大排量高压空气压缩机组研制(2)

2009-10-24 李奇 合肥通用机械研究院

2.4、高压干燥净化装置设计研究

  空气由压缩机从大气经五级压缩至39.2MPa后,各级压缩空气除了在各级油水分离器中将大部分冷凝水和油及时排出机组外,高压压缩空气中仍然含有不同程度的水份、乳化油、微小颗粒物等,排出的空气仍达不到用户的要求,需要通过干燥和净化才能确保安全使用。该装置设计采用无热变压吸附再生式,并联双塔结构,一组吸附时另一组再生,在系统PLC程序控制下可双塔切换工作,连续供气,设计的储能器使操作更加安全,装置停机时实现自动排污,体积小可适应在撬装式高压压缩机组中,保证空气质量。

3、大排量高压空气压缩机组样机试制

  样机经方案设计,工艺和施工设计进入试制阶段,重点在活塞压缩机部件的试制,铸件结构复杂,铸造和加工精度要求高,为达到图样设计要求加工中保证其设计基准、工艺基准和装配基准的三者统一;曲柄连杆机构是活塞压缩机主要运动件,设计加工中等效平衡重的尺寸和重量直接影响到机组运转的平稳,工艺设计中采用了三维实体造型完成了等效平衡重的复核计算,确定平衡块的尺寸和外型的加工,减少了反复,加快了试制进度。

  机组装配采用分部件组合方式,各部件先按要求单独试制合格后在实施组装;活塞机部分装配质量对机组可靠运行至关重要,在专门编制的装配工艺中重点解决连杆销与十字头的装配,活塞杆与活塞体、十字头装配以及曲轴与曲轴箱体的装配。

4、试验

  样机按试验大纲先后完成调试试验、性能试验、200h型式试验和高温试验,结果如表1所示。

表1 试验结果

 

  结果表明:机组运行平稳,振动小、噪声低,操作方便;主要指标均符合设计要求;机组监测、控制及保护功能齐全,控制系统运行灵敏、可靠,能够实现自动报警、停车。

5、结语

  该机组经方案论证,技术、施工设计、工艺设计、样机试制、型式试验、高温环境试验,实现了预定目标,机组最高排气压力达39.2MPa,排气量达8m3/min。是国内目前该档压力中排量最大的机组。

  机组采用了先进的软起动器和PLC机组联控方式,运行实时监控,数据可定期下载,提高了机组运行管理水平,配套的高压干燥净化装置,露点为-55℃以下,达到了高压供气质量要求。机组经科学、合理的总体系统设计使各级排气温度较低并改善了气阀工作条件,减少了润滑油积碳的可能,提高了寿命,此外易损件数量的减少提高了机组运行的可靠性,活塞机良好的平衡设计和管路系统优化设计使机组振动小,高压运行的可靠性大大提高。

  该项目研究中设计的多功能外置平衡腔解决了螺杆机与活塞机的串联组合,通过高压段气阀和活塞环的攻关以及高压干燥净化装置的设计攻关和机组自动控制的设计确保了高压机组功能实现。

  大排量高压空压机组研制成功可以满足用户的需求,填补了国内空白,该机组与国外现代高压空压机组技术水平相当,达到国际先进水平。该机组现已投入小批生产。