1、壓縮機行業概況

  壓縮機是一種用于壓縮氣體借以提高氣體壓力的機械，它的種類很多、用途極廣。按壓縮氣體的原理，壓縮機可區分為容積式和動力式兩大類。容積式壓縮機是使氣體直接受到壓縮，氣體容積縮小、壓力提高的機械。按照運動方式的不同，它又分為往復式和回轉式兩種結構型式，前者稱為“往復式壓縮機”，后者稱為“回轉式壓縮機”。動力式壓縮機是首先將氣體分子獲得很高的速度，然后讓氣體停滯下來，使動能轉化為位能，即將速度轉化為壓力。動力式壓縮機主要型式有離心式和軸流式兩種。根據中華人民共和國國家標準《壓縮機分類》(GB4976-85)，壓縮機的分類情況如圖1。

 

  按照工作氣體介質不同，壓縮機可分為空氣動力用壓縮機、工藝流程用壓縮機、冷媒壓縮機。其中，空氣動力用壓縮機主要用于提供空氣動力；工藝流程用壓縮機主要用于石油、化工、冶金等行業生產工藝流程上壓縮各種單一或混合介質氣體；冷媒壓縮機的工作對象是冷媒介質，用于空調和制冷系統。

    壓縮機在國民經濟各領域有著廣泛的應用，如為礦山、冶金、電力、電子、機械制造、醫藥、食品、紡織輕工以及石油化工提供動力用的空氣壓縮機和純凈、無油、無菌壓縮空氣用壓縮機；為各種大型煉油裝置提供加氫壓縮機，為天然氣工業提供多規格的集輸用天然氣壓縮機；為化肥工業提供的氮氫氣壓縮機、二氧化碳壓縮機；為核潛艇、火箭發射提供配套的壓縮機；為環保型清潔燃料汽車加氣站改良環境和能源結構配套服務，提供多品種的CNG壓縮機、LNG壓縮機；為清潔能源的核電站配套用壓縮機。

    下游行業的需求帶動了我國壓縮機行業的快速發展。目前我國應用最為廣泛的壓縮機主要有活塞式壓縮機、螺桿式壓縮機和離心式壓縮機。

  2、螺桿空氣壓縮機及其核心部件

    (1)螺桿空氣壓縮機

  螺桿壓縮機依靠一對平行排列、相互嚙合的螺桿轉子與機殼形成壓縮腔，通過螺桿轉子齒間容積的變化而提高氣體壓力，屬于容積型回轉式壓縮機。螺桿壓縮機通常是指雙螺桿式壓縮機，主要由螺桿主機、動力裝置、控制系統、壓力容器、冷卻系統及其它配件構成。

    螺桿壓縮機的分類方法較多，最常見的分類方法是按照被壓縮氣體介質的種類分類，具體可分為空氣動力用螺桿壓縮機、工藝流程用螺桿壓縮機及制冷與空調用螺桿壓縮機，具體如圖2。

 

    螺桿壓縮機相對于活塞式壓縮機具有能耗低、排氣壓力穩定、故障率低、可靠性好、噪音低、維護簡單、環境適應性強和可實現自動化控制等顯著優點。在中低壓和中等排氣量工況條件下，螺桿壓縮機與活塞式壓縮機的性能對比如圖3。

 

 

    螺桿空氣壓縮機由于沒有進排氣閥片、運動部件及易損件少，具有20000到50000小時的運轉周期，甚至可達100000小時。螺桿壓縮機的零件數只為活塞壓縮機的1/10，在3000小時運轉期間，活塞壓縮機的故障率為螺桿壓縮機的10倍；在12000小時運轉期間，活塞壓縮機的故障率為螺桿壓縮機的4倍。螺桿壓縮機的振幅為活塞壓縮機的1/5，螺桿壓縮機對液擊不敏感，安全可靠。

  螺桿壓縮機具有“節能減排”優勢，與活塞式壓縮機相比，在相同工況下螺桿壓縮機能節省約15%-20%的能耗。國家發改委2005年12月頒布的《產業結構調整指導目錄（2005年本）》中將“100立方米及以下活塞式動力壓縮機制造項目”列為限制類，國家發改委2011年3月頒布的《產業結構調整指導目錄（2011年本）》中將“驅動電動機功率560千瓦及以下、額定排氣壓力1. 25兆帕及以下，一般用固定的往復活塞空氣壓縮機制造項目”列為限制類。

 

 

    用可靠性高的螺桿壓縮機在適用范圍內取代易損件多、可靠性差的活塞壓縮機，逐步成為壓縮機行業發展的必然趨勢。統計數據表明，在全世界范圍內，螺桿壓縮機的銷售量己占所有容積式空氣壓縮機銷售量的80%以上，在所有正在運行的容積式空氣壓縮機中，有50%是螺桿壓縮機，在我國，由于螺桿壓縮機發展歷程相對較短，上述比例分別為50%和25%左右。未來，螺桿壓縮機對活塞式壓縮機等傳統壓縮機的替代步伐將進一步加快。

    (2)螺桿主機

  螺桿壓縮機的主機是由裝有轉子、支撐轉子的軸承、密封和墊片及鑄鐵澆鑄的殼體等組成，其基本結構是在機殼內平行配置一對互相嚙合的螺旋形陰陽螺桿轉子，兩者互相反向旋轉。陽轉子與動力裝置相連，壓縮氣體驅動陰轉子同步旋轉，形成工作腔的容積變化，實現吸氣、壓縮和排氣過程的循環復始。

 

  螺桿主機是螺桿壓縮機的“心臟”和關鍵部件，其性能直接影響整機的可靠性、效率、使用壽命等重要指標，一般而言，螺桿主機占整機生產成本的30%左右。螺桿主機的技術主要體現在陰陽轉子的型線設計及加工、軸承設計、調節、潤滑技術以及密封性能等方面，其中又以轉子的型線設計及加工最為重要，型線的優劣直接決定了螺桿主機的性能和使用壽命。

  國際著名螺桿空氣壓縮機企業自主研發設計能力較強，特別是螺桿轉子型線的設計開發水平較高，如阿特拉斯·科普柯(Atlas Copco)、英格素蘭(Ingersoll Rand)、美國壽力(Sullair Corporation)、臺灣復盛等。目前國內具有螺桿主機自主研發設計能力的企業較少，大多數企業依賴外購螺桿主機進行整機裝配。伴隨國內螺桿壓縮機行業的迅猛發展，少數先進企業已掌握螺桿主機的研發設計，并形成一定的生產規模，主要包括開山股份、寧波鮑斯能源裝備股份有限公司、漢鐘精機等企業。

  隨著國內螺桿主機自主研發設計能力的不斷成長壯大，國內螺桿主機逐步開始替代國外進口的螺桿主機。目前，除國際企業外的國產化螺桿主機在國內的市場占有率約52%，還有較大的市場缺口需要依靠國外企業產品滿足，由此可見，我國國產化螺桿主機對國外螺桿主機產品的替代空間較大，市場前景較好。

  上述“除國際企業外的國產化程度”是指除英格素蘭、阿特拉斯、美國壽力等國外企業及其在中國內地設立的獨資企業在中國內地銷量以外，國內其它企業螺桿主機銷量占國內市場螺桿主機總銷量的比例。