喷油螺杆空压机的温度与压力和压缩介质并没有关系,决定温度的是空压机功耗、压缩气体比热容、润滑油量以及喷入润滑油温度等。如果喷入的润滑油温度很低其排气温度甚至低于进气温度。这种情况会被认为是等温压缩过程,能获得比绝热压缩更高效率,实际上空压机的最高效率仍比绝热压缩时效率低。
因为螺杆空压机转速高在气体压力升高过程中,与喷入的润滑油不能很好的实现热交换。所以在压缩结束后气体温度会高于油温,当气体与润滑油进入油气分离系统及冷却器来实现热量平衡,最终达到相同的排气温度。
工作过程中排气温度越高所需要的油冷却器越小,同时需要的润滑油量也越小。但是排气温度越高空压机中预留的间隙也会越大其效率也会降低。温度越高也会有更多的气态润滑油从而增加了油气分离的难度,高温也会降低润滑油使用寿命。尤其是矿物润滑油在高温状态下就会发生氧化,碳化分解导致其使用寿命降低。
螺杆空压机的理想排气温度是85℃左右,主机内的转子间隙一般为5~12μm,转子咬合时膨胀温度一般在130℃~140℃。因此需要将温度控制在110℃以下,当排气温度超过110℃时一般都会报高温停机。对于满负载运行空压机且温度在100℃以上建议使用合成润滑油。
在螺杆空压机上一般在主机出口附近会有一个温度传感器,来监控主机出口处油气混合物温度。想要控制压缩主机出口温度最主要的是控制主机内喷油温度,但是控制喷油的是温控阀。
需要注意的是空压机的排气温度并不是越低越好,既不能太高也不能过低。高温会导致润滑油积碳、效率低、故障停机等。那为什么温度不能太低呢?主要是防止出现冷凝水。排气温度不得低于气体压缩后水蒸气分压力所对应的饱和温度,其实就是压力露点温度。在100%的相对湿度下,如果环境温度为20℃吸入空气并压缩到0.8MPa,其对应饱和温度为59℃,当排气温度温度低于59℃时就会出现冷凝水。为了保证有足够的冗余度尽量减少冷凝水出现通常排气温度不能低于70℃。详细可以看这篇文章中的图片螺杆空压机温度控制二。