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新型高压充氧压力设施的革新与运用剖析

放大字体  缩小字体 发布日期:2021-04-14 09:51:53 来源: 作者:用户15599    浏览次数:0    
摘要

1改造成无水润滑氧压机旧型氧压机原为3级压缩有水润滑充瓶氧压机,由于采用3级压缩,其压缩比很大,排气温度极高,故必须用水润滑和冷却。如果末端气水分离器效果不佳,氧气内将带有较多的水。含水的氧气充灌进钢瓶,将使钢瓶发生腐蚀,给安全生产留下隐患,因此类原因而发生氧气瓶爆炸的事故也不少。工业氧气也大量用于金属焊接和切割,水含量大的氧气在焊接时会产生气泡,影响焊接质量。因此,大家都在探讨,设法把原有的有水...

1改造成无水润滑氧压机

旧型氧压机原为3级压缩有水润滑充瓶氧压机,由于采用3级压缩,其压缩比很大,排气温度极高,故必须用水润滑和冷却。如果末端气水分离器效果不佳,氧气内将带有较多的水。含水的氧气充灌进钢瓶,将使钢瓶发生腐蚀,给安全生产留下隐患,因此类原因而发生氧气瓶爆炸的事故也不少。工业氧气也大量用于金属焊接和切割,水含量大的氧气在焊接时会产生气泡,影响焊接质量。因此,大家都在探讨,设法把原有的有水润滑氧压机改造为无水润滑氧压机。

前期有一种改造方案:降低氧压机的转速,使氧压机内的压缩热减小。因转速低,也延长了汽缸内的气体和冷却水之间的热传导时间,使气体能得到更好的冷却;同时,把二级冷却器移到机外,另行冷却,降低各级进气温度,从而降低其排气温度。但该方案没能把气体的压缩比降下来,没有彻底解决运行安全性问题;同时,由于氧压机的转速减低,其排气量只有原机的一半多。因而没能被市场接受,无法在市场上推广。

目前市场有一种改造方案,是将现有3列3级旧机型改造为3列5级压缩的新机型,彻底解决了排气温度过高问题。该方案是利用原有氧压机的运动机构,改进其压缩部分。为了提高氧压机排气量,把一级压缩设计成双作用压缩,其排气量增加了1倍,提高了生产效率,并降低单位压氧量的电耗。

改造后新型氧压机的特点:(1)氧压机基础不变,无论是换新型氧压机还是旧型氧压机改造,基础均可不作变动,给用户带来很大的方便。

(2)由于改造为低转速压缩机,气流的脉冲相对较小,对管道冲击小,管道的振动就小;并把各级气阀改为网状阀门,避免了阀门片与阀座上定位柱间的摩擦而产生不利因素,大大提高了氧压机的使用安全性。而且由于是低转速压缩机,各个运动部件的线速度相对较小,各部件的磨损减少,备配件的使用寿命大大延长。

( 3)因新型氧压机采用旧型机的运动机构,与旧型机的通用性强,有利于用户日常的维护和管理。

(4)新型氧压机的能耗较低,某厂家生产的这类机型,经检测压缩1m 3氧气的耗电为0 24kWh左右,长时间运行耗电量相对较低。

( 5)因新型氧压机各个有关结合部采用良好的密封设计,压缩机管道及各压缩部位压力均大于大气压力,从而保证氧气的纯度不会下降。

2改造成中压进气的无水润滑增压氧压机

目前,有部分氧气充瓶部门具有中压氧的气源,如钢铁厂等,可利用此气源作为氧压机的进气。但由于进气压力高,就必须对各级汽缸进行调整。因一级汽缸进气压力较高,为了保证其运行时产生的活塞力不超过运动机构能承受的范围,就必须减小一级汽缸直径。二、三级汽缸直径作相应调整,既要照顾到压缩比的合理分配问题,又要将压缩时产生的活塞力控制在运动机构能够承受的范围内。因此各级汽缸直径的选择极其重要。根据用户的实际使用情况,一般该氧压机的进气压力选择在0 5 1 1MPa左右,压缩比一般设计在3左右,从而可采用无水润滑压缩。进气压力的提高,使氧压机运行时的能耗降低了1/ 3,大大地减少了压氧成本。由于进气压力的范围较大,氧压机的运行参数也略有差异。当选用较低进气压力时,各级的压缩比相对偏高,排气温度也较高,总的排气量较小,运行中活塞力小,轴功率低。当选用较高的进气压力,氧压机运行时,虽然压缩比较小,但运行时一级活塞产生的活塞力也高,虽然轴功率也较高,但它的排气量也较大,体积比能反而低。改造后氧压机进气压力变化时的技术参数。

