摘要：以通礦集團(tuán)大成礦在用空壓機(jī)為例對空壓機(jī)的檢測和控制系統(tǒng)進(jìn)行了研究。分析比較了電流、電壓、溫度等參數(shù)實時檢測的傳感器，確定了傳感器的類型。針對原有繼電器控制系統(tǒng)的缺陷，提出了基可編譯邏輯控制器（PLC）、觸摸屏和組態(tài)軟件相結(jié)合的智能化空壓機(jī)控制系統(tǒng)，為礦井的安全生產(chǎn)奠定了良好的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：空壓機(jī)；檢測系統(tǒng)；控制系統(tǒng)

壓風(fēng)系統(tǒng)是礦井生產(chǎn)系統(tǒng)的重要組成部分之一，其為風(fēng)鎬、氣錘、氣動鑿巖機(jī)等風(fēng)動機(jī)械設(shè)備提供動力，由空氣壓縮機(jī)、空氣過濾器、安全保護(hù)裝置等組成[1]?？諝鈮嚎s機(jī)（簡稱為“空壓機(jī)”）是壓風(fēng)系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，能夠?qū)⒖諝鈮嚎s并運(yùn)送，同時能降低設(shè)備溫度，提供空氣壓力動力[2]。因此，建立穩(wěn)定、高效的空氣壓縮機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)是一個重要的研究課題。近年來，國內(nèi)外專家在空氣壓縮機(jī)的自動化方面開展了大量的研究工作，并取得了優(yōu)秀的研究成果。如國外研發(fā)的PDM3000型空氣壓縮機(jī)在線實時監(jiān)控系統(tǒng)[3]，能夠?qū)崟r顯示空壓機(jī)的重要參數(shù)，同時發(fā)出啟動、關(guān)閉、停機(jī)或報警等預(yù)警信號，實現(xiàn)了空壓機(jī)的高效自動化管理，大幅度降低了人力成本；國內(nèi)如哈爾濱工程大學(xué)丁才發(fā)教授團(tuán)隊研發(fā)的SACDS空壓監(jiān)控系統(tǒng)[4-5]，能實現(xiàn)熱力、振動、電流等80多個參數(shù)的在線監(jiān)控。綜上所述，空壓機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的研發(fā)和應(yīng)用是未來礦井生產(chǎn)系統(tǒng)的關(guān)鍵。本文以通礦集團(tuán)大成礦在用空壓機(jī)為研究對象，設(shè)計了空壓機(jī)的自動化監(jiān)控方案，該方案基于PLC、觸摸屏和組態(tài)軟件對空壓機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，并提供空壓機(jī)的啟動、停止和報警等控制操作，保證空壓機(jī)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行。

1空壓機(jī)檢測與控制系統(tǒng)硬件設(shè)計

1.1傳感器的選擇

由于監(jiān)控系統(tǒng)的主要作用是檢測空壓機(jī)的運(yùn)行參數(shù)，如排氣溫度、排氣壓力、主機(jī)電壓和電流、電動機(jī)運(yùn)行狀態(tài)和電機(jī)振動，因此傳感器的性能將直接影響監(jiān)控效果。本文重點討論了溫度傳感器、壓力傳感器、電動機(jī)參數(shù)采集模塊與互感器和電動機(jī)振動傳感器的選擇。1.1.1溫度傳感器常用的溫度傳感器有熱電偶溫度計、液體膨脹式溫度開關(guān)和固體膨脹式溫度開關(guān)3種，其中固體膨脹式溫度開關(guān)適用于100℃以下的溫度檢測，液體膨脹式溫度開關(guān)多在100～250℃的溫度范圍內(nèi)使用，而熱電偶溫度計適合250℃以上溫度的測試。當(dāng)空壓機(jī)內(nèi)溫度超過1100℃時，空壓機(jī)需停機(jī)報警，因此本文選擇熱電偶型傳感器，溫度檢測元件為ZSBWR一體化數(shù)顯溫度變送器。1.1.2壓力傳感器空壓機(jī)的正常運(yùn)行需滿足以下兩個條件：一是保證潤滑油壓力在一定范圍內(nèi)，若壓力超過0.17MPa時，空壓機(jī)啟動運(yùn)轉(zhuǎn)；當(dāng)壓力下降至0.14MPa時，空壓機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。二是空壓機(jī)的出口排氣壓力要保持在一定范圍內(nèi)，若壓力超過0.75MPa，空壓機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，這一措施的目的是防止壓力過大造成機(jī)器損壞。本文采用MB420智能壓力變送器監(jiān)控潤滑油壓力和出口排氣壓力。1.1.3電動機(jī)參數(shù)采集模塊和互感器本文采用EDA9033A三相電參數(shù)采集模塊，能夠直接采集電動機(jī)的三相電流，三相電壓，三相有功功率、無功功率及功率因數(shù)，具有方便快捷、安全系數(shù)高、成本低等優(yōu)勢。根據(jù)主機(jī)電流的大小選擇合適的互感器，互感器包括C-26、C-30和C-64三種類型。C-26的內(nèi)徑為26mm，電流范圍為0～300A；C-30的內(nèi)徑為30mm，電流范圍為0～400A；C-64的內(nèi)徑為64mm，電流范圍為0～1000A。根據(jù)本文主機(jī)電流大小，最終選擇電流范圍為0～300A的C-26型。1.1.4電動機(jī)振動傳感器電動機(jī)振動的正常與否是判斷設(shè)備是否需要停機(jī)維修或保養(yǎng)的重要依據(jù)，標(biāo)準(zhǔn)的電動機(jī)振動頻率為4.5mm/s，根據(jù)振動頻率，從而確定電動機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)。本文選擇BVM-200B一體化型振動變送器，能夠監(jiān)控包括機(jī)殼、軸瓦、軸系等在內(nèi)的振動形式。

