项目申报书.doc

盐城市工程技术研究中心申报书 项目名称：盐城市压缩气体净化机械工程技术研究中心 建设地点： 东台市唐洋镇新元工业集中区沿河路1号 申报单位： 江苏新凯晟机械设备有限公司 共建单位： 河海大学 申报单位地址：东台市唐洋镇沿河路1号 邮编： 224233 项目负责人： 孙统超 电话：项目联系人： 林威 电话：主管部门： 东台市科技局 申报日期： 二O一五年十月 一、基本情况 项目名称：盐城市压缩气体净化机械工程技术研究中心 研究领域：机械制造 项目依托单位：江苏新凯晟机械设备有限公司 合作单位：河海大学 合作形式：产学研合作 项目建设地址：东台市唐洋镇新元工业集中区沿河路1号 运行管理体制：由项目依托单位江苏新凯晟机械设备有限公司负责运行管理。 核算形式：独立核算 二、项目组建的必要性 无油空压机技术已经能够生产出无油、无水的高品质压缩空气。但是对于目前仍大量使用的一般空气压缩机，其生产出的压缩空气还是含有微量的油分、水份等杂质。这时候为了提高压缩空气的品质，我们就必须使用到一系列的空压机压缩气体净化机械设备，又叫做压缩气体后处理机械设备。最常见的空气压缩机后处理机械设备主要有三类：空气干燥机、过滤器和储气罐。 目前应用最广泛的当属空气干燥机：空气干燥机又分为再生吸附式空气干燥机和冷冻式空气干燥机，再生吸附式干燥机又分为无热、微热、压缩热、和鼓风等类型，冷冻式干燥机又分为水冷冻和风冷冻两种类型，还有一种组合式空气干燥机，就是将这两者的优点结合在了一起，干燥效果更好。冷干机与吸干机的工作原理略有不同，但是功能都是一样的。都是为了干燥、净化从压缩机排出的压缩空气。目前来看，冷干机由于使用简单等优点，使用范围比吸干机要广的多。但是吸干机的干燥效果更好，因此在某些行业是指定必须使用吸干机的。其次应用的为过滤器：过滤器的主要作用就是过滤掉空气压缩机处理的压缩空气除了水份之外的油分、粉尘及一起其它的杂质，以保证压缩空气的品质。储气罐通常作为气体净化的辅助设备。 但目前普遍使用的空气干燥机存在两个较大的技术问题，影响其进一步发展。一是干燥机结构问题。现有干燥机无论是外置结构还是内置系统配件尺寸、顺序等都普遍存在不尽十分科学合理的问题，不但增加了生产单位的用材，而且也不能达到净化压缩空气的最佳效果。二是干燥机气液分离问题。气液分离器中重力式气液分离器是最为常见的，其原理是利用液体沉降速度与气体上升速度的差异，使得液体从下方的排水口沉降流出，气体从上方的排气口排出，实现气液分离。这种分离方式简单快捷，但是气液分离的效果并不是非常理想，分离出的气体中仍含有大量水分。 本研发工程中心的研究重点，在于解决干燥机方面的两大技术难题。 1、必须解决干燥机外置和内置结构不合理问题一是风冷型冷冻式干燥机的风机外置结构，现有产品中，风冷型冷冻式干燥机的风机置于机箱壳内部，如图1及图2所示，尽管机箱壳带有很多排风口，但还是具有相当大的阻力，造成排风不畅，一般需选用较大功率的风机，这就造成电力损耗，增加运行成本；如果在干燥机运行中保持机箱后门1打开，则易进灰尘且机箱壳整体强度降低；另外，机箱后盖板2也存在一定的排风阻力，且不易拆卸，不便于风机维修。 （图1）（图2）二是门轴的设计和生产，现有技术的门轴铰链多数是一段实心的轴体，插入上述门框或者工具箱体的底座孔内，门与门轴铰链的上部焊接固定，通过门轴铰链与底座的相互转动来实现门的开关，这样的连接方式有很大的缺陷，门轴铰链插入后基本无法拆卸，门的拆装麻烦，运输组装极为不方便，此外，对检修也会造成了很大的影响。三是余热再生吸干机的多级冷却器结构，现有技术中，均采用一个后部冷却器，冷却效果不是非常理想，从而容易导致干燥露点偏高。此外，现有的后部冷却器，其压缩气体走管外，冷却水走管内，这样对冷却器的密闭性及管道的承压能力要求较高，存在安全隐患。 综上所述，对现行压缩空气干燥机外置和内部结构进行系统全面研究，增强科学合理性是非常有必要的。