浅谈冶金矿山空压机的选用.pdf

第 3 4卷第 5 期 2 0 1 2年 l O月 甘肃冶金 GANS U METALL URGY V o 1 ． 3 4 No ． 5 Oc t ．， 201 2 文章编号 1 6 7 2 - 4 4 6 1 2 0 1 2 0 5 - 0 1 2 6 - 0 2 浅谈冶金矿 山空压机 的选 用 武 荣 兰州有色冶金设计研究院有 限公 司， 甘肃 兰州7 3 0 0 0 0 摘要 本文阐述了各种冶金矿山常用空压机的特点， 通过对其特点的比较， 探讨了冶金矿山空压机型式及排气量 的选用， 使其更高效、 更节省。 关键词 空压机； 空压机型式； 结构及特点 中图分类号 T H 4 5 文献标识码 B Se l e c t i o n a n d Ap p l i c a t i o n o f Ai r Co mp r e s s o r i n M e t a l M i n e s W U Ro n g i _a n Z h o u E n g i n e e r i n g＆ R e s e a r c h I n s t i t u t e o f N o n f e r r o u s Me t a ll u r g y C o ．L t d ． ， 1 ． a n z h o u 7 3 0 0 0 0， C h i n a Ab s t r a c t T h e p a p e r d i s c u s s e s a n d c o mp a r e s t h e c h a r a c t e ri s t i c o f c o mmo n a i r c o mp r e s s o r s i n me t a l mi n e s ，a n d p r o b e s i n t o t h e s e l e c ti o n o f t y p e s an d t h e a i r c a p a c i t y b y c o mp a r i s o n，t o a p p l y i t mo r e e ff i c i e n t l y an d e c o n o mi c a l l y ． Ke y W o r d s a i r c o mp r e s s o r ；t h e t y p e o f a i r c o mp r e s s o r ；s t r u c t u r e a n d f e a t u r e 1 概 述 空压机是矿山生产 中气动工具的动力来源 ， 气 动工具所需的压缩空气压力为 0 ． 5～ 0 ． 7 MP a ， 正常 情况下总耗气量不大 ， 一座 日生产能力为 1 0 0 0 t 的 矿 山耗气量约为 1 2 0 m ／ mi n 。 目前矿 山常用 的空 压机型式有往复活塞式 、 螺杆式、 滑片式 、 离心式等 ， 那么选用哪一种型式的机型更经济 、 可靠呢， 我们需 要对各机型进行 比较才能得出正确的结论。 2 各种常用型式空压机的特点及 适 用情况比较 2 ． 1 结构及特点 比较 冶金矿 山常用空压机可大体分为三种 往复式 、 回转式 、 离心式。 往复活塞式空压机是将一定量的连续气流限制 于气缸 内， 通过活塞的往复运动实现压缩气体 的 目 的， 在空压机工作时由于曲轴连杆往复运动， 限制 了 其转速 的提高 ， 致使机器笨重 ， 同时 ， 该运动结构产 生 的惯性力会使机器产生振动、 噪音 ， 以及零部件的 不正常损坏 ， 所以这种空压机 的振动大、 易损件多 、 可靠性差、 噪音高。 