空气压缩装置的研制与应用

　　压缩空气在工程上的应用及研究意义高压压缩空气广泛用于机械、电子、军工等行业，可用作高压动力气体、试验气体等。其工作压力一般在20MPa～40MPa.远远超出我国现行的《压缩空气站设计规范》（GB50029－2003）所涵盖的≤1.25MPa的压力范围。

　　高压压缩空气的工作压力是如此之高，故探索研究高压压缩空气站及管路系统的设计应用，尽快制定高压压缩空气站设计规范，将对我国提高高压压缩空气系统的设计应用水平，指导工程设计，明确技术监督，以及对施工验收和管理均具有十分迫切和重要的意义。

　　2主要工艺设备2.1空气压缩机由于高压压缩空气具有极高的压缩比和工作压力，高压压缩机均采用活塞式压缩机。我国生产高压空气压缩机的厂家主要为重庆、蚌埠、上海及沈阳几家，工作压力*高为40MPa，经过几十年的探索改进，或引进国外的先进技术，技术成熟、质量可靠。

　　国外高压压缩机主要为欧美产品，质量可靠，噪音较小。由于金属材料的质量较好，其机组质量较轻，外形尺寸也较为小巧。压力范围：20MPa～40MPa.

　　2.2净化设备同低压压缩空气净化设备一样，分除油、除尘、过滤器。按滤芯过滤精度不同，分为一级、二级、三级过滤，干燥装置按压力露点要求不同，分为冷冻式干燥机，吸附式干燥机（分无热再生、微热再生等），按不同的压力等级和处理量来组成系列。国内厂家的高压压缩空气干燥设备均为吸附式干燥机，国外如ZEKS公司等已开发出高压冷冻式干燥机，体积小巧，运行简便可靠。

　　2.3储能设备其作用为储存高压压缩空气，降低空气机起停频率；提供较为稳定的动力气体，或作为气瓶充装异地使用。国产定型产品一般在50L～100L，*大31.5MPa.水压机高压系统多采用高压蓄能罐，*大4m 3～5m 3 40MPa.储能设备一般均以瓶组或罐组的方式使用。

　　国内如蚌埠安瑞科将高压压缩机与后处理设备及储气瓶整合在一起，成为一个完整的气源系统。净化系统按客户要求和气体净化质量的要求配置，故采用这类设备的设计较为简单。

　　3工艺流程其典型工艺流程为：空气压缩机→预过滤器→干燥器→精过滤器→储气瓶（罐）→用户管道系统或：空气压缩机→预过滤器→干燥器→精过滤器→充气汇流排。

　　以上是我们在工程设计上使用过的两种工艺流程，在*近一次的工程设计中，用户要求采用如下的工艺流程：空气压缩机→储气瓶→预过滤器→干燥器→精过滤器→用户管道系统。

　　为避免缺少设计规范所造成的不必要的麻烦，影响项目的报检及验收，在征求供货方的意见后，将储气瓶改为底部加装排水口的储气瓶。这样做的优点是储气瓶能靠碰撞粘连预先除掉少量的油水，缺点是不能提供瞬时的大量高压气体。

　　4安全与控制因高压空气压缩机为多级压缩的活塞式压缩机，工作中存在超压的危险，而超压对机组的运行、后处理设备、储气设备及用户管路系统的危害是致命的。因此，如何保证机组的稳定运行及防止系统超压是自动控制的首要任务。基于以上考虑，笔者认为防止超压的控制应从以两方面入手：①空压机本身应有防止超压的措施；②压缩空气站出口总管上应有安全泄放阀，空气机与出口总管应有高低位压力起停联锁检制。

　　5工艺布置空气机及净化设备的工艺布置，可参照现行的《压缩空气站设计规范》（为防止空压机震动对建筑物及管路系统的影响，空压机应布置在1层。储气瓶（罐）或充气瓶组应布置在室内，（可参照气体汇流排设计要求），其理由是：防止非站房工作人员接触高压危险设备，保护设备；防止阳光直射高压气瓶，使储气瓶（罐）超压爆炸。储气瓶应安装在型钢框架内，并牢固固定。

　　6建筑物1）建筑物应有足够的泄爆面积，参照汇流排间的要求；2）因为高压空压机压缩比大，相对于低压空气压缩机，相同排量的压缩机进气量要大的多，一般为几十倍的差别，故应对进气量作出计算，建筑物应考虑足够的进风百叶面积。

　　3）高压压缩空气站应为独立建筑物，且应与其它建筑物有一定的安全间距。

　　7管路系统高压压缩空气管道属GC1级压力管道，且为车间工业管道，故应在设计上予以高度的重视，确保万无一失。压缩空气管道及设备排水（污）管均应为不锈钢无缝钢管，阀门、附件的选用应提高一个压力等级。为保证焊接质量，管道的焊接应采用氩弧焊。设备的排水（污）应有手动及自动两套阀门，高压管路系统应设置泄压放空管路，供系统检修或停用时泄压。高压管路应有保护措施，一般采用钢质桥架保护。

　　8结语高压压缩空气系统在设计上有别于低压压缩空气系统的特点是它的高度危险性及所用材料的高技术含量。如在低压系统中常用的金属软管，在高压系统中就很难看到。这就需要设计人员考虑到运行时可能出现的各方面因素，精心设计与计算，做到万无一失。

　　高压压缩空气是应用日益广泛的动力气体，对提高我国的生产工艺水平等具有重要的意义。研究高压压缩空气系统的设计及应用技术，尽快制定相应的设计和施工验收规范，填补了我国在此领域规范上的空白。