1空壓機(jī)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計方法探討

1.1空壓機(jī)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計的主要方法。空壓機(jī)系統(tǒng)可通過優(yōu)化系統(tǒng)選擇，對空壓機(jī)和后處理設(shè)備進(jìn)行合理選型來達(dá)到節(jié)能設(shè)計的目的。在系統(tǒng)選擇上突破“同型式、同容量的空氣壓縮機(jī)”的限制，按壓力的不同需求分別選擇高、低壓壓縮空氣分流的系統(tǒng)；重視空壓機(jī)設(shè)備能效水平，根據(jù)比功率參數(shù)選擇節(jié)能型空壓機(jī)；根據(jù)不同壓力露點選擇合適的后處理設(shè)備，減小后處理設(shè)備的壓縮空氣損耗量。1.1.1選擇高、低壓壓縮空氣分流系統(tǒng)。根據(jù)工程不同用氣壓力要求，分別設(shè)置常規(guī)的高壓空壓機(jī)系統(tǒng)和低壓空壓機(jī)系統(tǒng)，系統(tǒng)分開，分別備用。根據(jù)多個工程資料收集，濃相氣力除灰系統(tǒng)和石灰石氣力輸送系統(tǒng)的輸送壓損一般在0.2～0.3MPa，個別電廠接近0.4MPa(見圖1)，故對于這兩種用氣可以采用排氣壓力為0.3～0.55MPa的低壓空壓機(jī)。離心式空壓機(jī)在額定負(fù)荷穩(wěn)定不變運(yùn)行時，能效一般優(yōu)于螺桿機(jī)[2]，而螺桿機(jī)在變負(fù)荷工況下的性能明顯優(yōu)于離心機(jī)(如調(diào)節(jié)范圍和方式、啟停響應(yīng)時間、靈活性和節(jié)能性等)，在大氣量系統(tǒng)選擇時應(yīng)注意到系統(tǒng)氣量隨負(fù)荷變化的特點，選擇離心式空壓機(jī)為主力機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行，螺桿空壓機(jī)調(diào)節(jié)運(yùn)行。一般來說，對于排氣壓力為0.7MPa的空壓機(jī)，排氣壓力每降低0.1MPa，能耗可以降低7%左右。故采用低壓空壓機(jī)系統(tǒng)可以有效降低系統(tǒng)能耗。根據(jù)工程經(jīng)驗，對于低壓耗氣量超過300m3/min的大型空壓機(jī)站系統(tǒng)，推薦采用高低壓系統(tǒng)分開設(shè)計，儀用氣系統(tǒng)推薦采用高壓螺桿系統(tǒng)，輸送用氣系統(tǒng)推薦采用低壓離心＋低壓螺桿方案。1.1.2對空壓機(jī)進(jìn)行合理選型。根據(jù)工程用氣條件及系統(tǒng)選擇要求，選擇合適的空壓機(jī)，不僅要求對儀用高壓螺桿式空壓機(jī)選用較高能效的產(chǎn)品，并且低壓空壓機(jī)的主力運(yùn)行機(jī)選擇低壓離心式空壓機(jī)，運(yùn)行能耗更低。國家非常重視設(shè)備的節(jié)能，從行業(yè)規(guī)范和政策上對節(jié)能設(shè)備進(jìn)行引導(dǎo)和扶持。而能源效率等級是判斷產(chǎn)品是否節(jié)能的最重要指標(biāo)。目前在空壓機(jī)行業(yè)已經(jīng)對容積式空壓機(jī)能效等級進(jìn)行了分級，空壓機(jī)能效等級分為3級，其中1級能效最高。對于噴油螺桿式空壓機(jī)，單從設(shè)備的電耗來說，2級能效的空壓機(jī)比3級能效的空壓機(jī)節(jié)能10％以上[3]。1臺40m3/min，排氣壓力0.7MPa的空壓機(jī)，運(yùn)行電耗大約是250kW，如果按年運(yùn)行5500h，電價按0.4元/度計算，每年節(jié)約10％的電耗大約節(jié)省5.5萬元，相當(dāng)于5年內(nèi)節(jié)約的電費可以再買一臺相同的設(shè)備，所以節(jié)能效果相當(dāng)可觀。理論上能效等級越高越好，但是目前能達(dá)到1級能效的空壓機(jī)還非常少，為了便于設(shè)備招標(biāo)，可以要求設(shè)備能效等級達(dá)到1級或2級，杜絕使用不節(jié)能設(shè)備。對于低壓空壓機(jī)，目前常用的有離心式空壓機(jī)、噴油螺桿式空壓機(jī)和無油螺桿式空壓機(jī)。需要注意的是，螺桿式空壓機(jī)一般是定型產(chǎn)品，低壓噴油螺桿機(jī)存在跑油問題。另外也需要重視低壓空壓機(jī)的能效水平，由于目前低壓空壓機(jī)還沒有統(tǒng)一的能效等級規(guī)范，但仍應(yīng)根據(jù)其比功率水平進(jìn)行選取。目前市場上排氣壓力為0.3～0.5MPa低壓噴油螺桿空壓機(jī)比功率可以達(dá)到4.1～4.8kW/(m3/min)。而低壓離心式空壓機(jī)一般是根據(jù)工況點設(shè)計，并且是全無油的機(jī)型，沒有低壓噴油機(jī)遇到的問題，一般能夠保證較好的運(yùn)行效率和較高的可靠性，適合大容量穩(wěn)定運(yùn)行的場合。1.1.3對后處理設(shè)備進(jìn)行合理選型。根據(jù)壓力露點[4]要求選用零氣耗壓縮熱和外加熱后處理設(shè)備，減小空壓機(jī)選型容量。由于低壓空氣體積增大，流速增加，其后處理設(shè)備選型需要加大，再生耗氣量也會增大，但是選用零氣耗后處理設(shè)備后，則減少了再生耗氣量的損耗，節(jié)約了用氣，反應(yīng)到空壓機(jī)上就是可以降低空壓機(jī)的容積流量，則相應(yīng)的空壓機(jī)運(yùn)行能耗降低。1.2其他節(jié)能方式。1.2.1空壓機(jī)站的余熱回收。[5]空壓機(jī)在壓縮過程中產(chǎn)生大量的熱能，但是由于這些熱能回收溫度不高，在電廠中能利用的地方不多，主要方向是生活熱水利用、寒冷地區(qū)冬季取暖，后處理設(shè)備還可以利用了離心式空壓機(jī)的壓縮熱等。1.2.2空壓機(jī)系統(tǒng)及管網(wǎng)的精確計算通過對系統(tǒng)管網(wǎng)及布置的優(yōu)化設(shè)計，降低系統(tǒng)的壓降，從而在選擇空壓機(jī)時選擇合適的壓力。1.2.3空壓機(jī)站宜采用集散控制系統(tǒng)。(distributedcontrolsystem,DCS)或群控的節(jié)能控制方式空壓機(jī)系統(tǒng)主要管道宜裝設(shè)露點儀及流量計，用于實時監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)并及時進(jìn)行調(diào)控?？刂葡到y(tǒng)除了具備基本的邏輯控制外，還應(yīng)具備數(shù)據(jù)的紀(jì)錄、儲存以及分析的功能，通過對長期運(yùn)行數(shù)據(jù)的分析以及通過優(yōu)化的算法，達(dá)到最優(yōu)控制的目的。1.2.4針對系統(tǒng)的波動選擇大容量儲氣罐系統(tǒng)。一般來說，火電廠的用氣比如除灰輸送用氣是波動的，可能造成空壓機(jī)系統(tǒng)空壓機(jī)頻繁啟停。有效的氣量消峰可以避免備用機(jī)的啟停次數(shù)。1.3火電廠空壓機(jī)站節(jié)能的判定標(biāo)準(zhǔn)。衡量一個電廠空壓機(jī)站是否節(jié)能，主要是看單位氣量下的動力消耗指標(biāo)(或單位動力下的產(chǎn)氣指標(biāo))。前面設(shè)備部分已提到設(shè)備的能效等級的概念，但個別設(shè)備的節(jié)能僅僅指設(shè)備本身，對于空壓機(jī)系統(tǒng)，影響節(jié)能的因素很多。所以對于火力發(fā)電廠的空壓機(jī)系統(tǒng)，特別是大容量空壓機(jī)系統(tǒng)，采用統(tǒng)一的系統(tǒng)能效指標(biāo)來衡量系統(tǒng)的節(jié)能是非常有必要的。系統(tǒng)能效作為有一定超前性的指標(biāo)，能夠比較直觀地衡量系統(tǒng)的節(jié)能性，其與設(shè)備初投資和全壽命期優(yōu)等標(biāo)準(zhǔn)所側(cè)重的方面不同，因為設(shè)備價格、檢修維護(hù)價格等是動態(tài)的，隨技術(shù)進(jìn)步長期來說是不斷降低的，而能源價格長期是不斷上漲的，故能效指標(biāo)在全壽命期優(yōu)的各種指標(biāo)中更具有前瞻性，其重要性是不斷增加的。目前來看，在空壓機(jī)系統(tǒng)中設(shè)備初投資僅占全壽命期投資的10％左右，而系統(tǒng)運(yùn)行費用所占的比重在85％以上，故系統(tǒng)能效與全壽命期優(yōu)有高度的符合性，即系統(tǒng)能效的高低基本反應(yīng)了全壽命期經(jīng)濟(jì)性的情況。目前空壓機(jī)行業(yè)的空壓機(jī)站能效標(biāo)準(zhǔn)正在制訂之中，推薦按綜合輸功效率標(biāo)準(zhǔn)來判斷空壓機(jī)站的節(jié)能水平，但其中熱能回收占很大比例，不能較好地反映當(dāng)前火電廠空壓機(jī)站的實際情況。故在現(xiàn)階段我們暫不采用綜合輸功效率，系統(tǒng)能效仍然參照空壓機(jī)設(shè)備的能效表示方法，即采用系統(tǒng)比功率：產(chǎn)出的有效氣量和輸入功率的比。

