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                • 杭氧高壓充瓶氧壓機應用技術的發展與簡介
                • 作者:admin日期:2015-12-01 15:36點擊:
                • 一、高壓充瓶用氧壓機的更新換代

                  1、第一代充瓶氧壓機

                  我國從上世紀五十年代中期起,杭氧率先自行設計并生產小型空分設備以來,也相應的對小空分配套所必須具備的三機(即空壓機、膨脹機、氧壓機)進行研制開發。笫一代的充瓶氧壓機,為仿型設計的0328產品,結構型式為立式、三列、三級、單作用式。每個級的活塞密封元件均為皮碗結構,均使用軟纖維材料反白(或稱紅鋼紙)壓制成形的,氣缸內滴注含有少量甘油的蒸餾水進行潤滑并降溫。這段時間,從1956年~1965年以0328產品為代表的是笫一代充瓶氧壓機(或稱之謂反白皮碗時代產品)。這一時代的產品,優點是機型結構簡單,安裝、操作、維修方便;價格低廉。但這一代產品最致命的缺陷是反白皮碗壽命極低,三級皮碗的平均工作壽命不超過15天;最佳的蒸餾水注入量控制比較困難,太多時上填料函(鉻革制作的密封環)嚴重漏水,并滲進曲軸箱導致潤滑油失效,并會在氣缸內產生水擊現象;注入量過少時容易出現高壓缸缺水產生高溫的危險。同時該機型相關摩擦件的材質,不耐蝕、不耐溫,在壓力氧條件下容易著火,安全隱患大,常常發生燒缸爆炸事故。

                  2、第二代充瓶氧壓機

                  笫二代充瓶氧壓機,是在1966年~1980年期間,這一代的代表性產品是杭氧的0328M0328N。這一階段杭氧對0328產品的密封元件材質和整機零部件結構(包括運動機構)進行了全面的改型設計。諸如:反白皮碗及鉻革密封環更改為不同牌號的填充聚四氟乙烯;密封環斜面密封改R球面密封;活塞浮動式改固定式結構;曲軸箱整體式改剖分式結構;中

                  間體單室改雙室結構;氣閥環狀閥片改網狀無導向閥片結構等等。笫二代充瓶氧壓機產品(或稱之謂四氟皮碗時代產品),延伸了笫一代產品機型結構簡單、價格便宜的優點,但仍然存在易損件壽命短(高壓級不超過1200h)滿足不了用戶要求等缺陷。應該說,杭氧是國內最先開發充瓶氧壓機產品技術的企業,在計劃經濟年代,各企業之間都進行著無償的技術交流和產品資料轉讓,所以笫一代和笫二代的產品中的0328、0328M、0328N,盡管杭氧于1980年以后就不再生產這些產品了,而國內仍有一些廠家還在生產并銷售這類產品。1980年杭氧對笫二代產品進行質量整頓時,由于0328M產品機組振動大、功耗大、易損件壽命短,被正式列入為淘汰產品,并對0328N進行了全面的質量改進后定型為0345A產品,并大批量的投向市場并一直延續生產到現在。從產品技術來說,0345A也仍然劃屬笫二代充瓶氧壓機,同樣接受行業產品標準JB/T2902《水潤滑往復活塞高壓氧氣壓縮機技術條件》的質量監控。

                  目前國內市場上對于產品技術更新換代的進度十分緩慢,至今還有笫一代的產品在一些用戶服役使用。據2005深冷技術的刊文訊息,河南東聯機械制造有限公司和河南中原特殊鋼有限公司各有4臺這類產品還在使用,近來也有些用戶向我們電話咨詢:紅鋼紙皮碗零件哪里有售?紅鋼紙的材料標準是什么?等問題,這說明一些用戶設備技術的應用水平還處在相當落后的狀況。