2、必须解决干燥机气液分离器分离不清问题冷冻式干燥机中的压缩空气需要经过冷却分离才能进入管道输送使用，但因刚冷却的压缩空气与需要长距离管道输送，这一过程中，产生机械携带冷凝水是不可避免的。而设备在使用压缩空气时，需要干燥的压缩空气。因此，需要使用气液分离器将气体与液体分离开来。气液分离器通常采用四种基本结构形式：（1）使气流产生离心旋转的离心分离器；（2）使气流产生撞击回转的挡板分离器；（3）填料分离器；（4）水浴式分离器。各种形式的分离器有利有弊，集合起来效果较好，但是，仍然很难达到最佳。加强干燥机的气液分离器研究，有非常迫切的必要性。 （图3） （图4）图3为典型离心分离器结构原理图，1圆筒、2锥形底、3进气管、4排气管、5储污器，其特点是结构复杂，设计、制造比较繁琐，成本较高。图4为通用型离心分离器结构原理图，但是，分离效果不能达到最佳。 三、项目组建的可行性 1、技术可行性 1）干燥机外置和内置结构进一步优化研究技术可行性 设想技术解决方案：(a)优化风冷型冷冻式干燥机的风机外置结构。风冷型冷冻式干燥机包括干燥机本体、风机和机箱壳，干燥机本体底部设有底座，风机安装于干燥机本体后侧，机箱壳罩于干燥机本体和风机之外，机箱壳包括前挡板、后挡板、左挡板、右挡板和顶部盖板，所述前挡板、左挡板、右挡板和顶部盖板相互连接构成一装配体，该装配体的左挡板、右挡板和前挡板与干燥机本体的底座固定连接，后挡板以可拆卸方式安装于干燥机本体底座与顶部盖板之间，且后挡板在对应于风机安装的位置设有开口，使得风机与外界相连通。减小了风机的排风阻力，提高了风机的工作效率，从而增加了冷却效果，在保证相同冷却效果的情况下可选择功率较小的风机，这样也就降低了风机运行成本；另外，后挡板结构简单，强度高，在加工过程中可大幅度减少废料，切料面积较大，依然可以回收使用，从而降低了制造成本；且后挡板通过搭扣与顶部盖板连接，并通过插销与干燥机本体底座连接，便于拆装，提高了装配效率，从而降低了后期维护成本。(b)优化门轴铰链。门的顶部预设有安装孔，包括轴体、下轴套、弹簧、C型垫片和上轴套，上轴套和下轴套均安装于门内侧或外侧，轴体贯穿下轴套和上轴套，且轴体上端超过门的顶部的安装孔，弹簧套于位于上轴套和下轴套之间的那段轴体上，C型垫片卡接于轴体上，且处于弹簧的顶端、上轴套下表面下方的位置，弹簧呈压缩状态，在弹簧的弹力作用下，使得C型垫片紧贴上轴套下表面。(c)优化余热再生吸干机的多级冷却器结构。余热再生吸干机包括吸附塔、再生塔、气水分离器、冷却器和连接各个部分的管道，冷却器的左右两端分别设有压缩空气入口和压缩空气出口，冷却器至少设有两级，且各级冷却器之间串联，第一级冷却器的压缩空气入口与吸附塔和再生塔之间通过管道相连通，前一级冷却器的压缩空气出口与后一级冷却器的压缩空气入口之间通过管道相连通，最后一级冷却器的压缩空气出口与气水分离器之间通过管道相连通。新型余热再生吸干机的多级冷却器结构，其后至少设有两级冷却器，大大增加了冷却效果；此外，冷却器中压缩空气走内管，冷却水走外管，相比于现有技术中冷却水走内管，压缩空气走外管，由于内管可以承受较高的压力，因此压缩空气走内管更为安全，且压缩空气通过内管时，内管外周被外管中的冷却水包围，使得内管中的压缩空气冷却效果更好。 2）气液分离器研究的技术可行性 根据离心分离理论，旋风分离器能分离最小颗粒的粒径与“离心效应”有关。所谓离心效应是指颗粒在旋风分离器里受到的离心力F。与本身重量W的比值，用表示。 因为 所以 式中 在离心力场中，离心效应的大小反映了相对于重力，粒子重量所增加的倍数。例如在半径r=50mm处的颗粒在切向速度Cx=50m/s时，离心效应=5000，即相当该颗粒重量增加了5000倍。 对旋风分离器总的要求是： a、分离器的直径不能太大，因气流旋转运动所产生的离心力与分离器的半径成反比，半径越大，分离器效率就越低；当要分离的空气量很大时，可采用多个旋风分离器并联。 