可得出一级进气压力选在0 7 1 1MPa时为*佳。

该改造方案是具有中压氧气源的充瓶氧气厂良好选择。同样,在用液氩泵充装氩气时,泄漏出来的氩气压力有0 5 0 7MPa,因氩气成本较高,也可将旧型氧压机改造成氩气充瓶机进行回收。

3改造成二氧化碳气体充瓶压缩机

二氧化碳充装设备分为高压直接充装和低压液化充装两种,在高压充装设备中,需要排气压力为10MPa的高压二氧化碳压缩机,直接把二氧化碳充装入钢瓶内,二氧化碳在常温条件下( 31 7 以下) ,当压力达到8MPa时,钢瓶内气体就会液化。由于高压二氧化碳是以气态形式充装的,二氧化碳内的气态杂质无法分离,因此,二氧化碳的纯度较差,而且水含量也较高,但投资小,制造成本也很低,符合一些小型二氧化碳充装厂的需求。把旧型氧压机改造成排气压力为10MPa的二氧化碳压缩机,提供给用高压充装二氧化碳的用户。

4改造成中压无水润滑二氧化碳(氧气)压缩机

随着经济的不断发展,市场上对二氧化碳的需求量不断增大,对二氧化碳的质量要求也越来越高。二氧化碳低温液化灌装是一种把低温二氧化碳液体直接从贮槽充装入槽车中的灌装方法,而二氧化碳中的不凝气体浮在贮槽的上方。由于低温的二氧化碳液体中不但无杂质,并且水含量极低,因此二氧化碳低温液化灌装成为当前的主流。因为运输二氧化碳液体的槽车贮罐是一个中压的压力容器,故二氧化碳流程中的系统压力设计必须低于槽车贮罐压力,若超压则无法运输,因此,二氧化碳低温液化灌装设备需要中压二氧化碳气体压缩机。

钢铁厂、化肥厂的生产工艺中也需要中压氧压机。因而把旧型有水润滑氧压机改造成中压氧压机或中压二氧化碳压缩机,可以满足生产的需求,特别是啤酒厂中的小气量二氧化碳液化设备,更适用此类压缩机。

原高压压缩机二级排气压力已达3MPa,如直接用高压压缩机来压缩中压气体,一、二级的压缩比很大,长期使用对设备不利,而且能耗也很大,是得不偿失的办法。合理的改造办法,是采用增大二、三级汽缸直径,使一、二级的压缩比降下来,一方面压缩机各级压力分配均匀,另一方面大大地降低压缩机的能耗。

5改造成低压管道输送用氧压机

有部分氧气生产厂家离一些大气量氧气用户距离较近,如在一些造船厂、水晶制造厂附近的氧气生产厂家一般都用充瓶法来送氧气。由于充装时氧压机排气压力高,压氧的能耗高;同时极为不安全,易发生事故;而且钢瓶的运输费用大,操作烦琐。将旧型氧压机改造为排气压力在0 8MPa以下的低压输送氧压机,利用管道直接把氧气送到用户的工件台旁,既方便了用户使用,又节省了大量运费,而且氧压机的电耗又可下降近1/ 2.

本改造方案是将氧压机改为2级压缩,把旧型机的中间一列去除。因旧型机的3列曲柄以120分布,去除中间1列对氧压机运行的平衡性影响不大。早在20世纪70年代,杭州钢铁厂已采用过将3列改为2列的中压氧压机给转炉送氧气,使用效果良好。把第三级的汽缸、活塞、十字头和连杆去除,对一、二级汽缸直径及其部分管道作相应调整,使其具有更合理的压缩比和布局,这在氧压机的实际运行中也已得到确认。

6改造成低压氧压机

将旧型机改造为0 3 0 4MPa的低压氧压机,满足有此需求的用户。将旧型机改为1级压缩的氧压机,由于受上部水箱位置的限制,冷却器安装困难,无法把3列全改为一级汽缸,故把原二级汽缸直径放大到285mm,与原一级汽缸并联工作,去除原旧型机的中间列,使2个一级冷却器装入中间座的水箱上,不改变原氧压机的外形,达到排气量增加1倍的目的。为了保证在运行中2个一级汽缸相互间不受干扰,在排气管道中采取了一些有效措施。

因旧型机的冷却水箱较小,在2个一级冷却器的设计中,还是设法将其安装在水箱内,保持它原有的外形,方便用户安装使用。

7结束语

以上各种改造的机型,均已经在用户中正常运行。同行如有新的设想和思路,希望能给予指导。

 
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