2空壓機(jī)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計實例

以越南某電廠為例，通過大容量壓縮空氣系統(tǒng)優(yōu)化的典型案例比較，說明經(jīng)過優(yōu)化后的節(jié)能效果：該電廠為2×600MW循環(huán)流化床鍋爐(circulatingfluidizedbedboiler,CFB)機(jī)組，四爐兩機(jī)，全廠采用集中空壓機(jī)站。1)主要氣象資料當(dāng)?shù)?996年～2007年主要氣象資料平均值見表1。2)工程用氣量資料經(jīng)過除灰、熱控、熱機(jī)等專業(yè)統(tǒng)計，全廠需要的壓縮空氣用量見表2。3)原設(shè)計方案全廠耗氣量合計為580Nm3/min，考慮到后處理選用組合式干燥機(jī)，在壓力露點為－20℃時再生耗氣量為4%，用氣點壓縮余量修正后的標(biāo)準(zhǔn)容積流量Qe為：Qe=580×(1+4%)=603.2Nm3/min。根據(jù)全廠耗氣量合計，計算空壓機(jī)自由出風(fēng)量(freeairdelivery，F(xiàn)AD，指經(jīng)過壓縮機(jī)壓縮后的空氣體積以入氣口的自由空氣狀況(溫度，壓力，濕度等)來表示)[6]：Qfad＝(PN/P)×[(273＋t)/(273＋tN)]×Qe(1)式中：Qfad為空壓機(jī)FAD流量(m3/min)；PN為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，絕對壓力(MPa)，取0.1013；P為空壓機(jī)工作環(huán)境壓力，絕對壓力(MPa)，忽略空氣中水蒸氣分壓，近似取當(dāng)?shù)卮髿鈮?.1013；t為空壓機(jī)工作環(huán)境溫度(℃)，取40.7；tN為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)溫度(℃)，取0；Qe為用氣點壓縮余量修正后的標(biāo)準(zhǔn)容積流量(Nm3/min)，計算得603.2。將數(shù)值代入，計算得Qfad＝693m3/min。原設(shè)計方案按全廠集中方案擬定，采用同容量，同型號空壓機(jī)。設(shè)備配置見表3。表3原設(shè)計方案設(shè)備配置表編號項目原設(shè)計方案備注1空壓機(jī)設(shè)備配置12臺70m3/min，0.75MPa噴油螺桿機(jī)10臺運(yùn)行，2臺備用螺桿式空壓機(jī)選擇3級能效以上產(chǎn)品2后處理設(shè)備配置12臺85Nm3/min組合式干燥機(jī)10臺運(yùn)行，2臺備用4)優(yōu)化設(shè)計方案優(yōu)化設(shè)計方案采用高低壓分開方案，高壓空壓機(jī)部分采用噴油螺桿式空壓機(jī)，低壓空壓機(jī)部分推薦采用低壓離心式空壓機(jī)＋低壓螺桿式空壓機(jī)組合的方案。通過計算，低壓空壓機(jī)出口壓力選用0.55MPa；后處理設(shè)備選用零氣耗鼓風(fēng)外加熱干燥機(jī)和零氣耗壓縮外加熱干燥機(jī)；經(jīng)過流量修正計算，空壓機(jī)的FAD選型流量降低。根據(jù)公式(1)高壓部分FAD流量計算結(jié)果為：75m3/min。低壓部分FAD流量計算結(jié)果為：595m3/min。優(yōu)化后的方案配置見表4。5)初投資和運(yùn)行費比較見表5。6)小結(jié)本案例中，優(yōu)化后的系統(tǒng)綜合比功率降低了1.73kW/(m3/min)，年運(yùn)行電費節(jié)約270萬元(約占原設(shè)計方案年運(yùn)行電費的28％)，優(yōu)化成果顯著，詳見圖2。雖然初投資有所增加，但優(yōu)化設(shè)計方案的全壽命期總價仍比原設(shè)計方案節(jié)約25%左右。

