第一節(jié) 離心式空氣壓縮機(jī)基本生產(chǎn)技術(shù)、工藝或流程
國(guó)內(nèi)壓縮機(jī)制造廠家目前只能生產(chǎn)100000Nm3/h氣量以下的離心式空壓機(jī)，與國(guó)際先進(jìn)水平差距較大。因此在15000等級(jí)以上的空分設(shè)備所配置的空壓機(jī)大部分選用進(jìn)口機(jī)組，主要為國(guó)外知名品牌，如：Man-turbo（Sulzer 、GHH）、Siemens（Demag）、Atlas-Copco和Cooper等。
1、離心式空氣壓縮機(jī)技術(shù)現(xiàn)狀
在國(guó)內(nèi)，僅有的幾家離心式壓縮機(jī)生產(chǎn)廠商主要從事石油、化工和冶金等 行業(yè) 的大中型壓縮機(jī)的生產(chǎn)。這一類(lèi)壓縮機(jī)所壓送的介質(zhì)、氣量、排壓、工藝流程、動(dòng)力、控制、配套以及當(dāng)?shù)氐臍庀笄闆r、公用工程等多項(xiàng)條件各不相同，有的介質(zhì)還具有易燃、易爆、有毒、化學(xué)性質(zhì)活潑及腐蝕性強(qiáng)的特點(diǎn)，因而決定了壓縮機(jī)形式、結(jié)構(gòu)和規(guī)格多樣性的特點(diǎn)。同時(shí)由于這一類(lèi)企業(yè)所用的壓縮機(jī)都是企業(yè)生產(chǎn)的關(guān)鍵配套設(shè)備，采取何種技術(shù)手段和保安措施確保設(shè)備的長(zhǎng)期安全、可靠運(yùn)轉(zhuǎn)顯得十分重要，因此決定必須針對(duì)各個(gè)用戶(hù)的運(yùn)行條件和保安要求進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造的單件小批量作業(yè)方式。
制造商通常根據(jù)自身的生產(chǎn)條件和技術(shù)水平來(lái) 規(guī)劃 產(chǎn)品的品種系列，先開(kāi)發(fā)若干基本機(jī)型，再針對(duì)用戶(hù)的具體使用條件與要求，選擇合適的機(jī)型進(jìn)行變型設(shè)計(jì)。為了適應(yīng)不同產(chǎn)品的生產(chǎn)，制造商必須盡量采用通用性強(qiáng)的加工設(shè)備，例如采用不需要專(zhuān)用工裝夾具的數(shù)控加工中心來(lái)進(jìn)行復(fù)雜零件的加工。從原材料到成品出廠的整個(gè)產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程是“一對(duì)一”的管理模式。對(duì)這類(lèi)廠家來(lái)說(shuō)，即使獲得通用性強(qiáng)的動(dòng)力型空壓機(jī)和鼓風(fēng)機(jī)的訂單，也只能沿用現(xiàn)有的生產(chǎn)管理方式和生產(chǎn)設(shè)備來(lái)安排產(chǎn)品的生產(chǎn)。因而導(dǎo)致產(chǎn)品生產(chǎn)效率低、周期長(zhǎng)、成本高以及市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力弱。
2、主要配件工藝流程
離心式空氣壓縮機(jī)殼體零件工藝流程簡(jiǎn)圖
離心式空氣壓縮機(jī)軸類(lèi)零件工藝流程簡(jiǎn)圖
離心式空氣壓縮機(jī)葉輪典型工藝流程簡(jiǎn)圖
離心式空氣壓縮機(jī)葉片工藝流程簡(jiǎn)圖
第二節(jié) 離心式空氣壓縮機(jī)新技術(shù)研發(fā)、應(yīng)用情況
國(guó)外的離心式壓縮機(jī)的等溫效率最高可達(dá)75%。目前國(guó)內(nèi)也采用了先進(jìn)的三元流理論設(shè)計(jì)，用NREC葉輪設(shè)計(jì)制造軟件進(jìn)行葉輪流道設(shè)計(jì)及流場(chǎng) 分析 ，并用五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工中心加工葉輪，再輔助其他相對(duì)先進(jìn)的技術(shù)和制造能力的保證，國(guó)產(chǎn)空壓機(jī)的等溫效率和可靠性也有很大提高。