b、进口气流的速度要恰当，从离心效应与计算式可以看出，旋风气流所产生的离心效应与气流速的平方成正比，故气流速度小，分离效果差；但气流速度大，虽然能提高分离效果，但能量损失也随之增加，反映在压力降增大，同时也会产生涡流而降低效率。在气动系统中，旋风分离器采用的进气速度一般为1525m/s，排气气流速度为48m/s压力损失通常为0.0050.02MPa。旋风分离器对于分离10um以上的固体粒子效率可达90%左右，压缩空气经后部冷却器冷却后，冷凝液滴（水雾和油雾）的粒径通常为10200um，所以可选用旋风分离器进行分离。为了增强分离效果，可在旋风分离器内部设置挡板等附加物。新型冷冻式干燥机旋风式气液分离器，其出气管周边缠绕有旋风叶片，由于旋风叶片对液态水滴有良好的浸润作用，不同粒径的水滴在和旋风叶片碰撞后，会在旋风叶片表面生成很薄一层水会并顺着旋风叶片流下来，之后在旋风叶片边缘集聚成更大颗粒的水滴，使得水滴在本身重力作用下和空气分离，从而气液分离的效果更加突出。综上所述气液分离器研究完全具备技术的可行性 2、项目创新点 1）项目在国内有特色 a、干燥机内外置结构研究 国内外有许多研究干燥机内外置结构的企业和机构，但是，都是修修补补，没有突破，本公司与河海大学合作，力求重大创新，引领行业。b、气液分离器研究空压机最后一级排出的空气温度达140170，在这样的温度下，混合在空气中的水、油杂质主要以气态形式存在，经后边冷却器降温，初步离析其中的气态水、油，但是，直径较大的水、油杂质必须通过分离器进一步净化，所以，气液分离器是干燥机非常重要的部件，本公司多年从事干燥机的生产，有先进的研发队伍，力争研发出国内外最先进的分离器。 2）产品各项指标达到国内领先水平。 3、经济可行性压缩空气后处理设备应用范围较为广泛，广泛应用于机械、电子、石油化工、冶金、纺织、食品、电力等行业。随着中国制造2025的实施推进，压缩空气净化设备的使用更加广泛和普遍，用户对产品质量追求也越来越高。所以本项目研究开发具有很大的市场空间和应用发展前景。本项目技术研究开发，不仅可以有效提高国内空压机及其后处理设备的市场竞争力，带动产业转型升级，推动企业产品升级，而且可以提升企业在行业中的地位，促进地区优势产业创新和发展，为苏北地区实施创新驱动战略作出贡献。4、项目承担单位的基础条件项目承担单位是集空压机及其后处理产品技术研发、产品设计、加工生产、进出口贸易为一体的中型机械联合企业，始建于2012年。公司为中国空压机协会会员单位，是研究开发和生产空压机及其后处理设备的专业生产厂家，主要技术人员占员工总数的 35，在空压机及其后处理设备做新产品开发已经有一套自己成熟的经验。公司继承和发展了苏州市欧凯压缩机有限公司的技术创新体系，公司产品创新能力强，产品持续升级。近二年来，本公司边实施苏州生产基地整体搬迁东台计划，边完善实施技术创新计划。本公司生产的气体净化系统工程机械，从最初简单的风冷、水冷干燥机，到再生、无热再生吸附式干燥机，再到组合式干燥机，实现了节能降耗、提高效率，为客户降低成本的目的。 公司自行研发应用的“冷冻式干燥机配套用旋风式气液分离器”、“风冷型冷冻式干燥机风机外置结构”、“正压真空气液分离器”、“气液分离器的双层过滤器”、“ 大容积常压真空气液分离器”、“冷冻式干燥机配套用气液分离器”、“可拆卸式门轴铰链”、 “余热再生吸干机的多级冷却器结构”等8个产品已申请国家专利并获得受理（受理号：201510595984.7、201520463676.4、 201520729787.5 、201520729617.7、201520729444.9 、201520724140.3 、201520723529.6、201520722526.0 ）。这一技术项目的应用和推广，必将是压缩空气净化行业的技术革命，是有益生产环境、提高工作效率、降低生产成本的多赢创举。公司成功地开发了新一代的干燥净化设备LWDAX型组合式低露点压缩空气干燥机。