3結(jié)論

本文的案例表明，優(yōu)化后的系統(tǒng)節(jié)能效果顯著。對于火電廠大容量空壓機(jī)站的節(jié)能設(shè)計可采用如下方法：1)當(dāng)火電廠低壓耗氣量超過300Nm3/min時，空壓機(jī)站系統(tǒng)推薦按高、低壓壓縮空氣系統(tǒng)分流設(shè)計，儀用氣系統(tǒng)采用高壓螺桿機(jī)，輸送用氣系統(tǒng)采用低壓離心＋低壓螺桿機(jī)供氣的方案。2)空壓機(jī)設(shè)備合理選型，選擇能效等級高、比功率較低的空壓機(jī)產(chǎn)品。3)后處理設(shè)備優(yōu)化配置，根據(jù)壓力露點需求選用零氣耗或低氣耗的后處理設(shè)備。4)除了單個設(shè)備選擇節(jié)能產(chǎn)品，同時要滿足系統(tǒng)能效高的要求。5)宜對系統(tǒng)及管網(wǎng)進(jìn)行精確計算，滿足系統(tǒng)在穩(wěn)定負(fù)荷以及負(fù)荷波動情況下的最優(yōu)控制要求。6)在有條件的情況下可對空壓機(jī)站的余熱回收利用。

摘要：在進(jìn)行生產(chǎn)期間必須要使用到各種工作的物理量，比如氣壓、氣溫、油壓等等，都在伴隨這生產(chǎn)的變化在進(jìn)行著變化，但卻一直保持著一定的物理量的定值，或者是某些物理量在生產(chǎn)期間出現(xiàn)必要的變化，這就成了電控最終的目的。為了更好的去達(dá)到這一目的，空壓機(jī)器械的功率都必須要按照相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行生產(chǎn)和配置。

關(guān)鍵詞：空壓機(jī)；變頻；節(jié)能改造；技術(shù)研究

1空壓機(jī)改造的重要性

空壓機(jī)是當(dāng)前一種運(yùn)用較為廣泛的一種設(shè)備。伴隨著當(dāng)前社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，當(dāng)前能源消耗的壓力也在不斷的增強(qiáng)，電能的消耗也是當(dāng)前企業(yè)較為重視的。高效率低消耗的科技技術(shù)越來越受廣大企業(yè)的歡迎。在空壓機(jī)供氣上將變頻應(yīng)用上也在進(jìn)行著不斷的發(fā)展，在節(jié)約電力的同時也可以很好的改善空壓機(jī)的性能，提升供氣的品質(zhì)。變頻環(huán)保的理念已經(jīng)成為了當(dāng)前國內(nèi)發(fā)展的主要趨勢。

2空壓機(jī)環(huán)保節(jié)能理論和效益的評判

2.1降低壓差消耗

1引言

空壓機(jī)在工業(yè)生產(chǎn)中有著廣泛地應(yīng)用。在供水行業(yè)中，它擔(dān)負(fù)著為水廠所有氣動元件，包括各種氣動閥門，提供氣源的職責(zé)。因此它運(yùn)行的好壞直接影響水廠生產(chǎn)工藝。

空壓機(jī)的種類有很多，但其供氣控制方式幾乎都是采用加、卸載控制方式。例如我廠使用的南京三達(dá)活塞式空壓機(jī)、美國壽力螺桿壓縮機(jī)和Atlas螺桿式空壓機(jī)都采用了這種控制方式。根據(jù)我們多年的運(yùn)行經(jīng)驗，該供氣控制方式雖然原理簡單、操作簡便，但存在能耗高，進(jìn)氣閥易損壞、供氣壓力不穩(wěn)定等諸多問題。

隨著社會的發(fā)展和進(jìn)步，高效低耗的技術(shù)已愈來愈受到人們的關(guān)注。在空壓機(jī)供氣領(lǐng)域能否應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)，節(jié)省電能同時改善空壓機(jī)性能、提高供氣品質(zhì)就成為我們關(guān)心的一個話題。結(jié)合生產(chǎn)實際，我們選擇了一臺美國壽力LS-10型固定式螺桿空壓機(jī)進(jìn)行了研究。