空壓機(jī)的長(zhǎng)周期安全穩(wěn)定的運(yùn)行是空分裝置可靠的首要保證。為了消除經(jīng)過(guò)空氣過(guò)濾器后仍存在的少量極微小塵埃顆粒在流道中沉積，引起空壓機(jī)效率下降和出現(xiàn)不平衡而造成軸振動(dòng)過(guò)高等現(xiàn)象，空壓機(jī)配置了葉輪水沖洗裝置。一般在第一級(jí)和第二級(jí)葉輪進(jìn)行沖洗，而葉輪的沖洗時(shí)間則通過(guò)計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制或人為設(shè)置間隔時(shí)間。這種空壓機(jī)不停機(jī)而對(duì)葉輪進(jìn)行清洗的技術(shù)可大大延長(zhǎng)空壓機(jī)不停車(chē)檢修而連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)間。
第三節(jié) 離心式空氣壓縮機(jī)國(guó)外技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
用戶(hù)對(duì)離心式空氣壓縮機(jī)的能耗、可靠性、配套水平等技術(shù)指標(biāo)的要求越來(lái)越高，目前，世界上先進(jìn)的壓縮機(jī)制造廠家都在致力于這方面的 研究 ，并取得了很大進(jìn)展。如在壓縮機(jī)氣動(dòng)性能設(shè)計(jì)上使用的程序，能適用于幾百個(gè)大氣壓，大大提高了計(jì)算精度；轉(zhuǎn)子穩(wěn)定性 研究 ，已經(jīng)研制出超二階、三階的高柔性轉(zhuǎn)子，并已成功應(yīng)用于產(chǎn)品的設(shè)計(jì)。此外，國(guó)外在離心式空氣壓縮機(jī)有關(guān)部件成套技術(shù)上也有了很大發(fā)展，如密封、軸承、調(diào)節(jié)系統(tǒng)、輔機(jī)配套水平、機(jī)組自動(dòng)化控制及故障診斷水平等方面取得了突破性的進(jìn)展。
第四節(jié) 離心式空氣壓縮機(jī)技術(shù)開(kāi)發(fā)熱點(diǎn)、難點(diǎn) 分析
1、葉輪轉(zhuǎn)速問(wèn)題
離心式壓縮機(jī)葉輪的圓周速度通常都大于300m/s，轉(zhuǎn)子處于高速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)。因而對(duì)轉(zhuǎn)子—軸承系統(tǒng)有較高的設(shè)計(jì)、制造要求，對(duì)主軸、葉輪、齒輪和軸承等重要零件的加工必須采用精密加工和嚴(yán)格的裝配技術(shù)。三元葉輪的設(shè)計(jì)、產(chǎn)品的出廠試驗(yàn)和成套設(shè)備完善的監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)等都有較高的技術(shù)要求。從機(jī)械力學(xué)原理看，齒輪型壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子的受力屬于“懸臂梁”類(lèi)型，抗干擾力差，容易引起機(jī)械振動(dòng)。這是齒輪型壓縮機(jī)的一個(gè)技術(shù)難點(diǎn)。在機(jī)械產(chǎn)品范圍內(nèi)，離心式壓縮機(jī)無(wú)疑屬于高技術(shù)產(chǎn)品，因而也決定了產(chǎn)品具有高成本。
2、低成本的離心式空壓機(jī)批量生產(chǎn)
