩机：指气体在压缩机中的运动是沿垂直于压缩机轴的径向进行的。

二、工作原理： 是工作轮在旋转的过程中，由于旋转离心力的作用及工作轮中的扩压流动，使气体的压力得到提高，速度也得到提高。随后在扩压器中进一步把速度能转化为压力能。通过它可以把气体的压力提高。

三、特点：

离心压缩机是一种速度式压缩机，与其它压缩机相比较：

优点：⑴排气量大，排气均匀，气流无脉冲。

⑵转速高。

⑶机内不需要润滑。

⑷密封效果好，泄露现象少。

⑸有平坦的性能曲线，操作范围较广。

⑹易于实现自动化和大型化。

⑺易损件少、维修量少、运转周期长。

缺点：⑴操作的适应性差，气体的性质对操作性能有较大影响。在机组开车、停车、运行中，负荷变化大。

⑵气流速度大，流道内的零部件有较大的摩擦损失。

⑶有喘振现象，对机器的危害极大。

四、适用范围：

大中流量、中低压力的场合。

五、分类：

⑴按轴的型式分：单轴多级式，一根轴上串联几个叶轮。

双轴四级式，四个叶轮分别悬臂地装在两个小齿轮的两端，旋转*电机通过大齿轮驱动小齿轮。

⑵按气缸的型式分：水平剖分式和垂直剖分式。

⑶按级间冷却形式分类：

级外冷却，每段压缩后气体输出机外进入冷却器。

机内冷却，冷却器和机壳铸为一体。

⑷按压缩介质分类：空气压缩机、氮气压缩机、氧气压缩机等。

螺杆压缩机是容积式压缩机中的一种，空气的压缩是靠装置于机壳内互相平行啮合的阴阳转子的齿槽之容积变化而达到。转子副在与它精密配合的机壳内转动使转子齿槽之间的气体不断地产生周期性的容积变化而沿着转子轴线，由吸入侧推向排出侧, 完成吸入、压缩、排气

三个工作过程。

螺杆空压机的特点

1）螺杆压缩机与活塞压缩机相同，都属于容积式压缩机。就使用效果来看螺杆空压机有如下优点。

2）可靠性高。螺杆压缩机零部件少，没有易损件，因而它运转可靠，寿命长。 操作维护方便。螺杆压缩机自动化程度高，操作人员不必经过长时间的专业培训，可实现无人值守运转。

3）动力平衡好。螺杆压缩机没有不平衡惯性力，机器可平稳地高速工作，可实现无基础运转，特别适合作移动式压缩机，体积小、重量轻、占地面积少。

4）适应性强。螺杆压缩机具有强制输气的特点，容积流量几乎不受排气压力的影响，在宽阔的范围内能保持较高效率，在压缩机结构不作任何改变的情况下，适用于多种工况。

螺杆压缩机的主要缺点

1）造价高。由于螺杆空压机的转子齿面是一空间曲面，需利用特制的刀具在昂贵的专用设备上进行加工。另外，对螺杆式空压机油气桶的加工精度也有很高要求。

2）不能适用于高压场合。由于受到转子刚度和轴承寿命的限制，螺杆压缩机只能适用于中、低压范围，排气压力一般不超过3Mpa 。

3）不适用于小排气量场合。螺杆式压缩机依靠间隙密封气体，目前一般只有容积流量大于0.2M3/min时，螺杆压缩机才具有优越的性能。