螺杆式空压机属于 回转式空压机 ， 螺杆式空压 机也是将一定量的连续气 流限制 于一个封闭空 间 内， 通过旋转元件的强制运动实现压缩气体的目的， 在空压机工作时无冲击 ， 空压机 的运行平稳、 可靠性 高 、 易损件少。螺杆式空压机可分为单螺杆式和双 螺杆式两种 ， 单螺杆空压机 由一个 圆柱螺杆和两 个 对称布置的平面星轮组成 啮合副 ， 装在机壳 内。双 螺杆空压机是一种双轴容积式回转型空气压缩机 。 其中单螺杆空压机 又称蜗杆空压机 克服了双螺 杆空压机螺杆受力不平衡、 轴承易磨损的缺点 ， 具有 寿命长、 噪音低， 更加节能等优点， 总的来说其优点 有 1 运转平稳、 振动小 ， 噪声 比双螺杆 低 1 0 ％ 以 上； 2 蜗杆没有弯曲变形， 可以在高压下工作 ， 例如 美国德莱赛． 兰德公司生产 的蜗杆工艺压缩机既使 在一级压缩的条件下也能达到 6 ． 6 1 MP a ； 3 啮合幅 可以在很小的间隙下工作以减少泄漏， 因而容积效 率高 、 能耗低 ， 比双螺杆节能。 滑片式空压机是 回转式变容积压缩机 ， 其轴 向 滑片在同圆柱缸体偏 心的转子上作径 向滑动 ， 截 留 于滑片之间的空气被压缩后排出 ， 实现压缩空气 的 目的， 这种类型的空压机结构简单易于制造 ， 但其排 气量小 ， 效 率 比螺杆式 的低 1 0 ％ ， 比往 复式 的低 雳 童 蹴 第 5期 武荣 浅谈7 台 金矿山空压机的选用 l 2 7 2 O％ o 离心式空压机具有下列优点 1 因其叶轮能够 高速旋转 ， 故其流量 和发生的功率可大大增加。 2 结构紧凑、 尺寸小 ， 机组 占地面积及重量都 比同一气 量的活塞式空压机小得多。 3 运转平稳 、 操作可靠 ， 备件的需用量小 ， 维护费用及人员少。它也存在一 些缺点 1 离心式空压机 目前还不适用于用气量 台 校及压比过高的场合。 2 离心式空压机的稳定工况 区较窄， 其气量调节虽较方便 ， 但经济 I生 较差。 3 目 前离心式空压机的效率一般低于活塞式压缩机。 4 因离心式空压机转速较高 ， 有可能产生机械振动。 各种压缩机的比较见表 I 。 表 I 各种压缩机热力性能与结构特点比较 名称 往复式 回转式 离心式 排气压力 MP a 容积流量／ m ／ mi n 调节性能 绝热效果 结构、 零部件 可靠性 寿命 制造要求 安装维修 工作腔润滑 气体带液工作性 一 般 0 ． 23 2 O． 140 0 排气压力稳定 较高 复杂 一 般 一 般 一 般 较复杂 有、 无 差 一 般 0 ． 21 一般 0 ． 2～1 5 0． 1～5 0 0 0 ． 1～3 0 00 排气压力稳定排气压力随流量变化 一 般 一般 较简单 简单 高 高 较长 长 高 高 较简单 较简单 有 、 无 无 强 ．．1 口 J 2 ． 2 参数的比较 相同排气量 ， 相 同工况条件下 占地 面积及其他 参数 往复活塞式空压机与双、 单螺杆式空压机 的 比较见表 2 。 表2 参数的比较 ／ 量 蝴 ／ 泐 k W 率 ／ 髓 r ／ mi n w H 总 ／ 鳢 k gn l ／ m i n r ／ mi n ／ ’ 类 型 ’ ⋯ 一 2 ． 3 冷 却方 式 往复活塞式 空压机在 排气 量大于 1 0 1T I 时， 通 常采用循环水冷却， 在气缸外设有水套， 需要专门的 冷却水系统。许多功率超过 7 5 k W 的往复式空压 机被设计为多级机组 ， 压缩过程由双级或多级组成 ， 级级之间一般有冷却功能 以降低进人下一级 的气 温 。 