目前，中國(guó)的工礦企業(yè)中運(yùn)行著大量螺桿式空壓機(jī)，這些設(shè)備往往是用電大戶。根據(jù)我們對(duì)設(shè)計(jì)院的了解和對(duì)用戶的實(shí)際調(diào)查，這些高功率耗能系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行效率普遍較低，整體效率僅為50%至70%左右。這主要是由于兩個(gè)原因：1.設(shè)計(jì)院和用戶在選型時(shí)往往考慮較大的利潤(rùn)率，一般在30%以上。因此，螺桿式空壓機(jī)在實(shí)際運(yùn)行中往往處于關(guān)閉進(jìn)氣的低負(fù)荷狀態(tài)，從而降低了運(yùn)行效率。2.普通螺桿式空壓機(jī)是恒速運(yùn)行的，但實(shí)際生產(chǎn)中的空氣需求量往往處于變化狀態(tài)。當(dāng)用戶的耗氣量減少時(shí)，只能通過(guò)關(guān)閉全部或部分進(jìn)氣口來(lái)調(diào)整壓縮機(jī)組。如此一來(lái)，壓縮機(jī)組往往會(huì)處于空載運(yùn)行、部分負(fù)荷(高壓比)、滿載交替運(yùn)行的低效狀態(tài)，造成大量能源浪費(fèi)。因此，螺桿空壓機(jī)的節(jié)能問(wèn)題主要表現(xiàn)在排氣量的調(diào)節(jié)上，而壓縮機(jī)的排氣量與壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速成正比，因此，螺桿空壓機(jī)的節(jié)能問(wèn)題歸根結(jié)底是壓縮機(jī)配套電機(jī)的調(diào)速問(wèn)題。目前，中小型交流感應(yīng)電機(jī)最好的調(diào)速方式是變頻調(diào)速。1.普通螺桿空壓機(jī)螺桿空壓機(jī)的運(yùn)行分析螺桿空壓機(jī)是由一對(duì)平行嚙合的陰陽(yáng)轉(zhuǎn)子在機(jī)體內(nèi)以較高的速度轉(zhuǎn)動(dòng)，使陰陽(yáng)轉(zhuǎn)子與機(jī)體之間形成的V型齒間體積隨著轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)而周期性變化，空氣沿轉(zhuǎn)子軸向從吸氣端輸送到輸出端。實(shí)現(xiàn)螺桿式空壓機(jī)的吸氣、壓縮、排氣全過(guò)程。對(duì)于空壓機(jī)，在其設(shè)計(jì)范圍內(nèi)，其排氣量與其轉(zhuǎn)速成線性關(guān)系。當(dāng)轉(zhuǎn)速增大時(shí)，位移增大；當(dāng)轉(zhuǎn)速減小時(shí)，位移減小。普通螺桿式空壓機(jī)只能恒速運(yùn)行，但由于初始設(shè)計(jì)和實(shí)際生產(chǎn)需求的氣隙較大，當(dāng)用戶用氣量小于額定流量，且壓力上升到高于用戶設(shè)定壓力的一定壓力值(通常為PS+Δp)時(shí)，空壓機(jī)的供氣壓力就會(huì)上升。PS設(shè)置用戶的工作壓力，Δp是差壓。一般情況下，≥pΔ(PS×10%)控制器關(guān)閉，進(jìn)氣閥停止壓力繼續(xù)上升，電機(jī)系統(tǒng)基本處于空載狀態(tài)。進(jìn)入空載狀態(tài)后，由于用戶仍在使用氣體，空壓機(jī)的供氣壓力會(huì)下降，其下降和上升速度取決于以下兩個(gè)因素：1、用戶實(shí)際用氣量Q2與空壓機(jī)額定排氣量Q1的比值。這個(gè)數(shù)值用≤表示，即λ=Q2/Q1(0<λ=1)，λ越小，壓降越慢，也意味著空壓機(jī)在空載狀態(tài)運(yùn)行的時(shí)間越長(zhǎng)；λ越大，壓降率越快，表示空壓機(jī)進(jìn)入空載狀態(tài)后不久就會(huì)重新進(jìn)入負(fù)載運(yùn)行狀態(tài)；當(dāng)λ=1時(shí)，系統(tǒng)不會(huì)出現(xiàn)空載和負(fù)載交替的狀態(tài)，而是始終處于滿載運(yùn)行狀態(tài)。3.空壓機(jī)儲(chǔ)罐的體積和用戶匹配的輸氣管道的直徑和長(zhǎng)度。儲(chǔ)氣罐的體積越大，供氣壓力下降和再次上升的速度就越慢，空壓機(jī)從負(fù)載狀態(tài)到空載狀態(tài)的頻率就越低，從而減少了空壓機(jī)頻繁滿載和空載轉(zhuǎn)換帶來(lái)的額外功率損失。但這并不能從根本上消除燃?xì)夤┬枋Ш鈳?lái)的額外電能損耗。

圖1λ=0.7Q 0=10Q 1圖1顯示λ=0.7~Q 0=10Q 一 時(shí)空壓力機(jī)功耗與壓力變化關(guān)系的趨勢(shì)圖。公式中的Q 0 空氣壓縮機(jī)儲(chǔ)氣罐的體積，p S 為了滿足用戶要求的最低壓力，新西蘭 一 空壓機(jī)的供氣壓力為p。 S 恒速運(yùn)行的功率消耗，p S+Δ P 是空壓機(jī)運(yùn)行的最高壓力，其中Δ P 壓力控制器的壓差，新西蘭 一 +ΔNZ為供氣壓力為p時(shí)的空壓機(jī) S +Δ P 小時(shí)功耗，新西蘭 2是空壓機(jī)在空載下恒速運(yùn)行的功耗。從圖1可以看出，當(dāng)壓力從a點(diǎn)上升到b點(diǎn)時(shí)，空氣壓縮機(jī)的功率消耗從NZ改變 一 升至新西蘭 一 +Δ新西蘭，很明顯，空壓機(jī)功耗的增加是由于Q 二 和Q 一 這是由不等壓引起的供氣壓力增加引起的，可以用公式NZ=Mtau×Nmax 973.2來(lái)證明，其中NZ代表空壓機(jī)的軸功率，Mτ代表空壓機(jī)的扭矩，n代表空壓機(jī)的速度。當(dāng)壓力過(guò)大時(shí)