2空壓機(jī)加、卸載供氣控制方式簡介

作者以美國壽力LS-10型固定式螺桿空壓機(jī)電控原理圖(如圖3所示)為例,對加、卸載供氣控制方式進(jìn)行簡單介紹。

摘要：高排氣溫度就是空壓機(jī)因系統(tǒng)中出現(xiàn)的各種問題引起的溫升故障?？諌簷C(jī)在運(yùn)行中如得不到充足的潤滑或冷卻，會使機(jī)體處在高溫中長時間工作。而過高的油溫會降低輸氣系數(shù)和增加功率消耗，潤滑油粘度也會降低，過高的溫度還會使轉(zhuǎn)子和軸承材料的物理系數(shù)值產(chǎn)生變化，使軸承產(chǎn)生異常摩擦損耗，甚至出現(xiàn)軸承散珠事故，溫度過高還會使?jié)櫥驮诮饘俚拇呋鲁霈F(xiàn)熱分解，生成對工作有害的游離碳、酸類物和水分(結(jié)碳)，嚴(yán)重時會使整個主機(jī)螺桿卡死或出現(xiàn)停跳現(xiàn)象，而影響企業(yè)的正常生產(chǎn)。

關(guān)鍵詞：空壓機(jī)；高排氣溫度；故障排除；冷卻改造

空壓機(jī)是一種對氣體進(jìn)行壓縮的機(jī)械設(shè)備。氣體的壓縮依靠容積的變化來實現(xiàn)，而容積的變化又是借助壓縮機(jī)的一對轉(zhuǎn)子在機(jī)殼內(nèi)作回轉(zhuǎn)運(yùn)動來達(dá)到?？諝獗粔嚎s后也就是對空氣做了功，其溫度必然要升高，再經(jīng)過熱能的傳遞，傳到缸體上，缸體發(fā)熱，過熱就會出現(xiàn)所排出的空氣溫度超過規(guī)定值。而過高的溫度也會使機(jī)體內(nèi)轉(zhuǎn)子和軸承材料的物理系數(shù)值產(chǎn)生變化，嚴(yán)重時會使整個主機(jī)抱死出現(xiàn)停跳現(xiàn)象，雖然空氣壓縮機(jī)廠家都對高溫加裝了保護(hù)裝置，但故障的存在也會使該保護(hù)裝置頻繁動作，影響到企業(yè)的正常生產(chǎn)。

我廠使用的是1998年引進(jìn)的3臺康普爾注油式螺桿空氣壓縮機(jī)，型號DSR-10A，功率17•5KW，供氣壓力為0.7MPa，排氣量為67m3/min。設(shè)備實行三機(jī)兩運(yùn)行，即兩臺運(yùn)行一臺備用，產(chǎn)氣時間分別為8.6萬小時8.4萬小時7.9萬小時。由于投入運(yùn)行時間較長，設(shè)備經(jīng)常處在較高排氣溫度狀況下運(yùn)行(76℃～95℃較多，甚至高達(dá)102℃)，尤其在夏季最為明顯。在通過常規(guī)的處理方法，如更換潤滑油、空氣濾清器、清洗油冷卻器、冷卻水管路、甚至更換新的溫控閥等，使用效果仍不理想。

一、空壓機(jī)故障簡介

高排氣溫度是螺桿空壓機(jī)最常見的故障，其危害性最大。通常螺桿空壓機(jī)的工作溫度在65℃～85℃之間，該機(jī)設(shè)定最高排氣溫度為100攝氏度，超過此溫度時便會自動停機(jī)報警。如果設(shè)備長期處在高排氣溫度狀況下運(yùn)行，過高的溫度會使轉(zhuǎn)子和軸承材料的物理系數(shù)值產(chǎn)生變化，使軸承產(chǎn)生異常摩擦損耗，甚至出現(xiàn)軸承散珠事故。過高的油溫也會降低輸氣系數(shù)和增加功率消耗，潤滑油粘度也會降低，溫度過高還會使?jié)櫥驮诮饘俚拇呋鲁霈F(xiàn)熱分解，生成對工作有害的游離碳、酸類物和水分(結(jié)碳)，嚴(yán)重時會使整個主機(jī)螺桿卡死或出現(xiàn)停跳現(xiàn)象。雖然空壓機(jī)對預(yù)防高溫加裝了保護(hù)裝置，但故障的存在使該裝置頻繁動作，影響到企業(yè)的正常生產(chǎn)。

摘要：目前，空壓機(jī)節(jié)能改造方面多采用變頻調(diào)速技術(shù)手段，通過生產(chǎn)實踐具有良好的節(jié)能效果，有效降低了空壓機(jī)能耗，提高了運(yùn)行效率；同時變頻調(diào)速的應(yīng)用也實現(xiàn)了空壓機(jī)的軟啟動和恒壓供氣，延長了設(shè)備壽命，保障了正常生產(chǎn)。本文結(jié)合生產(chǎn)實踐，對空壓機(jī)變頻節(jié)能技術(shù)的基本原理和實際應(yīng)用進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：空壓機(jī)；壓縮空氣；變頻器；節(jié)能

空壓機(jī)是一種氣體壓縮設(shè)備，以氣體壓力作為動力源，具有供壓穩(wěn)定、壓強(qiáng)大、可控性好的優(yōu)點，在鋼鐵廠煉鋼、連鑄、高爐噴煤等生產(chǎn)環(huán)節(jié)都有著十分廣泛的應(yīng)用，是生產(chǎn)必不可少的動力設(shè)備。絕大多數(shù)氣動元件都是以空壓機(jī)作為氣源來維持運(yùn)轉(zhuǎn)，因此運(yùn)行情況與企業(yè)生產(chǎn)密切相關(guān)。同時，空壓機(jī)也是工業(yè)生產(chǎn)中主要的能耗設(shè)備，用能耗約可占整個鋼鐵企業(yè)能耗的15％以上；但由于控制和運(yùn)行方式不當(dāng)?shù)仍?，連續(xù)工頻運(yùn)行下空壓機(jī)的電能消耗也是十分嚴(yán)重的，浪費率最高可達(dá)到40%，節(jié)能空間巨大。在當(dāng)前鋼鐵企業(yè)節(jié)能增效的要求下，作為企業(yè)能耗大戶，空壓機(jī)的節(jié)能改造問題也成為企業(yè)技術(shù)公關(guān)的重點。目前，空壓機(jī)節(jié)能改造方面多采用變頻調(diào)速技術(shù)手段，通過生產(chǎn)實踐具有良好的節(jié)能效果，有效降低了空壓機(jī)能耗，提高了運(yùn)行效率；同時，變頻調(diào)速的應(yīng)用也實現(xiàn)了空壓機(jī)的軟啟動和恒壓供氣，延長了設(shè)備壽命，保障了正常生產(chǎn)。本文結(jié)合生產(chǎn)實踐，對空壓機(jī)變頻節(jié)能技術(shù)的基本原理和實際應(yīng)用進(jìn)行了探討。