LWDAX型是冷冻干燥技术和吸附干燥技术的有机结合，突破了普通的冷冻装置和吸附装置的简单串联方式，使冷冻装置和吸附装置的优点都得到了充分发挥，从而节约能耗，使客户的投资得以尽快收回。 公司总资产4000万元，年投入研发经费120200万元，企业拥有一支高素质的研发团队，在开发生产压缩空气净化设备方面，拥有多项自主知识产权，公司拥有一支高素质研发团队，与河海大学建立了紧密型产学研合作关系，成功开发了多项技术和产品，在开发生产压缩空气后处理设备方面，形成多项自主知识产权，近年来一直从事压缩空气净化的研究工作，已承担与本项目有关的研究课题，项目申请单位拥有生产压缩空气后处理设备的关键设备及检测设备，年销售4000余万元。企业拥有一支精干高效的、以科技人才为主体的营销队伍，在苏州市设有贸易部，有华为、华硕、海尔、潍柴等一批优质稳定的客户群。申请单位与河海大学建立了良好的产学研协作关系，企业长年聘用一批高素质专家作技术顾问，在长期研发工作中培养了一支稳定的技术研发队伍。企业与各用户厂家建立了良好合作关系，开发的 “LWDAX型组合式低露点压缩空气干燥机”，得到用户的一致好评。公司一些专利技术和部分设备可供本课题使用。企业近年来发展较快，具有较强的经济实力、较强的技术创新和研发能力，去年企业技术开发创新投入达到公司年销售收入的5。空压机及其后处理设备广泛应用于机械、电子、石油化工、纺织、食品、冶金、等行业，市场需求量极大，开发创新前景看好，本项目的研究开发具备很好的基础条件。 四、项目的主要目标和任务 1、项目研究开发和工程化的主要方向 公司于2012年成立，坚持“立行业标杆，创客户价值，促自身发展”，立足于压缩空气净化机械设备行业领先地位。 坚持以市场为导向，以科技创新为动力，努力培育企业核心竞争力，到2015年末，企业年销售总额达到4000万元；到2017年末，企业年销售总额力争达到6000万元，成为国内行业中领先的的骨干企业。 坚持以实施和推进中国制造2025为契机，不断创新，进一步加强与大专院校、科研单位的合作，千方百计加大研发投入，年开发新产品2项以上，申请国家专利12件；坚持“以人为本，以厂为家；真情相待，各尽所能”的管理理念和“诚信经营，实现双赢”的经营理念，不断加强对员工的培训和教育，采取专题培训和委托代培等多种形式，努力提高企业员工素质，为公司长远发展打牢基础。 2、项目建设期内主要达到的目标与完成任务 具体研究开发内容和要重点解决的关键技术问题；A、研究内容： 1）干燥机科学合理外置和内置结构研究 针对干燥机内外置结构许多不科学不合理的地方，主要有风机外置结构、门轴铰链、余热再生吸干机的多级冷却器结构，通过研究、设计改进，达到节能降耗，提高效率。 2）冷冻式干燥机的气液分离器研究（a）压缩气体理化性质的研究 分析研究压缩气体的化学成分，物理性质。（b）金属材料的研究 研究确定最适合的金属材料。（c）形态结构的研究。 研究确定最优的形态结构。 B、关键技术： 1)结构优化的研究干燥机工作原理流程，内置各部件的尺寸及比例，外置箱体物理形态。2)气态分离器的研究气体流动性、压缩性、膨胀性、粘性等力学性质，水、油、其它杂质等化学成分，生产分离器金属材料的分析研究，分离器结构形态的研究。 C、目标任务：1)年产300台套压缩空气净化机械设备2)申报1项发明专利、23项实用新型专利 3)项目中长期发展规划与目标。 坚持以市场为导向，以科技创新为动力，努力培育企业核心竞争力，2015年，实现销售总额达到4000万元；到2016年末，实现年销售总额力争达到5000万元，2017销售总额6000万元，成为国内领先的空压机及其后处理机械设备的生产、研发性企业。 五、项目实施计划 1、项目的总体设计和布局（包括项目的基本结构、单元及其职责、任务和相互关系）。企业成立压缩空气净化机械工程技术研究中心，成立项目研发小组。研发部门专业人员多，涉及专业广。项目由总经理领导下的研发中心，中心实验室、信息中心、资料室和设备中心等部门组成。