                  3、第三代充瓶氧壓機

                  1983GB/T3863《工業用氧》標準頒發實施之后,氣體市場對工業用氧品質的要求更高了。標準規定:瓶裝的氣態氧一等品不得含有游離水;合格品的游離水≤100ml/瓶。工業用氧氣體品質的提高,笫一、二代水潤滑充瓶氧壓機產品的應用受到了沖擊,盡管產品結構上設置有氣水分離器,但在高壓工況下游離態水液體很難分離干凈并完全吹除,而且供充瓶用的氣態氧相對濕度為100%狀態;焓苍跉庋踔械挠坞x水充瓶時將帶進氣瓶,鋼瓶長期累計積水,內壁表面產生腐蝕,鋼瓶使用壽命縮短,如果在北方的冬天使用,鋼瓶的積水還會凍結氣瓶閥門影響操作。為了適應市場的需求,1983年杭氧開發設計無油無水潤滑充瓶用氧壓機,1984年底試制成功并投入市場運用。從1984年起杭氧在國內首創了笫三代充瓶氧壓機產品。代表性產品即為杭氧的0343A產品(專利號為:ZL2004-3-0105851.X),結構型式為立式、兩列、五級壓縮、氣缸無油無水潤滑。為了適應出口的要求,產品的充瓶壓力提高到16.5MPa,與國外標準規定的灌充壓力相接軌;同時產品氣量也增大到180m3/h,覆蓋空分配套需求的范圍更大了。上世紀80年代后期起杭氧開發的11081B笫四型新“150”小型空分設備大多配套選用0343A充瓶氧壓機,成套設備的能耗由老設備的1.1下降到0.87Kw.h/m3.O2以下。滿足了標準的要求,得到 了廣大用戶的認可,目前市場有約450臺左右。笫三代充瓶氧壓機產品(或稱之謂無油無水充瓶時代產品),市場的覆蓋時間為1984年起直至現在。產品技術接受JB/T9075《無潤滑往復活塞式高壓氧氣壓縮機技術條件》的質控。從0343A產品投入市場運用20多年以來的情況看,該機型具備壓縮氧氣無油、無水、干燥、氧氣品質優良以及機組外型美觀、控制裝置先進等優點,但機型還存在一些不足之處。諸如:(1)由于本機型結構是引用國外產品技術的,制造難度大、裝配要求高。(2)機型為兩列級差式的結構型式,兩列的往復質量相差較大,使得兩列的一階與二階往復慣性力在機體內部無法相互抵消,動力平衡性稍差,造成機組振動大并直接影響到運動件的磨損速度。(3)機組結構復雜,部件裝配精度要求高。用戶往往因為安裝、操作和維修不能全面達標的情況下,產品運轉故障率增多。(4)單一品種的參數,滿足不了相當范圍內空分設備匹配時優化組合選型的要求。(5)用戶較普遍反映的運行缺陷是:四、五級排溫偏高;五級活塞環壽命不夠穩定;套管式冷卻器水垢嚴重清洗困難接四級缸底部平衡腔的平衡罐清潔度難保持,容易成為安全隱患。

                  4、第四代充瓶氧壓機

                  隨著空分設備品種、參數、流程的多樣化發展,市場對充瓶氧壓機也相應要求實現多品種、多參數、結構優化的產品出臺。2005年之后,杭氧相應推出了笫四代充瓶氧壓機產品(或稱之謂優化結構系列化產品時代)。笫四代充瓶氧壓機系列產品的代表性產品是杭氧開發的Y308ZW-6/165型)(實用新型專利號為:ZL2005-2-0101631.9);Y308A(ZW-6/165);Y310AZW-3.3/165型)等常壓式充瓶氧壓機和Y304ZW-0.3/8-150型)增壓式充瓶氧壓機。笫四代產品克服了笫三代產品存在的問題與缺陷,針對市場的需求對產品規格參數進行擴展的同時,在高效、低能耗、低成本及安全性、可靠性、通用性等方面,力求實施最優化的設計。上述的三種常壓式充瓶氧壓機產品,均為立式、三列、五級壓縮、氣缸無油無水潤滑型式;增壓式充瓶氧壓機產品,為立式、三列、三級壓縮、單作用、氣缸無油無水潤滑型式。

                  相比于笫三代產品,笫四代充瓶氧壓機產品的優越性體現在:

                  1、常壓式充瓶氧壓機產品的氣量參數,分別有200m3/h、240m3/h360m3/h三檔規格品種,更能滿足空分增產和設備擴容的需求,頗受用戶青睞.

                  2、機型結構型式上選用立式、三列,曲柄錯角互為120°,結構設計上力求三列往復質量相接近,使得機器運轉時一階與二階往復慣性力可以在機體內部獲得平衡。這樣機體振動小,運轉平穩,易損件壽命大大提高。

                  3、由于各列結構設計中,優化壓縮級的合理配置,使得各列氣缸密封器的最大工作壓力差降低了(△Pmax2.0MPa),而笫三代產品密封器的最大工作壓差值達△Pmax6.2MPa。這樣,笫四代產品的各列密封器可以設計為通用件;組件的結構尺寸大大縮;低壓下密封元件壽命長;同時氣缸密封器長期處在低壓力氧氣的工作條件下,安全隱患大大減少了。

                  4、采用蛇形盤管組合式氣體冷卻器,結構簡潔,安裝、檢修以及除水垢都非常方便,頗受用戶歡迎。產品的氣體冷卻器,目前設計有兩種型式,對于水質條件良好的用戶,也可以選配套管式氣體冷卻器。

                  5、由于主機轉速降低,活塞線速度也低,高壓級的活塞環應用了新結構和新材質,整機易損件的更換期為笫三代產品的二倍之多;同時由于主機轉速低,氣流脈動的頻率和振幅達也大大降低,產品運轉率提高。