一、鋼鐵廠空壓機(jī)系統(tǒng)基本概況

1.空壓機(jī)運(yùn)行的基本原理?？諌簷C(jī)是通過對氣體的機(jī)械壓縮，改變氣體分子密度，使之具有壓力能的一種設(shè)備。從基本工作原理和能量轉(zhuǎn)換的角度來看，空壓機(jī)實質(zhì)是一種能量轉(zhuǎn)換設(shè)備，它利用了空氣的可壓縮性，把機(jī)械運(yùn)動的動能轉(zhuǎn)化為氣體壓力能，然后通過氣體壓力能再推動其他設(shè)備運(yùn)行做功。根據(jù)對氣體壓縮方式的不同，空壓機(jī)可分為容積式壓縮機(jī)和透平式壓縮機(jī)兩類。容積式壓縮機(jī)是在嚴(yán)格密閉條件下，對氣體進(jìn)行機(jī)械壓縮，通過減少容積和增大氣體密度來達(dá)到增大氣體壓力的目的；透平式壓縮機(jī)是通過旋轉(zhuǎn)的葉輪葉片對氣體做功，以提高氣體動能和增大氣體壓力。2.鋼鐵廠空壓機(jī)系統(tǒng)基本概況。經(jīng)空壓機(jī)增壓后并具有壓力能的空氣稱之為壓縮空氣。在鋼鐵企業(yè)中，壓縮空氣是一種重要的動力源，其應(yīng)用非常廣泛。例如燒結(jié)氣體輸送、高爐噴吹、氣刀噴吹、各種氣動儀表閥等，都是采用空氣壓力作為其動力來源。沒有壓縮空氣或者是氣體壓力不足，許多生產(chǎn)環(huán)節(jié)將無法生產(chǎn)，被迫停機(jī)，由此可見空壓機(jī)對工業(yè)生產(chǎn)的重要性。為保證足夠的、不間斷的氣體壓力供應(yīng)，鋼鐵企業(yè)建立了遍布各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)的復(fù)雜的壓縮空氣系統(tǒng)，因此，空壓機(jī)系統(tǒng)也是鋼鐵廠生產(chǎn)過程中電能消耗的重要環(huán)節(jié)。

二、空壓機(jī)采用變頻調(diào)速的必要性

摘要：近些年以來，節(jié)能減排日益受到了更多行業(yè)關(guān)注。對于空壓機(jī)而言，對其有必要著眼于余熱的全面回收，在此前提下致力于全方位的減排與節(jié)能。因此可見，運(yùn)用余熱回收的途徑與措施在客觀上能夠顯著增強(qiáng)整個空壓機(jī)現(xiàn)有的運(yùn)行效能，同時也從源頭入手消除了潛在性的空壓機(jī)污染。在目前階段中，針對空壓機(jī)裝置有必要因地制宜適用節(jié)能減排的余熱回收技術(shù)，從而顯著減低空壓機(jī)當(dāng)前的運(yùn)行能耗并且實現(xiàn)了總體上的節(jié)能優(yōu)化。

關(guān)鍵詞：空壓機(jī)；余熱回收；設(shè)備節(jié)能減排技術(shù)

引言

空壓機(jī)設(shè)備如果要保持正常運(yùn)轉(zhuǎn)，則需全面依賴電能供應(yīng)。然而在目前現(xiàn)狀下，空壓機(jī)在涉及到能源轉(zhuǎn)換時仍會耗費較高比例的電能及其他能源，同時也呈現(xiàn)了較大比例的排放。為了從源頭入手加以改進(jìn)，針對現(xiàn)有的空壓機(jī)設(shè)施就要引入新型的余熱回收方式，同時還需致力于改造其中的動力設(shè)備。在全面實現(xiàn)上述改造的前提下，空壓機(jī)就可以妥善回收余熱并且杜絕了較高比例的能耗，對于此項舉措有待予以全方位的優(yōu)化。

