浅谈冶金矿山空压机的选用

第34卷第5期 2012年肃冶金 4 2012 文章编号：1672012)05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730000) 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：献标识码：B U o130000，he of in of by to it of 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0507 常 情况下总耗气量不大，一座日生产能力为1 000 山耗气量约为120 m 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 21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10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661 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10，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 Oo 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(容积流量m 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0232 O1400 排气压力稳定 较高 复杂 一般 一般 一般 较复杂 有、无 差 一般021 一般0215 01500 013000 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 22参数的比较 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) 蝴泐髓rwr( )类型 ( ) 一 23冷却方式 往复活塞式空压机在排气量大于10 1，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75 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60 1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。 24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。 25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1976年仅占27，1985年则上升到85，西方 发达国家螺杆压缩机市场占有率为80，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130页) 。 赫 r)61eo m 13O 甘肃冶金 第34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。 31 下渣检测系统的应用 在使用过程中，运用下渣检统，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2011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： 32 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，2010(2)：582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，2008(4)：1316 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，2008(8)：4850 4 肖勇钢水下渣检测技术及其应用J计量测试， 2001(6z)：185 董纯，单颖钢渣检测系统在炼钢生产中的应用 J科技信息，2010(4)：4748 6郑良峰，潘华国，王俊国杭钢转炉统J浙江冶金，2009(4)：16收稿日期：20129 作者简介：王飞(1986)，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127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