最普通的螺杆式空压机是单级喷油螺杆式空压 机 ， 这种 空压机 一般 为 油冷 冷却 介 质是 空 气或 水 ， 这种油起到了密封的作用 。由于冷却在空压 机内部进行 ， 因此部件不会有很 高的温度 ， 因此 ， 螺 杆式空压机是连续工作制可设计成 风冷或水冷机 组。目前 ， 排气量为 6 0 1T I 。 的螺杆式空压机 已经采 用风冷或水冷， 在环境温度较高 、 空压机排气量较大 的情况下 ， 设计常选用水冷机组 。 离心式空压机是水冷式的， 典型机组包括后 冷 却器和所有的控制装置 。 2 ． 4 安装和维修 往复活塞式空压机结构复杂体积大， 需要有专 门的 、 大的混凝土基础 ， 基础结构复杂 ， 安装周期长 ， 费用高 ； 由于结构复杂 ， 易损件多 ， 往复活塞式空压 机维修人员多、 费用高， 周期长。螺杆式空压机结构 简单 、 紧凑体积小 ， 可安装在任何能支撑其重量的地 面 ， 安装周期短。单螺杆空压机星轮容易磨损 ， 一般 维修只需更换星轮， 可在现场进行 ， 费用低 、 周期短 ， 星轮 5年左右更换 1 次。双螺杆式空压机主机轴承 和螺杆容易磨损 ， 一旦 出现故障则其螺杆和轴承均 需更换 ， 且必须将主机部分运回厂部进行修理 ， 费用 高 、 周期长 ； 离心式空压机结构简单体积较往复活塞 式空压机小 ， 需要混凝土基础 ， 安装周期较长 ， 费用 较高， 其维修费用较高、 周期较短。 2 ． 5 各种机型使用情况 我国动力用往复活塞式空压机总体处于质量稳 定 、 大批量廉价市场销售状态 ， 这是 由我国国情决定 的， 其市场需求将保持不短的时间。日本螺杆式压 缩机 1 9 7 6年仅 占2 7 ％， 1 9 8 5年则上升到 8 5 ％ ， 西方 发达国家螺杆压缩机市场占有率为 8 0 ％， 随着螺杆 压缩机的设计更趋合理、 先进 ， 加工工艺不断改进 ， 生产成本不断降低 ， 其使用也会越来越广泛。离心 式压缩机在早期是用来压缩空气的 ， 主要用 于较低 压力及用气量很大的场合， 但自离心式压缩机开始 用于化工流程后 ， 情况发生了很大的变化 ， 目前主要 用来压缩和输送化工生产中的各种气体。 3 结语 通过以上的比较 ， 并结合冶金矿 山的用气量情 况 ， 我们可以看出螺杆式空压机更适合在冶金矿 山 中使用 。双螺杆空压机的设计 、 制造技术 已经成熟 ， 在各行各业中已经得到广泛 的应用 ， 单螺杆空压机 的研制工作开展得较 晚， 虽然它有双螺杆空压机所 没有的优点， 目前 已经能够满足使用要求 ， 但它的结 下转第 1 3 0页 。 赫s t t e t n v ／ u a ；T e 1 ．E in o U 3 a i l lG L S L Y J L r 6 1 e o m 1 3 O 甘肃冶金 第 3 4卷 3 系统使用与维护 结合 电气设备维护工作 ， 以及操作工人的实际 使用情况， 针对转炉出钢下渣检测系统 的工作原理 及系统组成 ， 特整理 出了一些心得和体会 。 3 ． 1 下渣检测系统的应用 在使用过程中， 运用下渣检i 贝 4 系统 的声光报警 系统 ， 操作工人可 以在转炉主控室和现场出钢小屋 同步 、 实时观察到钢流的情况 ， 便于多人共同揣摩探 讨使用， 根据钢流图像中的钢水、 钢渣图， 合理把握 抬炉和挡渣时机。为了对 比系统投用后 的效果 ， 我 们在 2 0 1 1 年 6月 1日至 8月 1日分两个月对同一 转炉使用和不使用下渣检测系统时测得的出钢后的 钢水渣厚进行了测量 ， 数据见表 1 所示。 