1全面施行設(shè)備節(jié)能減排的重要價值

在當(dāng)前的工業(yè)生產(chǎn)中，空壓機(jī)構(gòu)成了不可或缺的工業(yè)設(shè)施。然而實質(zhì)上，空壓機(jī)如果要保障正常實現(xiàn)自身的運(yùn)行，那么將會呈現(xiàn)較高比例的能源耗費。因此在現(xiàn)階段中，針對整個空壓機(jī)裝置亟待予以減排與節(jié)能的全面優(yōu)化，運(yùn)用減排節(jié)能的途徑與措施來杜絕過高的能耗，實現(xiàn)企業(yè)現(xiàn)有的運(yùn)行成本減低。近些年以來，有關(guān)部門針對空壓機(jī)設(shè)施更多關(guān)注了其中的熱能回收措施，通過運(yùn)用回收余熱的方式來實現(xiàn)綜合性的改造優(yōu)化。具體而言，節(jié)能減排措施運(yùn)用于空壓機(jī)設(shè)施體現(xiàn)為如下的必要性：首先是全面減低空壓機(jī)現(xiàn)有的能源消耗。從根本上來講，空壓機(jī)運(yùn)行必須依賴于電能的全面供應(yīng)。余熱回收技術(shù)并不需要憑借外界為其提供必需的能源，而是可以在空壓機(jī)內(nèi)部實現(xiàn)整個回收余熱的流程。因此可見，上述的減排節(jié)能措施并不會附帶其他污染，此外還有助于全方位的減少能耗。具體在現(xiàn)階段的實踐中，對于空壓機(jī)如果能著眼于大規(guī)模的上述減排改造，那么有助于在根本上優(yōu)化空壓機(jī)當(dāng)前的各項運(yùn)行效能。通過全面引進(jìn)自動化技術(shù)，對于其中各項運(yùn)行流程都能夠置于自動化控制下。其次是優(yōu)化了裝置具備的輸氣性能。運(yùn)用余熱回收設(shè)施能夠全面回收逸散的空壓機(jī)熱量，確保將余熱引入現(xiàn)有的回收裝置中。在此基礎(chǔ)上，空壓機(jī)整體上的運(yùn)行溫度就會因此而顯著降低，同時也杜絕了突發(fā)性的運(yùn)行中止現(xiàn)象。除此以外，節(jié)能減排措施還可以優(yōu)化整個裝置現(xiàn)有的輸氣性能，確保將更多氣體輸送至余熱回收裝置，而不會浪費過多的熱量。作為工業(yè)企業(yè)而言，其有必要全面意識到回收空壓機(jī)余熱的必要性，對于自身現(xiàn)有的相關(guān)回收技術(shù)予以全方位的改造，在此前提下妥善實現(xiàn)自動化的余熱回收調(diào)控。第三是節(jié)省能源并且杜絕事故的威脅?？諌簷C(jī)由于具備了回收余熱的必要裝置，因此在根源上消除了較高比例的空壓機(jī)能耗。近些年以來，很多企業(yè)正在嘗試運(yùn)用上述措施來減低油品的消耗。余熱回收措施在根源上緩解了降溫系統(tǒng)當(dāng)前承受的壓力，對于潛在性的事故威脅能夠全面予以消除。此外，改造以后的空壓機(jī)可以合并生活用水以及冷卻用水。因此在現(xiàn)階段的實踐中，企業(yè)有必要側(cè)重于節(jié)能減排措施在空壓機(jī)改造中的靈活適用，對于某些冗余性的中間環(huán)節(jié)進(jìn)行消除，以便于妥善保護(hù)珍貴的水資源。

摘要：高排氣溫度就是空壓機(jī)因系統(tǒng)中出現(xiàn)的各種問題引起的溫升故障?？諌簷C(jī)在運(yùn)行中如得不到充足的潤滑或冷卻，會使機(jī)體處在高溫中長時間工作。而過高的油溫會降低輸氣系數(shù)和增加功率消耗，潤滑油粘度也會降低，過高的溫度還會使轉(zhuǎn)子和軸承材料的物理系數(shù)值產(chǎn)生變化，使軸承產(chǎn)生異常摩擦損耗，甚至出現(xiàn)軸承散珠事故，溫度過高還會使?jié)櫥驮诮饘俚拇呋鲁霈F(xiàn)熱分解，生成對工作有害的游離碳、酸類物和水分(結(jié)碳)，嚴(yán)重時會使整個主機(jī)螺桿卡死或出現(xiàn)停跳現(xiàn)象，而影響企業(yè)的正常生產(chǎn)。

關(guān)鍵詞：空壓機(jī)；高排氣溫度；故障排除；冷卻改造

前言

空壓機(jī)是一種對氣體進(jìn)行壓縮的機(jī)械設(shè)備。氣體的壓縮依靠容積的變化來實現(xiàn)，而容積的變化又是借助壓縮機(jī)的一對轉(zhuǎn)子在機(jī)殼內(nèi)作回轉(zhuǎn)運(yùn)動來達(dá)到?？諝獗粔嚎s后也就是對空氣做了功，其溫度必然要升高，再經(jīng)過熱能的傳遞，傳到缸體上，缸體發(fā)熱，過熱就會出現(xiàn)所排出的空氣溫度超過規(guī)定值。而過高的溫度也會使機(jī)體內(nèi)轉(zhuǎn)子和軸承材料的物理系數(shù)值產(chǎn)生變化，嚴(yán)重時會使整個主機(jī)抱死出現(xiàn)停跳現(xiàn)象，雖然空氣壓縮機(jī)廠家都對高溫加裝了保護(hù)裝置，但故障的存在也會使該保護(hù)裝置頻繁動作，影響到企業(yè)的正常生產(chǎn)。

我廠使用的是1998年引進(jìn)的3臺康普爾注油式螺桿空氣壓縮機(jī)，型號DSR-10A，功率17•5KW，供氣壓力為0.7MPa，排氣量為67m3/min。設(shè)備實行三機(jī)兩運(yùn)行，即兩臺運(yùn)行一臺備用，產(chǎn)氣時間分別為8.6萬小時8.4萬小時7.9萬小時。由于投入運(yùn)行時間較長，設(shè)備經(jīng)常處在較高排氣溫度狀況下運(yùn)行(76℃～95℃較多，甚至高達(dá)102℃)，尤其在夏季最為明顯。在通過常規(guī)的處理方法，如更換潤滑油、空氣濾清器、清洗油冷卻器、冷卻水管路、甚至更換新的溫控閥等，使用效果仍不理想。

一、空壓機(jī)故障簡介

重點做好人員的管理，做好檢修工作的同時。安規(guī)的強(qiáng)化與勞動紀(jì)律的進(jìn)一步規(guī)范，保證安全的前提下，保證好設(shè)備的安全穩(wěn)定與長周期運(yùn)行。

也對下一年工作進(jìn)行初步的計劃和安排，總結(jié)過去一年的工作經(jīng)驗。肯定成績，總結(jié)經(jīng)驗的同時，也是檢查與彌補(bǔ)自己不足，吸取教訓(xùn)，再接再厲，取得更大的成績，更好地做好下一年工作的開始，這里把我一年的工作進(jìn)行總結(jié)如下：