                  6、對于已有笫一、二代產品而希望更新換代的用戶,笫四代產品是最佳的選擇,因為運動機構的安裝尺寸具備通用性,可以免除機房與基礎的土建工作。

                  二、空分配套充瓶氧壓機的優化組合

                  笫四代充瓶氧壓機開發成功投入市場之后,杭氧的高壓充瓶壓縮機的產品,就其參數和品種來說,已經初具形成產品系列化生產了。對不同規格空分設備的用戶;或者對空分氣態產品用量不同與壓力等級要求變動的用戶;或對舊空分進行改造與要求設備增產的用戶;或對空分設備要求進行峰谷型生產的用戶等。從設備使用上考慮,是常用性的還是備用性的不同出發點,對充瓶氧壓機的品種和臺份的選擇,按最佳性價效益觀點,實行優化組合。目前杭氧可供選擇的在產的高壓充瓶壓縮機系列產品如下表列示:

                  序號

                  產品代號

                  介質

                  氣量 m/h

                  壓力 MPa

                  氣缸潤滑方式

                      

                  1

                  0345A

                  O2

                  100

                  15.0

                  水潤滑

                  笫二代

                  2

                  0551

                  N2

                  100

                  15.0

                  水潤滑

                  笫二代

                  3

                  0343A

                  O2

                  180

                  16.5

                  無油無水潤滑

                  笫三代

                  4

                  0346

                  O2

                  96

                  16.5

                  無油無水潤滑

                  笫三代

                  5

                  0553

                  N2

                  102

                  16.5

                  無油無水潤滑

                  笫三代

                  6

                  Y308

                  O2

                  360

                  16.5

                  無油無水潤滑

                  笫四代

                  7

                  Y308A

                  O2

                  360

                  16.5

                  無油無水潤滑

                  笫四代

                  8

                  Y310

                  O2

                  200

                  16.5

                  無油無水潤滑

                  笫四代

                  9

                  Y310A

                  O2

                  200

                  16.5

                  無油無水潤滑

                  笫四代

                  10

                  Y310B

                  O2

                  240

                  16.5

                  無油無水潤滑

                  第四代

                  11

                  Y304

                  O2

                  150(標)

                  815.0

                  無油無水潤滑

                  笫四代

                  12

                  Y304A

                  O2

                  225(標)

                  1215.0

                  無油無水潤滑

                  笫四代

                  13

                  Y502

                  N2

                  110(標)

                  615.0

                  無油無水潤滑

                  笫四代

                  14

                  Y502M

                  N2

                  150(標)

                  815.0

                  無油無水潤滑

                  笫四代

                   

                  以上氧、氮氣充瓶壓縮機產品系列,基本上滿足了目前小型空分設備配套時進行優化組合選擇的需求,經壓縮后充瓶的氣體品質均能符合GB/T3863《工業用氧》和GB/T3864《工業氮》的規定。

                  杭氧壓縮機公司是有關氧壓機行業TB/T2902-2006、TB/T6893-2006、TB/T5902-2001、TB/T9075-1999、TB/T8694-1998等標準的起草單位。為推進無油無水瓶裝氣的早日實現,有著行業龍頭的責任與義務,不斷開發適應市場需求,滿足標準要求的多品種、多規格的中、高壓氧、氮氣壓機為氣體行業上質量出效益多作貢獻,目前正在研究應用耐高溫、耐高壓活塞環新材料,以達到機型壓縮級數的最小化,既降低成本又減少機組體積,通過結構的可靠性分析與設計,實現產品運轉率突破96%,高壓級易損件壽命達到≥3000h的水平,超越目前行業標準要求的指標≥1500h,并根據用戶的需求研究開發單機產量500~600M3/h高壓充瓶氧壓機產品,滿足市場需求。

                      目前,醫用氧的市場仍然依賴於由內壓縮流程的空分設備提供,空分生產的液氧LO2在冷箱內部通過低溫液氧泵加壓后經換熱器復熱汽化為氣氧再送出冷箱充瓶。而相對于外壓縮流程來說,內壓縮流程的空分設備的主要缺陷是能耗高(大約高5%~8%)、產品氧的提取率低(一般僅為90%)。我們正在探索:應用經法定的醫療監察機構認可的對人體無害的自潤滑材質制作活塞環;或者研制高速、大壓縮比的迷宮式充瓶氧壓機,以求適應外壓縮流程的空分可以同時提供工業用氧和醫用氧市場的需求。技術總是在不斷地發展著,相信在不久的將來,深受用戶歡迎的笫五代充瓶氧壓機新型產品,將會很快在杭氧問世!。

                  隨著小型空氣分離設備流程的低壓化趨勢,其配套的工藝氣體壓縮機也在不斷地更新換代,從最初21Mpa4.5Mpa2.0 Mpa0.8 Mpa,使用壓力在不斷降低,能耗不斷下降,我公司始終是中、小空分工藝氣體壓縮機專業設計制造單位,為滿足用戶需求,經兩年多的開發應用,目前已有Y201、Y201A、Y201C、Y201D、0232多個品種的工藝氣體壓縮機適用配套150~2000M3/h空分的配套,經多家用戶使用達到低能耗、低噪音、低維護、低運行成本的新一代產品,為低壓流程的中、小空分提供了最佳工藝壓縮機的選擇。



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