如何根據(jù)小型空壓機(jī)市場(chǎng)需求量大的特點(diǎn)來(lái)從事低成本的離心式空壓機(jī)批量生產(chǎn)，是當(dāng)前我國(guó)國(guó)內(nèi) 行業(yè) 面臨的新挑戰(zhàn)。出于與活塞式空壓機(jī)和螺桿式空壓機(jī)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的考慮，這類(lèi)產(chǎn)品必須實(shí)現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)以降低生產(chǎn)成本。為此，制造商應(yīng)當(dāng)按照以下基本原則 規(guī)劃 產(chǎn)品和組織生產(chǎn)，以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的專(zhuān)業(yè)化、高效率和低成本。
1）產(chǎn)品必須形成標(biāo)準(zhǔn)系列，讓不同的用戶(hù)在已有的產(chǎn)品系列中去挑選適合自己的產(chǎn)品，以此適應(yīng)市場(chǎng)的不同需求。
2）相同規(guī)格的零部件應(yīng)具有互換性，避免出現(xiàn)“配制件”，以便能組織零件的批量生產(chǎn)。
3）生產(chǎn)商必須盡可能多地采用投資省、效率高的專(zhuān)用設(shè)備。盡可能簡(jiǎn)化零件的結(jié)構(gòu)和加工工藝，減少或避免采用特殊的加工方式和昂貴的生產(chǎn)設(shè)施。車(chē)間生產(chǎn)設(shè)備的布置應(yīng)符合“原材料→零件加工→入庫(kù)→裝配→試車(chē)→的作業(yè)流程，減少或避免零件的交叉搬運(yùn)。
4）盡可能多地采用無(wú)切削或少切削加工的零件，例如盡量采用鑄件、模鍛件或型材。
壓縮機(jī)的核心部件——葉輪可以采用精密鑄造，這類(lèi)技術(shù)在國(guó)內(nèi)已經(jīng)成熟。
5）實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品生產(chǎn)的社會(huì)化分工和專(zhuān)業(yè)化生產(chǎn)。
成套離心式壓縮機(jī)是由主機(jī)、主電機(jī)、冷卻器、過(guò)濾器、潤(rùn)滑油站以及機(jī)架、管道、閥門(mén)和控制設(shè)備等部分組成。主機(jī)中還包含了壓縮機(jī)、齒輪箱、軸承、主油泵和聯(lián)軸器等。它們的技術(shù)基礎(chǔ)和生產(chǎn)設(shè)備各不相同，應(yīng)盡可能采用別的廠家專(zhuān)業(yè)化生產(chǎn)的廉價(jià)配套件。這樣做不僅有利于提高產(chǎn)品的生產(chǎn)效率、縮短生產(chǎn)周期、擴(kuò)大產(chǎn)量和降低生產(chǎn)成本，同時(shí)也降低了壓縮機(jī)成套制造商的投資風(fēng)險(xiǎn)，簡(jiǎn)化了生產(chǎn)管理，有利于把有限的資金和技術(shù)力量用在技術(shù)含量高、產(chǎn)品附加值大的壓縮機(jī)核心技術(shù)的開(kāi)發(fā)和關(guān)鍵零件的生產(chǎn)上，有利于提高產(chǎn)品的技術(shù)水平，擴(kuò)大產(chǎn)品的市場(chǎng)占有率。
第五節(jié) 離心式空氣壓縮機(jī)未來(lái)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)
目前離心式壓縮機(jī)發(fā)趨勢(shì)是：容量不斷增大，以滿足石化生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大的要求；隨著新技術(shù)的發(fā)展，新型氣體密封、磁力軸承和無(wú)潤(rùn)滑聯(lián)軸器的出現(xiàn)，不斷開(kāi)發(fā)高壓壓縮機(jī)和小流量壓縮機(jī)產(chǎn)品；進(jìn)一步 研究 三元流動(dòng)理論，不僅應(yīng)用到葉輪設(shè)計(jì)，還發(fā)展到葉片擴(kuò)壓器靜止元件設(shè)計(jì)中，以期達(dá)到最高的機(jī)組效率；低噪聲化，采用噪聲防護(hù)以改善操作環(huán)境。
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