由我重點負(fù)責(zé)的除運(yùn)檢修班這一塊的工作，2010年。平時做的基本維護(hù)與檢修方面，圓滿地完成了工作任務(wù)，保證了機(jī)器設(shè)備的衛(wèi)生整潔與設(shè)備缺陷的及時處理和消缺，保證了設(shè)備的安全穩(wěn)定與長周期運(yùn)行，全年共辦理熱力機(jī)械工作票160份，每月對4#5#6#爐排渣機(jī)辦票進(jìn)行了定期檢查與維護(hù)工作，并對排渣機(jī)進(jìn)行定期加注黃油和衛(wèi)生維護(hù)工作，完成了4#爐與5#爐的小修工作與6#爐的大修工作，改造了5#6#爐排渣機(jī)事故排渣管道，對6#爐3#輸灰管道進(jìn)行了改造，改造與安裝連通了5#爐到6#爐輸灰氣源管道120米，改造安裝了4#5#爐輸灰氣源到儀用空壓機(jī)氣源管道的連通，并安裝80立方的吸附式干燥塔一臺，并為干燥塔制作防雨棚一個，要求安排與配合廠家對4#3#2#儀用空壓機(jī)進(jìn)行了返廠大修和恢復(fù)安裝，配合廠家對3#4#5#輸灰空壓機(jī)用冷干機(jī)進(jìn)行更換蒸發(fā)器與干燥器的檢修，配合廠家對7#輸灰空壓機(jī)用冷干機(jī)檢修更換壓縮機(jī)與干燥器的檢修，對5#儀用空壓機(jī)與灰?guī)炜諌簷C(jī)用干燥劑進(jìn)行了更換，對2#灰?guī)?#攪拌機(jī)用大齒輪進(jìn)行了更換，對1#至6#儀用空壓機(jī)干燥塔與6#爐噴吹干燥塔和儲氣罐安裝更換電子排水器16件，11月與12月6臺儀用空壓機(jī)全部維護(hù)保養(yǎng)一遍，1#至6#儀用空壓機(jī)各更換了專用油80升，各更換3281空氣濾芯兩件，各更換1631機(jī)油濾芯兩只，并對1#至4#儀用空壓機(jī)各更換油氣分離器濾芯一件，對1#儀用空壓機(jī)筒體壓力高報警，進(jìn)行了檢修排查與處理，最終發(fā)現(xiàn)是最小壓力閥閥芯卡塞不能開啟引起報警，及時消除了設(shè)備故障缺陷，對4#儀用空壓機(jī)油耗大這一缺陷進(jìn)行了排查與處理，同樣是最小壓力閥卡塞與磨損，最小壓力閥發(fā)現(xiàn)不能正常關(guān)閉與關(guān)閉密封不嚴(yán)造成油耗增大，并更換最小壓力閥一件，更換后4#儀用空壓機(jī)運(yùn)行正常，對6#儀用空壓機(jī)機(jī)油箱壓力低報警，空壓機(jī)啟動不起來這一故障進(jìn)行了檢查排除，由于進(jìn)氣蝶閥在運(yùn)行中關(guān)閉間隙變小卡死，不能正常開啟，經(jīng)過檢修調(diào)整，使設(shè)備達(dá)到運(yùn)行正常狀態(tài)。

吃一塹，人常說。長一智，說的經(jīng)驗教訓(xùn)可以使人成長的更快些，遇到新問題時，下功夫研究攻克，也會感受到成功與收獲的喜悅的無論是阿特拉斯，還是英格索蘭，都有這種感受，無論外部環(huán)境怎樣，人的敬業(yè)精神是很重要的這并不單單表現(xiàn)在把工作干好，而是如何使工作做得更好，也并不表現(xiàn)在別人讓你做什么工作，而是要在工作中還要做什么工作，上面提到6#爐3#灰管的改造與120米輸灰氣源管道的連通，并不是甲方提出讓我做，而是提出要這樣做，這樣做更利于我檢修工作，更利于設(shè)備的安全穩(wěn)定與長周期運(yùn)行，也更利于節(jié)能降耗，做這項工作的時候，甲方看到眼里，甲方當(dāng)時就發(fā)出了感慨，早知道有這么多的活就不讓你改了為了能把工作做得更好，再苦再累都是值得的自從附屬車間合并之后，開料單與領(lǐng)料，都得我自己去做，跑多少趟，挨多少批，都丟在腦后，領(lǐng)空壓機(jī)專用油，一領(lǐng)一大桶175公斤，就拉著咱們架子車，往返于大倉庫與電廠之間，架子車都只想壓臥下，人員從不叫苦叫累，都是這樣干工作的即將過去的一年里，從對電腦的不熟悉，適應(yīng)電腦消缺，做電子臺賬，做工作計劃，做材料計劃，遞電子工作票，寫工作總結(jié)，寫檢修報告，逐漸做的順手了認(rèn)為這也是進(jìn)步，能夠看到自己的進(jìn)步，內(nèi)心也是很愉悅的。

就要迎來新的2011年，即將過去的一年就要過去。新的一年里，還會一如既往的做好我本職工作，并配合好馬主任的工作，當(dāng)好馬主任的助手，做好除運(yùn)檢修這一塊的工作的同時，把檢修車間這一塊的工作做得更好，做好正常的檢修與維護(hù)工作的同時，甲方同意與批準(zhǔn)的前提下，計劃把灰?guī)靸x用空壓機(jī)系統(tǒng)與4#5#6#爐氣源管道連通，和把6#爐輸灰與儀用空壓機(jī)氣源管道連通，這樣更利于設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行與節(jié)能降耗。

一、小組概況

小組名稱江岸電務(wù)段江岸西駝峰QC小組成立時間

注冊號注冊時間小組類型攻關(guān)型

成員概況姓名性別年齡文化程度職務(wù)組內(nèi)職務(wù)

余衛(wèi)巍男29本科領(lǐng)工員組長

楊國金男32大專副主任副組長