第一節(jié) 離心式空氣壓縮機基本生產(chǎn)技術(shù)、工藝或流程

國內(nèi)壓縮機制造廠家目前只能生產(chǎn)100000Nm3/h氣量以下的離心式空壓機，與國際先進水平差距較大。因此在15000等級以上的空分設(shè)備所配置的空壓機大部分選用進口機組，主要為國外知名品牌，如：Man-turbo（Sulzer 、GHH）、Siemens（Demag）、Atlas-Copco和Cooper等。

1、離心式空氣壓縮機技術(shù)現(xiàn)狀

在國內(nèi)，僅有的幾家離心式壓縮機生產(chǎn)廠商主要從事石油、化工和冶金等 行業(yè) 的大中型壓縮機的生產(chǎn)。這一類壓縮機所壓送的介質(zhì)、氣量、排壓、工藝流程、動力、控制、配套以及當(dāng)?shù)氐臍庀笄闆r、公用工程等多項條件各不相同，有的介質(zhì)還具有易燃、易爆、有毒、化學(xué)性質(zhì)活潑及腐蝕性強的特點，因而決定了壓縮機形式、結(jié)構(gòu)和規(guī)格多樣性的特點。同時由于這一類企業(yè)所用的壓縮機都是企業(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)備的長期安全、可靠運轉(zhuǎn)顯得十分重要，因此決定必須針對各個用戶的運行條件和保安要求進行產(chǎn)品設(shè)計、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 規(guī)劃 產(chǎn)品的品種系列，先開發(fā)若干基本機型，再針對用戶的具體使用條件與要求，選擇合適的機型進行變型設(shè)計。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的加工設(shè)備，例如采用不需要專用工裝夾具的數(shù)控加工中心來進行復(fù)雜零件的加工。從原材料到成品出廠的整個產(chǎn)品生產(chǎn)過程是“一對一”的管理模式。對這類廠家來說，即使獲得通用性強的動力型空壓機和鼓風(fēng)機的訂單，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、成本高以及市場競爭力弱。

2、主要配件工藝流程

離心式空氣壓縮機殼體零件工藝流程簡圖

 離心式空氣壓縮機軸類零件工藝流程簡圖



離心式空氣壓縮機葉輪典型工藝流程簡圖

 離心式空氣壓縮機葉片工藝流程簡圖

第二節(jié) 離心式空氣壓縮機新技術(shù)研發(fā)、應(yīng)用情況

國外的離心式壓縮機的等溫效率最高可達75%。目前國內(nèi)也采用了先進的三元流理論設(shè)計，用NREC葉輪設(shè)計制造軟件進行葉輪流道設(shè)計及流場 分析 ，并用五軸聯(lián)動數(shù)控加工中心加工葉輪，再輔助其他相對先進的技術(shù)和制造能力的保證，國產(chǎn)空壓機的等溫效率和可靠性也有很大提高。

空壓機的長周期安全穩(wěn)定的運行是空分裝置可靠的首要保證。為了消除經(jīng)過空氣過濾器后仍存在的少量極微小塵埃顆粒在流道中沉積，引起空壓機效率下降和出現(xiàn)不平衡而造成軸振動過高等現(xiàn)象，空壓機配置了葉輪水沖洗裝置。一般在第一級和第二級葉輪進行沖洗，而葉輪的沖洗時間則通過計算機自動控制或人為設(shè)置間隔時間。這種空壓機不停機而對葉輪進行清洗的技術(shù)可大大延長空壓機不停車檢修而連續(xù)運轉(zhuǎn)的時間。

第三節(jié) 離心式空氣壓縮機國外技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

用戶對離心式空氣壓縮機的能耗、可靠性、配套水平等技術(shù)指標的要求越來越高，目前，世界上先進的壓縮機制造廠家都在致力于這方面的 研究 ，并取得了很大進展。如在壓縮機氣動性能設(shè)計上使用的程序，能適用于幾百個大氣壓，大大提高了計算精度；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。此外，國外在離心式空氣壓縮機有關(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)、輔機配套水平、機組自動化控制及故障診斷水平等方面取得了突破性的進展。

第四節(jié) 離心式空氣壓縮機技術(shù)開發(fā)熱點、難點 分析

1、葉輪轉(zhuǎn)速問題

離心式壓縮機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)。因而對轉(zhuǎn)子—軸承系統(tǒng)有較高的設(shè)計、制造要求，對主軸、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格的裝配技術(shù)。三元葉輪的設(shè)計、產(chǎn)品的出廠試驗和成套設(shè)備完善的監(jiān)測控制系統(tǒng)等都有較高的技術(shù)要求。從機械力學(xué)原理看，齒輪型壓縮機轉(zhuǎn)子的受力屬于“懸臂梁”類型，抗干擾力差，容易引起機械振動。這是齒輪型壓縮機的一個技術(shù)難點。在機械產(chǎn)品范圍內(nèi)，離心式壓縮機無疑屬于高技術(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批量生產(chǎn)

如何根據(jù)小型空壓機市場需求量大的特點來從事低成本的離心式空壓機批量生產(chǎn)，是當(dāng)前我國國內(nèi) 行業(yè) 面臨的新挑戰(zhàn)。出于與活塞式空壓機和螺桿式空壓機市場競爭的考慮，這類產(chǎn)品必須實現(xiàn)規(guī)?；a(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)，以實現(xiàn)生產(chǎn)的專業(yè)化、高效率和低成本。

1）產(chǎn)品必須形成標準系列，讓不同的用戶在已有的產(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、效率高的專用設(shè)備。盡可能簡化零件的結(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。車間生產(chǎn)設(shè)備的布置應(yīng)符合“原材料→零件加工→入庫→裝配→試車→的作業(yè)流程，減少或避免零件的交叉搬運。

4）盡可能多地采用無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。

壓縮機的核心部件——葉輪可以采用精密鑄造，這類技術(shù)在國內(nèi)已經(jīng)成熟。

5）實現(xiàn)產(chǎn)品生產(chǎn)的社會化分工和專業(yè)化生產(chǎn)。

成套離心式壓縮機是由主機、主電機、冷卻器、過濾器、潤滑油站以及機架、管道、閥門和控制設(shè)備等部分組成。主機中還包含了壓縮機、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業(yè)化生產(chǎn)的廉價配套件。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、擴大產(chǎn)量和降低生產(chǎn)成本，同時也降低了壓縮機成套制造商的投資風(fēng)險，簡化了生產(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核心技術(shù)的開發(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，擴大產(chǎn)品的市場占有率。

第五節(jié) 離心式空氣壓縮機未來技術(shù)發(fā)展趨勢

目前離心式壓縮機發(fā)趨勢是：容量不斷增大，以滿足石化生產(chǎn)規(guī)模不斷擴大的要求；隨著新技術(shù)的發(fā)展，新型氣體密封、磁力軸承和無潤滑聯(lián)軸器的出現(xiàn)，不斷開發(fā)高壓壓縮機和小流量壓縮機產(chǎn)品；進一步 研究 三元流動理論，不僅應(yīng)用到葉輪設(shè)計，還發(fā)展到葉片擴壓器靜止元件設(shè)計中，以期達到最高的機組效率；低噪聲化，采用噪聲防護以改善操作環(huán)境。

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