河海大学成立压缩空气处理设备多学科研究小组，组成以机械、能源与动力、金属材料、工业设计的学科专家的小组团队，与公司的专业技术人员及工艺，形成对口对接。1）研发中心：在孙统超总经理和林威总工的带领和指导下，负责核心关键技术的调研、立项、研究、设计、小试、中试以及资料整理、成果鉴定、技术保密、申报报批等工作；2）市场信息中心：负责收集市场信息，了解客户的需求，产品的发展方向，并反馈上报研发中心；3）中心实验室：根据研发需要，拟定实施实验方案；负责产品实验和数据台帐、检测记录、制定检测标准、中间控制标准、产品标准，并收集整理中试数据；4）资料室：负责收集、整理、保存研发部门各类资料，包括图书、调研资料等；5）设备中心：根据研发数据负责设备的选型，调试以及先进设备的调研；针对国内外客户的需求标准，搞好研究和开发技术服务工作。2、项目投资规模及建设资金来源与构成比例，项目分年度用款计划。项 目经 费新增总经费申请省经费省拨款资助有偿资助贴息贷款300000匹配经费单位自筹省辖市匹配县(市、区)匹配其他部门匹配000100银行贷款风险投资合作单位出资其他10001000 项目2015年计划投入100万元，2016年计划投入100万元，2017年计划投入100万元 3、项目建设经费的支出预算及仪器设备添置清单项目新增经费支出（经费单位：万元）序号科目名称2015年预算2016年预算2017年预算1一、经费支出 10010010021、设备费 3330363（1）购置设备费 2010264（2）试制设备费 101005（3）设备改造与租赁费 3101062、材料费 20301073、测试化验加工费 65484、燃料动力费 201595、差旅费 326106、会议费 11117、出版费 11128、人员费 66139、管理费 5541410、市场推广费351511、其他 555主要仪器设备添置清单设备名称数量（台）单价（万元/台）金额（万元）备注HYJ3030埋弧电焊机111.211.20已经购买剪、折、卷板机21020.00数控切割机16.56.50已经购买焊接机器人11313.00螺杆压缩机112.512.50 美国TSI油雾测试仪15.505.50 已经购买德国CS热质测量仪13.503.50已经购买 视波器10.550.55冷冻式干燥机21.503.0075KW空压机113.0013.00PLC控制操作实验平台13.803.80射线探伤机24.509.00芬兰Visala气体露点仪10.780.78其它10 5.00合计97.33 4、项目组建的计划进度与考核指标工作进度主要工作内容2015年10月至2016年03月查阅资料，拟定实验方案，购置仪器设备。2016年04月至2016年09月仪器设备调试安装，小样制备。2016年10月至2017年03月中试生产，产品标准制定，技术完善2017年04月至2017年06月规模化生产，市场推广2017年07月至2017年12月项目完善、总结项目完成后主要考核指标：1、项目技术考核指标风机工作效率提高68，温度下降35，单位净化压缩空气节约用电35度，压缩空气净化率达到99.95。2、项目的产业化和经济指标年产值：6000万元，年利润：350万无，税收250万元。3、申报2项发明专利，9项实用新型专利。 5、项目建成后的运行管理和自我发展能力。目前，公司有13名专家和技术人员在从事与提高干燥机工作效率有关的工作；其中有11人直接从事本项目的相关研发工作，有2人从事财务、质检、技术档案管理和后勤保障工作；面对将要不断改进的干燥机工艺技术和新产品的开发，我们将招聘510名技术工人和工程师，招聘35名销售人员，以完善该产品的生产、检测和销售，对新招聘的人员经技术部统一培训合格后充实到研发、生产、销售等各个部门。本项目将整合专利、研发团队、技术、市场、成本等各方面优势，加强项目的组织与协调，合理组织资金、人才、设备、原料等多