心省力 ， 工作稳定， 维护量低 ， 利于降低工人 的劳动 强度 。 4 结语 传统情况下转炉出钢时 ， 操作工人根据操作经 验及 肉眼观察判断转炉内的钢水钢渣量 ， 进行抬炉 或挡渣操作 ， 因此钢水质量受到操作水平 和人 的经 验的影响就 比较大 ； 而转炉出钢下渣检测 系统给转 炉出钢操作提供了更清晰的钢水钢渣图像利于操作 工人获得更准确的操作时机 ， 以此提高钢水收得率、 提升钢水洁净度。在钢铁业举步维艰 的今天 ， 利用 技术手段在不经意的地方挖掘降本增效 、 节 能减排 工作 ， 转炉 出钢下渣检测系统无疑具有一定的指导 意 义。 表1 转炉下渣检测系统上位监控画面 参考文献 3 ． 2 下渣检测系统的日常维护 转炉出钢下渣检测系统维护量极低 ， 最主要 的 工作是加强 日常的点检工作 ， 炉 出钢时环境温度高 ， 会对高温红外摄像机有一定的热辐射， 现有的水冷 和风冷管路务必保持畅通正常 ， 因此 日常点检水冷 管路和风冷管路是首要 的； 另外声光报警模块也常 常出故障 ， 比如液 晶电视及视频线路长期在高温环 境下难免致使电视出现斑点、 蓝屏或者出现若干干 扰等 ， 需要更换视频线路和接头 ， 甚至是需要更换液 晶电视 ； 炉前粉尘环境下也需要多清扫喇叭； 电器柜 需要定期点检清灰 ； 其他方面不需太多精力。在转 炉电气 自动化系统的 日常维护中该系统维护起来省 [ 1 ] 孙兴洪， 蒋小弟．宝钢炼钢厂转炉挡渣工艺技术的发 展[ J ] ． 宝钢技术 ， 2 0 1 0 2 5 8 - 6 2 ． [ 2 ] 马竹梧， 万雅竞， 马少仿， 等． 出钢下渣 自动检测技术 的开发及其实践[ J ] ． 信息化技术与控制， 2 0 0 8 4 1 3 1 6 ． [ 3 ] 黄绍伟． 钢包下渣检测技术在济钢三炼钢的应用[ J ] ． 计量与测试技术， 2 0 0 8 8 4 8 - 4 9 ／ ／ 5 0 ． [ 4 ] 肖勇． 钢水下渣检测技术及其应用[ J ] ． 计量测试 ， 2 0 0 1 6 z 1 8 - 2 0 ． [ 5 ] 董纯， 单颖． 钢渣检测系统在炼钢生产中的应用 [ J ] ． 科技信息 ， 2 0 1 0 4 4 7 ． 4 8 ． [ 6 ] 郑良峰， 潘华国， 王俊国． 杭钢转炉 D M 7 4 0 0下渣检测 系统[ J ] ． 浙江冶金， 2 0 0 9 4 1 6 - 1 7 ． 收稿 日期 2 0 1 2 - 0 6 ． 1 9 作者简介 王飞 1 9 8 6 ． ， 男 ， 汉族， 山东泰安人， 助理工程师． 本科。 从事自动化仪表专业， 主要负责济钢宽厚板厂电气自动化设备的维 护、 调试工作。 上 接 第 1 2 7页 构设计 、 制造工艺、 主要零件 的材质等还在不断的改 进。在实际设计中我们已越来越多的选择螺杆式空 压机 ， 使用螺杆式空压机所带来 的经济效益也会逐 渐显现出来 ， 在用气量过大， 若选用螺杆式空压机台 数过多 ， 以及投资受限的情况下 ， 往复活塞式空压机 也是一种选择 ， 在设计时还要考虑气候 、 海拔高度、 使用环境等各种因素 ， 总之 ， 要尽量采用较灵活的型 式 以适应现场情况。 参考文献 [ 1 ] 张富民， 等．采矿设计手册 矿山机械卷 [ M] ． 北京 中国建筑 出版社 ， 1 9 8 8 ． [ 2 ] 郁永章， 等．容积式压缩机手册[ M] ． 北京 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