煤矿井下空气压缩机的选择与应用分析

付勇

（国家能源集团公司神东柳塔煤矿，内蒙古 鄂尔多斯 017209）

在机械、矿山、化工等行业中空气压缩机都得到了广泛应用，空气压缩作为一种仅次于电力的动力能源，为矿山企业安全生产与发展提供了有力的支撑，当下的空气压缩机设备多种多样，对于矿山企业而言，如何正确选择空气压缩机显得非常重要，因此，有必要针对煤矿井下空气压缩机的选择与应用进行相应研究和分析，为矿山企业安全生产运营提供有力的保障。

1 空气压缩机类别分析

空气压缩机有很多种类，一般情况下，从压缩空气的形式来看可将其种类分为3种，分别为螺杆式空气压缩机、活塞式空气压缩机、离心式空气压缩机。如果从供气控制方式的角度来划分，很多都是采用加、卸载控制方式的空气压缩机，尽管供气控制方式的空气压缩机工作原理比较简单，操作起来也非常方便，但使用时的能耗比较高，并且供气的压力也并不稳定，进气阀门的质量稳定性较差，非常容易损坏。

如果从工作原理对空气压缩机进行划分，则可分为以下2种：①容积型空气压缩机。其通过体积变化来产生压缩空气。②速度型空气压缩机。通过气体动能变化来产生压缩空气。其中，容积型空气压缩机的代表有活塞式空气压缩机与螺杆式空气压缩机，速度型空气压缩机的代表是离心式空气压缩机。以下是对其具体的介绍。

1.1 活塞式空气压缩机

该压缩机在工作过程中通过借助曲轴带动活塞的往复运动对空气直接压缩，从而使气缸内的气体在不断的被压缩下产生压缩空气。当空气被压缩到一定程度之后会产生一定压力排出。属于容积型压缩机的一种，活塞式空气压缩机为了确保供气能够更加稳定，会为其配备储气罐。

1.2 螺杆式空气压缩机

该压缩机在工作过程中通过借助阴阳螺杆转子的相互咬合，促使齿间的容积不断减小，使得单位体积的气体密度不断的增加，气体的压力自然随之提高，从而产生连续的压缩空气。螺杆式空气压缩机也属于容积式压缩机。但从上述的工作原理来看，螺杆式空气压缩机与活塞式空气压缩机虽同属于一种类型的空气压缩机，但螺杆式空气压缩机的供气更加稳定，因此，其工作时不需要配备储气罐。

1.3 离心式空气压缩机

离心式压缩机作为速度式压缩机，工作运行原理与上述2种压缩机截然不同，其在工作过程中主要是借助叶轮带动气体做高速旋转，让气体产生离心力，并且气体在叶轮里经过扩压流动，使通过叶轮后的气体的流速得到迅猛提升，从而使气体分子的动能逐渐增强，并将这气体动能在叶轮快速转动下转化为空气压力，从而能够提供源源不断的压缩空气。

2 煤矿井下空气压缩机的选择与应用分析

2.1 煤矿井下空气压缩机的选择

2.1.1 活塞式空气压缩机

在煤矿井下，选择这种活塞式空气压缩机主要优势为压力范围比较大，且无论流量是大是小都能达到所需要的压力值；具有很高的热效率，在进行气量调节时，几乎不会对气体压力产生任何影响；在投资方面，初期投资比较低，并且操作难度也不高，机器服役期限也更长。

但它的缺点也显而易见，比如，活塞式空气压缩机具有较高的质量与较大的体积，看起来比较笨重，因此，很难对其实施战略性移动；在单机排气量方面，活塞式空气压缩机单机排放量较小，且内部结构较为复杂、很多零部件也都容易造成损坏，比如活塞、气阀、活塞环、阀片、弹簧、填料组件等，因此，维护工作量比较大；活塞式空气压缩机进行空气压缩时还存在力矩大且不平衡、震动较大等问题，活塞式空气压缩机在安装方面也比较复杂，需要的安装基础非常高，难以实现连续稳定的输气，整体工作效率低也并不高。

2.1.2 螺杆式空气压缩机

煤矿井下选择螺杆式空气压缩机具有以下优点：螺杆式空气压缩机具有较轻的质量与较小的体积，并且该机内部结构也比较简单，易损的零部件应用也比较少；排气时产生的振动小，具有良好的连续输气功能，压力产生的脉动也比较小，对安装基础几乎没有要求；螺杆式空气压缩机在工况点范围内进行工作时，可以保持较高的工作效率，排气量也可以自由调节，机组的运行压力也可以通过压力传感器进行连续精确的测量，在气量流量范围控制方面也较为灵活，可实现 0%～100%范围的气量流量控制；在耗能方面，螺杆式空气压缩机与活塞式空压机相比具有更小的耗能，并且工作效率也比活塞式空压机高。

2.2 煤矿井下空气压缩机应用分析

复盛螺杆式空气压缩机作为螺杆式空气压缩机的一种，具有以下特点：①具有完善的自我保护功能。在电源逆相、缺相保护功能方面，由于复盛螺杆式空气压缩机的电动机所用的电源是三项电源R，S，T，因此，如果出现相序错误，就会导致电动机出现反转现象，致使主机转子抱死，最终导致电动机被烧毁。为了解决这一问题，复盛公司在该机上装设了逆相保护器，每当出现相序错误或缺相时，逆相保护器启动保护作用让电动机无法启动，避免了电动机出现烧毁现象。此外，该机还有另一种自我保护功能，即排气高温保护功能，每当空气压缩机的排气温度上升到境界值时，相应保护功能会自动启动，使得空气压缩机自动停止工作。排除故障后，只需再次启动压缩机即可。②自我诊断功能。该功能在空气压缩机消耗品更换上得到了充分体现，通过在三滤使用点上装设压差开关，并与控制面板与IC板相连接，在更换三滤时可以直接通过控制面板来查看三滤更换状态，为压缩机质量提供了必要的保护。③控制面板的显示功能，在对复盛螺杆式空气压缩机使用过程中，可以直接通过控制面板的显示功能来查看油细分离器堵塞指示、空气过滤器堵塞指示、主机排气温度指示等一系列指示。④良好的降噪功能。主、副转子之间用润滑油进行密封，采用的是不接触无摩擦技术，有效实现了转子无磨损的同时，还降低了噪声污染，为广大职工创造了一个良好的工作环境。

3 结束语

空气压缩机的选择对于矿山企业而言至关重要，与矿山企业的平稳、顺利、安全生产具有密切的联系，因此，在矿井下空气压缩机的选择过程中，一定要结合矿井安全需要及矿井实际生产情况来确定，使空气压缩机的选择与煤矿企业实际的煤矿生产工艺要求相符，为煤矿企业的安全连续生产与应急救援奠定有力的基础。

［1］章之燕，李卫东.煤矿井下空气压缩机的选择与应用分析［J］.煤矿机电，2014（01）：101-103.

［2］李剑峰.煤矿地面空气压缩机自动控制技术的应用［J］.凿岩机械气动工具，2015（03）：59-60.